Утепленные воздушные клапаны КПУ, АВК и КВУ: зачем нужен подогрев створок, как подобрать электропривод с возвратной пружиной и подключить к приточной установке

Зимой створки наружного клапана могут обмерзнуть, а открыться он должен точно к пуску вентилятора. Производитель клапанов КВУД ставит ТЭНы в места сопряжения лопаток «для временного разогрева стыка лопаток и облегчения их открытия в случае обмерзания в зимнее время». В каталоге Зонды 30 утепленных клапанов с индексами КПУ, АВК и КВУ, и перед выбором надо понять, чем клапан греется, каким приводом закрывается и как он работает вместе с вентилятором и калорифером. Общее устройство воздушных клапанов разобрано в статье про воздушные клапаны и дроссель-заслонки, здесь речь только об исполнении для мороза.

Что утепленный клапан делает на наружном заборе

Клапан ставят на приточной системе в месте забора наружного воздуха. По карточкам каталога встроенный электрообогрев не дает створкам примерзнуть при отрицательных температурах и обеспечивает надежное закрытие при остановке вентиляции. Утепленный клапан каталога Зонды — это воздушный клапан с теплоизолированным корпусом, обогревом створок и приводом с возвратной пружиной, который закрывает его при отключении питания.

Конструкция по карточке состоит из четырех узлов, и это корпус с теплоизоляцией, противоположно-поворотные створки с уплотнением, электронагреватели и электропривод с возвратной пружиной.

Обогрев работает на подвижные части. Каталог Miravent пишет, что кабель предотвращает образование наледи на кинематике клапана. Кабель Miravent защищает кинематику от наледи, ТЭНы Ferrum разогревают стык лопаток, а воздух в канале греет калорифер. Про калорифер и его обвязку есть отдельные статьи, калорифер для вентиляции и смесительный узел.

Чем греют клапан, ТЭНами или кабелем по периметру и по площади

У производителей встречаются три схемы. В клапане КВУД (Ferrum) трубчатые электронагреватели, ТЭНы, стоят в местах сопряжения лопаток и греют стык временно; по специальному указанию в заказе их можно исключить из комплекта. В KVU-N-P (Miravent) гибкий саморегулирующийся кабель идет по наружному периметру и постоянно подключен к сети 220 В. В исполнении KVU-N-PS кабель проложен и по периметру, и по площади рабочего сечения.

ТЭН в стыке лопаток греет временно, кабель Miravent подключен к сети постоянно. От схемы зависит и питание: у кабеля линия 220 В остается под напряжением всю зиму. Заземление требует каталог Ferrum, и клапаны с электроприводом и электроподогревом заземляют по правилам устройства электроустановок. Для сравнения, у противопожарного клапана КПУ-2Н (Веза) есть морозостойкое исполнение МС с кабелями обогрева внутри клапана на 220 В до минус 60, но это изделие другого назначения.

КПУ, АВК и КВУ в каталоге и значение этих индексов у других производителей

В каталоге Зонды 30 позиций: 27 круглых (девять диаметров от 100 до 630 мм в каждом из трех индексов) и три прямоугольных 200×150 мм. Описание у всех позиций одинаковое и включает назначение, корпус с теплоизоляцией, противоположно-поворотные створки с уплотнением, электронагреватели и привод с возвратной пружиной. В названии меняются только индекс и размер, например КПУ D630, АВК D400 и КВУ D250. Прямоугольный вариант есть во всех трех индексах, например КПУ 200×150.

Расшифровку индекса по аналогии с чужим каталогом делать нельзя, потому что те же буквы у разных производителей означают разное. КПУ у Веза — это противопожарный клапан, а КВУД у Ferrum — это утепленный воздушный клапан. Исполнение конкретной позиции подтверждает паспорт на нее.

Отдельная категория прямоугольных АВК в каталоге содержит 12 позиций от 300*150 до 2000*2000, в карточках указаны габариты и масса. Утепленное исполнение для забора выбирают в категории утепленных клапанов. Противопожарные клапаны разобраны в статье про противопожарные клапаны.

Электропривод с возвратной пружиной при потере питания

Привод Belimo LF24 взводит пружину одновременно с поворотом заслонки в рабочее положение, а при пропадании напряжения пружина возвращает заслонку в охранное положение. Какое именно положение считать охранным, определяет монтаж, ведь направление возврата выбирают установкой привода на вал, L или R. Для наружного клапана привод ставят так, чтобы пружина закрывала створки, как и написано в карточках каталога про аварийное закрытие.

У Belimo LF24 двигатель поворачивает заслонку на 90° за 40–75 секунд, пружина возвращает менее чем за 20 секунд при температуре от минус 20 до плюс 50 и менее чем за 60 секунд при минус 30. У Siemens GQD ход занимает 30 секунд, а возврат 15; у GMA ход 90 секунд, возврат те же 15. Рабочий диапазон температур окружающей среды у Belimo от минус 30 до плюс 50 при степени защиты IP54, у Siemens от минус 32 до плюс 55.

А вот Siemens GQD рассчитан на внутренний монтаж в месте, защищенном от непогоды, со степенью защиты IP40, поэтому для привода на наружной стороне допустимое место сверяют по паспорту; у Belimo LF24 степень защиты IP54.

По режимам управления Belimo LF24 работает как двухпозиционный на 24 В, вариант LF24-SR плавный с сигналом 0 (2)…10 В, у серии LF есть исполнение на 230 В. Miravent комплектует свои клапаны приводами на 220 или 24 В, с пружиной и без нее.

Как подобрать привод по моменту

Siemens выбирает привод по фактору момента в ньютон-метрах на квадратный метр, который сообщает изготовитель заслонки, и по площади заслонки. Siemens в листе данных на GQD советует принимать фактор безопасности 0,8, то есть рассчитывать на 80 % от паспортного момента, потому что заслонки со временем смещаются и стареют. Формула в руководстве простая: требуемый момент равен площади заслонки, умноженной на фактор, а фактор растет со скоростью воздуха и с уплотнениями створок. У утепленного клапана по карточке створки с уплотнением, поэтому момент берут у изготовителя клапана.

Belimo дает ориентир по площади, но сразу оговаривает, что момент считают по данным изготовителя заслонки, с учетом сечения, конструкции, места монтажа и условий вентиляции.

Круглый клапан D630 из каталога имеет сечение 0,31 м², то есть уже превышает предел Siemens GQD в 0,3 м². Из пружинных приводов таблицы остаются от 4 Нм и выше, но окончательное число, конечно, даст паспорт клапана. В каталоге приводов 30 позиций для воздушных клапанов от Belimo, Siemens, Lufberg, Dastech и Joventa на 2, 4, 5, 8, 10 и 15 Нм. В названиях указаны производитель и момент, а исполнение с пружиной и питание подтверждают по паспорту позиции перед заказом.

Как подобрать клапан по сечению

Расход через клапан равен площади живого сечения, умноженной на скорость воздуха. Скорость и потерю давления берут из паспорта клапана, а таблица ниже показывает по полному сечению круга, сколько воздуха проходит через каталожные диаметры при трех скоростях.

Какой диаметр брать под 2000 м³/ч при 3 м/с? По полному сечению круга расчет дает около 486 мм, а у ближайшего типоразмера D500 скорость по полному сечению составит около 2,8 м/с. Расход считают по живому сечению, которое меньше габаритного. В каталоге Ferrum КВУД 400×500 имеет сечение 0,164 м² при габарите 0,2 м², то есть около 83 %. Поэтому фактическая скорость через створки у круглого клапана тоже выше табличной, а точное значение и потерю давления задает паспорт позиции. Размер клапана согласуют с воздуховодом, типоразмеры которых собраны в статье про размеры воздуховодов.

Схема управления: клапан, вентилятор и калорифер

СП 60.13330.2020 в пункте 11.2.15 требует автоматической блокировки открывания и закрывания клапанов наружного воздуха при включении и отключении вентиляторов. Если в теплообменнике вода, пункт 11.2.21 добавляет автоматическую защиту от замерзания, а пункт 11.1.4 требует для цепей управления этой защитой электропитание по I категории надежности.

Как это выглядит в автоматике, показывает руководство к агрегату Systemair Topvex FR. Функция управления заслонкой открывает заслонку наружного воздуха перед пуском вентилятора на заданное время, а функция прогрева заслонки включает предпусковое оттаивание. При аварии защиты от замораживания вентилятор выключается, воздушная заслонка закрывается, клапан управления водой открывается полностью до прогрева обратной воды. При сигнале пожарной сигнализации вентиляторы отключаются, заслонки закрываются, а перезапуск ручной.

В Systemair Topvex FR авария защиты от замораживания останавливает вентилятор и закрывает заслонку наружного воздуха. Расчет самого калорифера и защиту водяного теплообменника разбирает статья про расчет калорифера, а установку в сборе описывает материал про приточно-вытяжную установку.

На монтаже и при пуске

Ориентация клапана в пространстве может быть любой: каталоги Ferrum и Miravent заявляют, что клапан работоспособен вне зависимости от положения. Проект проектом, а на объекте у клапана несколько подключений, а именно привод, обогрев, заземление и, если заказаны концевые выключатели, сигнал положения. В таблице комплектации Ferrum есть исполнения с концевыми выключателями S2 и SN2, а привод Belimo LF24 сам останавливается на упоре и в них не нуждается.

Как поймать ошибку с направлением L и R? Она вылезает при первой проверке: снимаешь питание, а клапан остается открытым. Снаружи клапан закрывают наружной решеткой, а доступ к приводу и коробке подключения для сервиса оставляют при монтаже.

Что проверить перед запуском:

• привод стоит на валу так, что при снятии питания пружина закрывает клапан;
• клапан с приводом и обогревом заземлен по правилам устройства электроустановок;
• на обогрев подано питание, которое указано в паспорте позиции, например 220 В у кабеля Miravent;
• клапан открывается до пуска вентилятора и закрывается при его отключении, время открытия задано в автоматике;
• по аварии защиты от замораживания и по сигналу пожарной сигнализации вентилятор останавливается и клапан закрывается, как заложено в алгоритме установки;
• привод стоит в месте, которое допускает его паспорт, а модель только для внутреннего монтажа снаружи не ставят.

Частые вопросы

Подойдет ли любой привод на утепленный клапан?

Привод выбирают по моменту, который указывает изготовитель клапана, и по питанию. Каталог Miravent перечисляет Belimo, Gruner, Siemens и Lufberg на 24 или 220 В, с пружиной и без. Для наружного клапана нужен привод с возвратной пружиной, как в карточках Зонды.

Чем КПУ отличается от АВК и КВУ?

Карточки Зонды описывают все три индекса одним текстом, а различаются они индексом в названии и размером. Конкретное исполнение подтверждает паспорт позиции. Чужие расшифровки, например КПУ у Веза как противопожарный клапан, к каталогу Зонды не относятся.

Нужен ли концевой выключатель на клапане?

Привод Belimo LF24 останавливается на упоре сам, и для работы концевые выключатели ему не нужны. Сигнал положения «клапан открыт» дает исполнение с концевыми выключателями, например S2 или SN2 в таблице комплектации Ferrum.

Что будет с приводом на сильном морозе?

Belimo допускает от минус 30, при этом возврат пружиной занимает до 60 секунд вместо 20. У Siemens диапазон от минус 32 до плюс 55. Привод для внутренней установки на улице не ставят, допустимое место монтажа сверяют по паспорту привода.

Коротко для монтажа

Утепленный клапан каталога Зонды состоит из корпуса с теплоизоляцией, створок с уплотнением, нагревателей и привода с пружиной, а пуск и остановку ему задает автоматика установки. Индекс КПУ, АВК или КВУ в каталоге Зонды определяет название позиции, а исполнение и параметры задает паспорт на размер. Момент привода сверяют с данными изготовителя клапана, а пружину ставят на закрытие. Перед пуском снимают питание и смотрят, что клапан закрылся, затем проверяют блокировку с вентилятором и защиту калорифера.

Если на вашем объекте стоит похожая задача, напишите нам в любом удобном мессенджере. Инженер подберет клапан и привод под ваши условия и пришлет спецификацию с ценами.

Наши мессенджеры: Max, Telegram, WhatsApp