Воздушный клапан вентиляции: типы, привод, подбор

Что такое воздушный клапан и какие типы бывают

Воздушный клапан — обязательный элемент почти любой системы вентиляции: он стоит на воздухозаборе, в магистральных воздуховодах и на ответвлениях к отдельным зонам. Задача клапана — управлять потоком воздуха: держать заданный расход, полностью перекрывать участок или защищать установку от неконтролируемого поступления наружного воздуха. Без клапанов систему нельзя ни отбалансировать по проекту, ни безопасно остановить на обслуживание. Это отдельное изделие от обратного клапана вентиляции, который перекрывает поток самостоятельно — под напором воздуха, без внешнего привода.

По функции воздушные клапаны делят на три группы. Регулирующий клапан держит любое промежуточное положение лопаток и служит для балансировки расхода по ветвям сети — типовая задача многозональных систем и VAV-систем вентиляции. Запорный (отсечной) клапан работает только в двух положениях — открыт или закрыт — и перекрывает участок при остановке оборудования или ремонте. Утеплённый воздухозаборный клапан ставят на входе приточных установок: у него теплоизолированный корпус и лопатки, часто — обогрев кромок против обмерзания зимой.

По месту установки клапаны разделяют так же чётко, как и по функции. На воздухозаборе и выбросе приточно-вытяжных установок стоит утеплённый или обычный клапан, отсекающий систему от улицы на время простоя. На магистральных воздуховодах — регулирующий клапан для зонального управления расходом, в том числе в связке с автоматикой из статьи автоматизация вентиляции. На ответвлениях к отдельным помещениям — запорный клапан для отсечки конкретной ветви при остановке оборудования, не затрагивая всю систему целиком.

Типы клапанов, конструкция и привод: сравнение

Кроме функции, клапаны различаются конструкцией лопаток и способом установки. Одностворчатый клапан — для малых сечений воздуховодов, многостворчатый жалюзийный — для крупных сечений и шахт воздухозабора, где одна лопатка была бы слишком тяжёлой и негерметичной. Лопатки в жалюзийном клапане поворачиваются параллельно друг другу либо встречно (в разные стороны), и от этого зависит, годится клапан для точной регулировки или только для отсечки. В аспирационных сетях похожую задачу балансировки часто решает шибер вентиляционный — конструктивно близкая, но отдельная от воздушного клапана дроссельная задвижка.

Типоразмерный ряд клапанов широк: круглые сечения от 100 до 630 мм, прямоугольные — от небольших врезок до 2000×2000 мм на крупных шахтах воздухозабора. Корпус и лопатки делают из оцинкованной стали или алюминиевого профиля, реже — из нержавеющей стали для агрессивных сред. Одностворчатую конструкцию применяют в компактных сечениях до 300–400 мм, дальше выгоднее многостворчатый жалюзийный клапан: одна крупная лопатка на большом сечении становится тяжёлой, плохо держит герметичность и требует привода большей мощности.

Как подобрать воздушный клапан

Подбор клапана идёт от сечения воздуховода к функции, конструкции лопаток и приводу — с обязательным учётом сопротивления в расчёте сети.

• 1
  Определите сечение воздуховода

  Типоразмер клапана берут по сечению воздуховода или шахты воздухозабора. Рекомендуемая скорость воздуха в открытом клапане — 3–8 м/с: для сечения 300×300 мм при 5 м/с расход составит около 1620 м³/ч.

• 2
  Определите функцию клапана

  Решите, что делает клапан: регулирует расход (балансировка ветви или зоны), перекрывает участок (отсечка) или защищает воздухозабор от наружного воздуха и обмерзания зимой.

• 3
  Выберите тип лопаток

  Для точной регулировки расхода нужны встречно-поворотные лопатки — у них линейная характеристика. Для простой отсечки открыто/закрыто достаточно параллельных лопаток — они проще и дешевле.

• 4
  Выберите привод

  Ручной привод с фиксирующим сектором — для однократной настройки при пусконаладке. Электропривод 24 В или 220 В с сигналом 0–10 В — там, где положением управляет автоматика. Для узлов защиты оборудования (воздухозабор, калорифер) — электропривод с пружинным возвратом, который закрывает клапан за 15–20 с при пропадании питания.

• 5
  Учтите аэродинамическое сопротивление

  Внесите сопротивление клапана в открытом положении (обычно 20–150 Па на рабочей скорости) в общий расчёт сети при подборе канального вентилятора, иначе система недоберёт расчётный расход.

Привод, герметичность и отличие от противопожарного клапана

У электропривода воздушного клапана два ключевых параметра: питание и сигнал управления. Питание бывает 24 В (переменного или постоянного тока) или 220 В — 24 В чаще применяют в связке с контроллерами автоматики, 220 В — для простых узлов открыто/закрыто. Сигнал управления — пропорциональный 0–10 В для плавной регулировки расхода либо дискретный для двухпозиционной работы. Для узлов, где отказ питания опасен — воздухозабор перед калорифером, отсечка при пожаре в смежных системах, — берут привод с пружинным возвратом: пружина взводится при открытии и мгновенно закрывает клапан, если электричество пропало, за 15–20 секунд.

Второй важный параметр — класс герметичности клапана в закрытом положении: чем он выше, тем меньше воздуха просачивается через закрытые лопатки при заданном перепаде давления. Клапан низкого класса герметичности в закрытом положении всё равно пропускает часть расхода, а клапан высокого класса при закрытии почти полностью останавливает поток — это важно для узлов, где нужна гарантированная отсечка, а не просто «прикрытие» потока. Для клапанов с проектным перепадом давления герметичность проверяют отдельно от прочностных характеристик привода.

На класс герметичности напрямую влияет качество уплотнения по периметру лопаток и корпуса: резиновые или силиконовые уплотнители держат более высокий класс, чем клапаны без уплотнения, где лопатки прилегают друг к другу металл по металлу. При проектировании узла с гарантированной отсечкой (например, перед остановленным на ремонт участком сети) класс герметичности запрашивают отдельно, а не берут «по умолчанию» — от него зависит, сколько воздуха продолжит идти через закрытый клапан.

Отдельно стоит противопожарный (огнезадерживающий) клапан — его часто путают с обычным воздушным. Задача воздушного клапана — регулировать поток в штатном режиме; он не рассчитан держать высокую температуру и не имеет предела огнестойкости. Противопожарный клапан — сертифицированное изделие, которое устанавливают по требованиям СП 7.13130.2013 на пересечении воздуховодом противопожарных преград, и заменять его обычным воздушным клапаном нельзя ни при каких обстоятельствах.

Типичные ошибки при подборе воздушного клапана

Часто задаваемые вопросы

Похожие статьи