7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обзор технологий применяемых в воздушных клапанах

Обзор системы MultiAir: преимущества, минусы, надежность, на каких автомобилях устанавливается

MultiAir: технологическая революция в бензиновых моторах или очередная пустышка?

Брендовая технология «MultiAir» от Fiat показывает, как можно альтернативно управлять подачей воздуха в цилиндры с высокой точностью, скоростью и в соответствии с потребностями двигателя на данный момент времени при заданных условиях работы и нагрузке.

Как говорят сами разработчики в Fiat Group, результат внедрения уникальной системы можно назвать революционным в двигателестроении. Якобы после сопряжения системы с обычным ДВС затраты топлива снижаются, вредные выбросы также идут в сторону уменьшения, а вот мощность с крутящим моментом, наоборот, растут. Что за чудодейственное средство? Можно ли его назвать революцией, и будут ли скоро применять подобную технологию повсеместно?

В чем уникальность относительно новой системы подачи топлива в цилиндры?

В применяемой технологии нет распределительного вала для управления клапанами – корпус воздушных форсунок выполнен в электрогидравлическом варианте. По своей технической сути, это аналог (кстати, итальянцы сделали его первым еще 10 лет назад) предложенной безвальной системы питания мотора от шведской компании FreeValve AB, дочерней компании всемирно известного Koenigsegg Automotive AB:

С помощью Camless двигателей производители смогут наконец-то синхронизировать фазы газораспределения в моторах. Каждая фаза сгорания будет корректироваться в зависимости от условий, двигатели станут легче и будут производить большую мощность, увеличив при этом экономичность.

Вместо того чтобы устанавливать набор распредвалов, который будет синхронизировать такты работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси, каждый цилиндр будет контролироваться посредством системы FreeValve, разработанной филиалом Koenigsegg. В отличие от обычной «всережимной» системы кулачковой синхронизации, шведская система предоставляет возможность контролировать цикл сгорания каждого цилиндра.

Оба решения – гениальные по своей сути, но не лишены сопутствующих новым необъезженным технологиям проблем.

Как совместить высокую мощность, эффективность и низкое потребление топлива?

Одним из способов является использование системы изменения фаз газораспределения, то есть системы, которая в зависимости от нагрузки регулирует ход (время открытия), или подъем клапанов, или оба параметра одновременно.

Регулируемый момент газораспределения используется сегодня в бензиновых двигателях без наддува и с наддувом большинством автомобильных марок. Все бы ничего, но плохая новость заключается в том, что, несмотря на солидный опыт применения на рынке, технология не является полностью безаварийной. Владельцы Audi, BMW, Honda и VW кое-что знают об этом.

Оригинальная идея, однако, исходила от конструкторов Fiat, которые в 2009 году продемонстрировали бензиновый двигатель с переменными фазами на впускных клапанах, но при этом конструктивно система была лишена. распределительного вала. Как мы уже сказали выше, клапаны управляются электрогидравлически (при помощи системы MultiAir), а традиционный вал оставлен только для работы выпускных клапанов.

Блестящая работа итальянских инженеров?

Идея была запатентована еще в 2002 году, но готовый продукт появился на рынке лишь через 7 лет, в 2009 году.

Вообще, ничего удивительного в том, что систему, сделавшую революцию в двигателестроении, разработали итальянцы, нет. Они славятся новаторскими решениями. Одним из них в 1997 году стал первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем, на котором стояла единая топливная рампа, и был он из «конюшни» Alfa Romeo, модель 156.

В технологии MultiAir инженеры с Апеннинского полуострова предложили улучшить процесс сгорания еще больше. При этом важным фактором новации стало условие сохранения (при возможности снижение) потребления топлива и других экологических параметров.

В Fiat говорят, что благодаря электрогидравлическому управлению клапанами двигатели MultiAir теоретически имеют много преимуществ: они меньше сжигают, выделяют меньше CO2 и других вредных компонентов. Наблюдается оптимальное управление клапанами во время прогрева двигателя и внутренней рециркуляции отработавших газов, осуществляемое путем повторного открытия клапанов во время такта выпуска, что приводит к снижению уровня выбросов на 40% для CO и на 60% для NOx.

На данный момент с системой MultiAir доступно несколько двигателей из линейки итальянцев:

0,9 Twinair (Alfa Romeo MiTo, Fiat 500);

1,0 (R3) и 1,3 FireFly (Jeep Renegade, Fiat 500X)$

1,4 M-air (Fiat Punto / Evo);

1,4 M-air Turbo (Alfa Romeo Giulietta, Jeep Renegade, Abarth 124 Spider);

2,0 TB M-air (Alfa Romeo Giulia и Stelvio) ).

Даже атмосферные 2.4-литровые двигатели на Jeep и Dodge также оснащены системой MultiAir.

Хронологически в 2009-12 годах было выпущено первое поколение блоков M-air. В 2012 году появилось второе поколение. Двигатели FireFly уже имеют третью генерацию системы. Различия, среди прочего, касаются управления отдельными программами работы клапанов (в первом поколении их было пять, в том числе позднее открытие впускного клапана, позднее открытие клапана на холостом ходу и так далее).

В чем подвох технологии? Она все еще ненадежная!

На практике автомобили, оснащенные системой MultiAir, работают очень хорошо, если выносить на рассмотрение вопрос о качестве рабочих характеристик моторов. Однако ломаются они также с не меньшей незавидной регулярностью, особенно проблемам подвержено первое поколение.

Проблемы, в частности, связаны с модулем управления (дорогостоящим блоком при замене). Первыми признаками неисправности являются громкая работа двигателя, лязг и, как правило, появление на приборной панели горящей индикации «Check Engine». Решение проблемы – замена блока (ремонту он не подлежит). В Европе стоимость доходит до 1000 евро, не включая стоимость работы, что для восьмилетнего автомобиля может быть приговором отправиться на свалку. При этом пробег до поломки не превышает 150 000 км.

В принципе, рекомендуется заменять весь модуль, даже если неисправность механизма обнаружена на одном цилиндре. Из-за специфики конструкции модуля попытки ремонта обычно нецелесообразны. Не поможет и покупка б/у запчастей. Риск натолкнуться на уже выдохшуюся деталь велик.

Ремонтные работы также должны проводиться на специализированных СТО из-за необходимости применения фирменного инструмента и программного обеспечения.

Примечание: поломки могут проявляться уже через 30 тысяч. км. Но многое зависит от своевременного техобслуживания и качества технических жидкостей.

Хорошей новостью является то, что двигатели, оснащенные MultiAir 2-го и 3-го поколения, менее подвержены проблемам.

Что поможет отсрочить проблемы?

Как и в варианте с плохим бензином, срок службы некоторых ненадежных запчастей можно продлить более частой сменой масла – через 8-10 тыс. км. При этом качество смазочных материалов должно быть очень высоким.

Регулярная замена масла оказывает огромное влияние на долговечность модуля и, соответственно, снижает риск последующих расходов.

Также рекомендуется каждые три замены масла чистить или заменять фильтр MultiAir.

Как работает система MultiAir?

Схема электрогидравлической системы в двигателе Fiat Group MultiAir: классические выпускные клапаны управляются распредвалом (1) и толкателями (2). Новым является управление впускными клапанами. На распределительном валу есть кулачки, приводящие поршень в движение (3). Моторное масло под давлением попадает на электромагнитную катушку (4), которая определяет направление масла к гидравлическим толкателям (5), отвечающим за открытие впускных клапанов. Избыточное масло сливается через дренажные каналы. Впрыск топлива: непрямой (0,9, 1,4) или прямой (1,0, 1,3, 2,0).

В каких моделях автомобилей можно найти эту систему?

Fiat Group использует систему MultiAir с 2009 года. Ее можно встретить на моделях Abarth: 124 i Punto Evo; Alfa Romeo: Giulia, Giulietta, MiTo, Stelvio; Fiat: 124, 500, 500L, 500X, Bravo, Punto Evo; Jeep: Compass, Renegade; Lancia: Delta, Ypsilon

Читать еще:  На что можно установить унитаз

Система MultiAir также используется – по лицензии – Jaguar Land Rover (семейство двигателей Ingenium).

Наше мнение

Да, система в буквальном смысле произвела революцию на рынке автомобильных двигателей, но назвать ее беспроблемной нельзя. Ввиду этого мы бы не рекомендовали к покупке б/у автомобили, оборудованные данной технологией. Впрочем, с каждым годом она будет продолжать дешеветь и, по всей видимости, улучшаться (иначе JLR не стали бы ставить на свои новые движки ненадежную технологию…), поэтому выбор всегда за вами и за вашими финансовыми возможностями. Тем более что автомобилей на рынке России с таким оборудованием еще очень мало.

Проблемы с MultiAir не являются широко распространенными, но они оказываются дороже в решении и требуют внимания. Остерегайтесь 2.0-литровых двигателей мощностью 200 и 280 л. с. от Alfa Romeo, поскольку при их обслуживании необходимо разобрать головку двигателя (!) для замены воздушного фильтра М-типа.

Обзор технологий применяемых в воздушных клапанах

РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО РАСХОДА ВОЗДУХА

Клапан AIRFIX производится во Франции, каждый продукт подвергается тестированию с последующим нанесением технической информации на корпус с помощью лазерной гравировки. Имеет все необходимые европейские сертификаты! Клапан AIRFIX позволяют гарантировать заказчикам и проектировщикам точный расход воздуха и низкий уровень шума в каждом помещении внезависимости от квалификации подрядчиков. С клапанами AIRFIX заказчик существенно экономит на наладке!

Типоразмерный ряд включает 8 моделей и 7 диаметров (80, 100, 125, 150, 160, 200, 250мм).

● Задачей клапана AIRFIX является постоянный контроль расхода воздуха в системе вентиляции.
● Клапан AIRFIX может быть легко установлен в круглых воздуховодах, чтобы контролировать точный и постоянный расход
воздуха с большим диапазоном диффенциального давления.
● Мембрана надувается или сдувается в зависимости от падения давления с обеих сторон клапана AIRFIX, контролируя посто-
янный расход воздуха (см. иллюстрацию ниже).
● Этот принцип гарантирует постоянный расход воздуха, когда изменяется дифференциальное давление.

При производстве клапанов AIRFIX используется уникальная технология — регулируемая эластичная мембрана.
Данная технология обеспечивает:
● Без электричества! Не требуется использование электрокабелей и дорогостоющих систем контроля.
● Низкий уровень шума (нет стука или другого звука из-за смены давления).
● Регулирующая способность не изменяется при засорении.
● Возможность установки в любом положении.
● Исключается возможность нгеправильной установки.
● Нет необходимости в инструментах при монтаже и настройке расхода воздуха.
● Широкий выбор диаметров и диапазонов расхода воздуха.
● Продукт высокого качества. Клапан AIRFIX разработан и произведен во Франции.
● Клапаны AIRFIX существенно снижают расходы на наладку и ввод в эксплуатацию систем вентиляции и кондиционирования на объекте.

  • высокая точность!
  • Ø от 80 до 250 мм
  • экономия на наладке!
  • сделано во Франции

ВЫСОКОНАПОРНЫЙ КЛАПАН ПОСТОЯННОГО РАСХОДА ВОЗДУХА

ВАЖНО! В отличии от стандартной модели AIRFIX модель AIRFIX HD имеет фиксированный расход воздуха для каждого артикула.

Задачей клапана AIRFIX HD является постоянный контроль расхода воздуха в системе вентиляции.

Мембрана надувается или сдувается в зависимости от падения давления с обеих сторон клапана, контр олируя постоянный расход воздуха.
Этот принцип гарантирует постоянный расход воздуха, когда изменяется дифференциальное давление.

МОТОРИЗИРОВАННЫЙ МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

AIRFIX электро 125

● Корпус из пластика класса М1.
● Регулирующая мембрана силиконовая.
● Активация пикового потока через термический поршень
● Базовый расход регулируется при 50-200 Па.

ВНИМАНИЕ:
● Электропитание AIRFIX электро с одним поршнем не должно быть непрерывным более 24 часов.
● Переключить их на переключатель с таймером.
● AIRFIX электро с двумя поршнями: Электропитание может быть непрерывным более 24 часов

САМЫЙ ТИХИЙ СОПЛОВЫЙ КЛАПАН ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ РАСХОДА ВОЗДУХА

Уникальный, самый тихий сопловый клапан для регулирования и измерения расхода воздуха. В отличие от стандартных дроссель клапанов при полном открытии позволяет роботизированным машинам проходить сквозь себя для чистки воздуховодов. Имеет более компактные размеры, чем стандартные ирисовые клапаны. Наружный диаметр не повышает размера канала. Диапазон рабочих температур от -30 до +70 °C.
Механизм регулирования с автоматической блокировкой, возможна фиксация положения с помощью стопорного винта.
Маркер регулировочного положения указывает нужное положение, например, после чистки. Входная и выходная часть снабжена встроенными резиновыми прокладками.
Возможно использование в качестве струйного сопла для подачи воздуха, обеспечивающего распределение воздуха в помещениях большого объема. Определение расхода воздуха производится на основе замера перепада давления при прохождении воздушного потока через конус клапана.
Расход воздуха регулируется поворотом регулировочной головки, при котором изменяется размер отверстия регулировочного конуса, образованного лепестковыми створками. При уменьшении площади отверстия расход воздуха снижается, а полная потеря давления, вызываемая данным устройством, увеличивается. Классификация — класс С по стандарту EN 1751.
Корпус и створки выполнены из оцинкованной стали.

КЛАПАН AIRMAX 3D В КАЧЕСТВЕ ПРИТОЧНОГО СОПЛОВОГО ДИФФУЗОРА

  • функция соплового диффузора
  • Ø от 100 до 315 мм (400,600 с 2014г.)
  • удобен для чистки роботами
  • идеальная точность!

ИРИСОВЫЙ КЛАПАН РАСХОДА ВОЗДУХА

Ирисовые клапаны AIRONE имеют существенные преимущества по сравнению со стандартными регулирующими клапанами – это низкий уровень шума, центрирование воздушного потока, фиксированные точки замеров для проведения точных измерений и наладки вентиляционной системы. Ирисовая диафрагма открывается полностью, поэтому не требуется сервисная дверца для проведения чистки. В производственную программу входят клапаны диаметром от 100мм до 800мм. Максимальная рабочая температура ирисового клапана Airone IRIS — 85 °С.

Описание конструкции: Клапан изготовлен из оцинкованной листовой стали и оснащен резиновым уплотнением, проверенным на герметичность. Клапан компактен и поставляется откалиброванным на заводе. На корпусе клапана нанесена легко читаемая шкала настройки и установлены соединительные штуцеры для измерения падения давления на нем.

Монтаж: Во избежание турбулентности воздушного потока, регулирующий клапан IRIS должен быть установлен в соответствии с требованиями по безопасным расстояниям (см. табл. ниже). IRIS обеспечивает проведение точных измерений во всех точках, включая точки вблизи изгибов воздуховода, таких как Т-образные соединения и изгибы, а также точки перед воздухораспределителями всех видов.

Наладка: Выставив по рискам шкалы положение лепестков диафрагмы и измеряя с помощью дифференциального манометра падение давления на клапане, можно определить расход воздуха, проходящего через клапан. Управление воздушными клапанами IRD осуществляется вручную. Клапаны сохраняют работоспособность и могут эксплуатироваться вне зависимости от пространственного положения их установки. Применение ирисовых клапанов компании AIRONE позволяет значительно упростить процесс наладки вентиляционных систем и сэкономить значительную часть бюджета требующегося на наладку вентиляционных систем без ирисового клапана компании AIRONE.

  • высокая точность наладки
  • Ø 100, 125, 160, 200, 250, 315, 350, 400, 500, 630, 800
  • наладка по перепаду давления
  • лучшая цена в России!

ИРИСОВЫЙ КЛАПАН РАСХОДА ВОЗДУХА / НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Клапан из нержавеющей стали стали используется для пищевой промышленности и обладает антикоррозийными свойствами.
Ирисовые клапаны AIRONE имеют существенные преимущества по сравнению со стандартными регулирующими клапанами – это низкий уровень шума, центрирование воздушного потока, фиксированные точки замеров для проведения точных измерений и наладки вентиляционной системы.
Ирисовая диафрагма открывается полностью, поэтому не требуется сервисная дверца для проведения чистки. В производственную программу входят клапаны диаметром от 80 мм до 800 мм.
Максимальная рабочая температура ирисового клапана IRIS (SS316) — 85 °С.

Читать еще:  Лучшие цитаты про душу

Описание конструкции: Клапан изготовлен из нержавеющей стали (марка стали 316) и оснащен резиновым уплотнением, проверенным на герметичность.
Клапан компактен и поставляется откалиброванным на заводе. На корпусе клапана нанесена легко читаемая шкала настройки и установлены соединительные штуцеры для измерения падения давления на нем.

Монтаж: Во избежание турбулентности воздушного потока, регулирующий клапан IRIS (SS316) должен быть установлен в соответствии с требованиями по безопасным расстояниям (см. ниже).
IRIS (SS316) обеспечивает проведение точных измерений во всех точках, включая точки вблизи изгибов воздуховода, таких как Т-образные соединения и изгибы, а также точки перед воздухораспределителями всех видов.

Наладка: Выставив по рискам шкалы положение лепестков диафрагмы и измеряя с помощью дифференциального манометра падение давления на клапане, можно определить расход воздуха, проходящего через клапан. Управление воздушными клапанами осуществляется вручную. Клапаны сохраняют работоспособность и могут эксплуатироваться вне зависимости от пространственного положения их установки.
Применение ирисовых клапанов компании AIRONE позволяет значительно упростить процесс наладки вентиляционных систем и сэкономить значительную часть бюджета требующегося на наладку вентиляционных систем без ирисового клапана компании AIRONE!

  • высокая точность наладки
  • Ø 100 — 800
  • наладка по перепаду давления
  • лучшая цена в России

ИРИСОВЫЙ КЛАПАН С СЕРВОПРИВОДОМ

Благодаря уникальной конструкции дроссельных заслонок, поток воздуха можно измерять и регулировать в пределах одного устройства и одного процесса, поставляя в помещение сбалансированное количество воздуха. Результатом является постоянный комфортный микроклимат.
Дроссельные заслонки IRIS позволяют быстро и точно регулировать поток воздуха. Справляются везде там, где необходим индивидуальный контроль комфорта и прецизионное управление воздухом.
Измерение и регулировка потока для обеспечения максимального комфорта
Уравновешивание потока воздуха это обычно трудоемкое и дорогое действие при запуске вентиляционной системы. Линейное ограничение потока воздуха, характерное для линзовых дроссельных заслонок, упрощает эту операцию.
Конструкция дроссельных заслонок
Дроссельные заслонки IRIS могут функционировать как в приточных, так и вытяжных инсталляций, элиминируя риск связанный с ошибками неправильной инсталляции. Линзовые дроссельные заслонки IRIS состоят из корпуса из оцинкованной стали, линзовых плоскостей, регулирующих поток воздуха, рычага для плавного изменения диаметра отверстия. Кроме того, они оборудованы двумя наконечниками для подключения устройства, измеряющего cилу потока воздуха.
Дроссельные заслонки оборудованы уплотнителями из резины EPDM для плотного соединения с вентиляционными каналами.
Благодаря креплению двигателя возможно автоматическое управление потоком без необходимости ручного изменения настроек. Специальная плоскость предусмотрена для стабильного монтажа серводвигателя, защищая его от перемещения и повреждения.
Что отличает линзовые дроссельные заслонки от стандартных дроссельных заслонок?
Конвенциональные дроссельные заслонки увеличивают скорость потока воздуха вдоль стен каналов, генерируя притом большой шум. Благодаря линзовому закрытию дроссельных заслонок IRIS, подавление не вызывает турбуленций и шума в каналах. Это позволяет увеличить потоки или давление, по сравнению со стандартными дроссельными заслонками, без шума в инсталляции. Это большое упрощение и экономия, т.к. нет необходимости применения дополнительных звукоизолирующих элементов. Соответственное глушение шума возможно путем правильной инсталляции дроссельных заслонок в вентиляционной системе.
Для прецизионного измерения и контроля потока воздуха, дроссельные заслонки следует поместить на прямых отрезках, не ближе, чем:
1. 4 х диаметр воздуховода перед дроссельной заслонкой,
2. 1 х диаметр воздуховода за дроссельной заслонкой.
Применение линзовых дроссельных заслонок очень важно для обеспечения гигиены вентиляционной инсталляции. Благодаря возможности полного открытия, очистные роботы могут успешно попасть в каналы, соединенные с этого рода дроссельными заслонками.
Преимущества дроссельных заслонок IRIS:
1. низкий уровень шума в каналах
2. простой монтаж
3. отличное уравновешивание потока воздуха, благодаря измерительной и регулирующей единице
4. простая и быстрая регулировка потока без необходимости дополнительных устройств — применение ручки или серводвигателя
5. точное измерение потока
6. плавная регулировка — вручную с помощью рычага или автоматически благодаря применению версии с серводвигателем
7. конструкция позволяющая на простой доступ для чистящих роботов.

Купить клапаны УВК

Клапаны УВК и УВК-Ex

Универсальные воздухозаборные клапаны УВК (в том числе взрывозащищенные клапаны УВК-Ex) используются в приточно-вытяжных системах вентиляции различных зданий и сооружений в качестве вентиляционного оборудования, регулирующего или полностью перекрывающего потоки воздуха, подаваемого по воздушным каналам. Перепад давления на закрытом клапане не должен превышать 1500 Па (для УВК-Ex 1800 Па). Являются полными аналогами клапанов КВАЛ .

Конструкция воздушных клапанов УВК состоит из прямоугольного корпуса, внутри которого смонтированы поворотные жалюзи, вращающиеся с помощью зубчатых колес. Корпус и жалюзи выполнены из алюминиевого профиля. Плотность закрытия заслонок достигается применением резиновых уплотнителей, находящихся в пазах корпуса и жалюзи. Прилегание жалюзи с боковыми стенками корпуса уплотняется пластиковыми вставками, служащих одновременно опорами подшипников скольжения жалюзи.
Управление клапанами — ручное или с помощью электропривода.
Электроприводные общепромышленные клапаны УВК комплектуются оригинальными приводами «Belimo» (Белимо) или «Lufberg» (Люфберг) . Модификации приводов : электромеханические с возвратной пружиной или электромеханические реверсивные без возвратной пружины.

Взрывозащищенные клапаны УВК имеют повышенную жесткость за счет конструкции алюминиевых лопаток, кинематике и корпуса клапана, при этом допустимый перепад давления на закрытом клапане достигает до 1800 Па. Комплектуются рычагом ручного управления (взрывозащита клапана IIGbcIICT4) или взрывозащищенными электроприводами ЭПВ (взрывозащита клапана 1ExdIICT4Gb / IIGbcIICT4).

Структура, типоразмеры и габариты общепромышленных клапанов УВК

Ширина клапана «А» (размер параллельно осям вращения жалюзи) — любое значение, кторое ограничивается только прочностными расчетами при давлении вентиляции.

Высота клапана «В» (размер перпендикулярно осям вращения лопаток) — фиксированное значение, которое зависит от ширины жалюзи и мощности привода.

Фактический размер высоты внутреннего сечения клапана отличается от его типоразмера В на 11 мм и равен (В+11). Минимальный типоразмер В=100 мм. Дальнейшие размеры идут с шагом 50 мм. Если типоразмер В оканчивается на 00, то жалюзи не выходят за пределы корпуса клапана, если на 50, то с одной стороны корпуса клапана будет вылет одной жалюзи на 42 мм.

При превышении требуемого размера клапана максимально возможного, клапан изготавливается секционно в едином корпусе или в виде отдельных клапанов, составляемых в секцию при монтаже.

Приводная ось клапана имеет квадратное сечение 12х12 мм и может быть расположена на любой боковой стороне. Управление воздушных клапанов УВК осуществляется с помощью ручного или электрического привода. При ручном регулировании, предусмотрена возможность фиксации заслонки в необходимом положении. Подпружиненный ручной привод без гайки-барашка обеспечивает фиксированные положения лопаток каждые 9˚ 30΄.

Монтаж на воздуховоды выполняется через фланцевое соединение.

Условное обозначение клапана УВК выглядит так : УВК-АхВ-тип привода, где УВК — алюминиевый клапан, А — ширина в мм, В — высота в мм.

Электроприводы Белимо (BELIMO Automation AG, Швейцария)

Регулирование расхода воздуха. Обзор технологий, применяемых в воздушных клапанах

Регулирование расхода воздуха – это часть процесса наладки систем вентиляции и кондиционирования, оно выполняется при помощи специальных регулирующих воздушных клапанов. Регулирование расхода воздуха в системах вентиляции позволяет обеспечить требуемый приток свежего воздуха в каждое из обслуживаемых помещений, а в системах кондиционирования – охлаждение помещений в соответствии с их тепловой нагрузкой.

Для регулирования расхода воздуха применяются воздушные клапана, ирисовые клапана, системы поддержания постоянного расхода воздуха (CAV, Constant Air Volume), а также системы поддержания переменного расхода воздуха (VAV, Variable Air Volume). Рассмотрим эти решения.

Читать еще:  Примета чешутся подушечки пальцев

Два способа изменить расход воздуха в воздуховоде

Принципиально существует всего два способа изменить расход воздуха в воздуховоде – изменить производительность вентилятора или вывести вентилятор на максимальный режим и создать в сети дополнительное сопротивление движению потока воздуха.

Первый вариант требует подключения вентиляторов через частотные преобразователи или ступенчатые трансформаторы. При этом расход воздуха изменится сразу во всей системе. Отрегулировать подачу воздуха в одно конкретное помещение таким способом невозможно.

Второй вариант применяется для регулирования расхода воздуха по направлениям – по этажам и по помещениям. Для этого в соответствующие воздуховоды встраиваются различные регулировочные устройства, о которых речь и пойдёт ниже.

Воздушные отсечные клапана, шиберы

Самый примитивный способ регулирования расхода воздуха – применение воздушных отсечных клапанов и шиберов. Строго говоря, отсечные клапана и шиберы не являются регуляторами и не должны применяться в целях регулирования расхода воздуха. Тем не менее, формально они обеспечивают регулирование на уровне «0-1»: или воздуховод открыт, и воздух движется, или воздуховод закрыт, и расход воздуха равен нулю.

Отличие воздушных клапанов от шиберов заключается в их конструкции. Клапан, как правило, представляет собой корпус, внутри которого предусмотрена поворотная заслонка. Если заслонка повёрнута поперёк оси воздуховода, он перекрыт; если по оси воздуховода – он открыт. У шибера заслонка двигается поступательно, словно дверца шкафа-купе. Загораживая сечение воздуховода, она сводит расход воздуха к нулю, а, открывая сечение, обеспечивает проток воздуха.

В клапанах и в шиберах возможна установка заслонки в промежуточные положения, что формально позволяет изменять расход воздуха. Однако такой способ является самым неэффективным, сложно неконтролируемым и наиболее шумным. Действительно, поймать нужное положение заслонки при её прокручивании практически невозможно, а так как конструкция заслонок не предусматривает функцию регулирования расхода воздуха, в промежуточных положениях шиберы и заслонки достаточно сильно шумят.

Ирисовые клапана

Ирисовые клапана – одно из наиболее распространенных решений для регулирования расхода воздуха в помещениях. Они представляют собой круглые клапана с расположенными по внешнему диаметру лепестками. При регулировании лепестки смещаются к оси клапана, перекрывая часть сечения. При этом создается хорошо обтекаемая с аэродинамической точки зрения поверхность, что способствует снижению уровня шума в процессе регулирования расхода воздуха.

Ирисовые клапана снабжены шкалой с рисками, по которой можно отслеживать степень перекрытия живого сечения клапана. Далее производится измерение падения давления на клапане при помощи дифференциального манометра. По величине падения давления определяется фактический расход воздуха через клапан.

Регуляторы постоянного расхода

Следующий этап развития технологий регулирования расходов воздуха – появление регуляторов постоянного расхода. Причина их появления проста. Естественные изменения в вентиляционной сети, засорение фильтра, засорение наружной решетки, замена вентилятора и другие факторы приводят к изменению давления воздуха перед клапаном. Но клапан-то был настроен на некоторый штатный перепад давления. Как он будет работать в новых условиях?

Если давление перед клапаном снизилось, старые настройки клапана «передавят» сеть, и расход воздуха в помещение снизится. Если давление перед клапаном возросло, старые настройки клапана «недодавят» сеть, и расход воздуха в помещение возрастёт.

Однако главной задачей системы регулирования является именно сохранение проектного расхода воздуха во все помещения на протяжении всего жизненного цикла климатической системы. И здесь на первый план выходят решения для поддержания постоянного расхода воздуха.

Принцип их работы сводится к автоматическому изменению проходного сечения клапана в зависимости от внешних условий. Для этого в клапанах предусматривается специальная мембрана, которая деформируется в зависимости давления на входе в клапан и перекрывает сечение при повышении давления или освобождает сечение при понижении давления.

В других клапанах постоянного расхода вместо мембраны применяется пружина. Повышение давления перед клапаном сжимает пружину. Сжатая пружина воздействует на механизм регулирования проходного сечения, и проходное сечение уменьшается. При этом сопротивление клапана возрастает, нейтрализуя повышенное давление до клапана. Если же перед клапаном давление понизилось (например, вследствие засорения фильтра), пружина разжимается, и механизм регулирования проходного сечения увеличивает проходное отверстие.

Рассмотренные регуляторы постоянного расхода воздуха работают на основе естественных физических принципов без участия электроники. Существуют и электронные системы поддержания постоянного расхода воздуха. Они измеряют фактический перепад давления или скорость воздуха и соответствующим образом изменяют площадь проходного сечения клапана.

Системы с переменным расходом воздуха

Системы с переменным расходом воздуха позволяют изменять расход подаваемого воздуха в зависимости от фактического положения дел в помещении, например, в зависимости от количества человек, концентрации углекислого газа, температуры воздуха и других параметров.

Регуляторы данного вида представляют собой клапана с электроприводом, работа которого определяется контроллером, получающим информацию от датчиков, расположенных в помещении. Регулирование расходов воздуха в системах вентиляции и кондиционирования осуществляется по разным датчикам.

Для вентиляции важно обеспечить требуемое количество свежего воздуха в помещении. При этом задействуются датчики концентрации углекислого газа. Задачей системы кондиционирования является поддержание заданной температуры в помещении, следовательно, в ход идут датчики температуры.

В обеих системах также могут быть применены датчики движения или датчики определения количества человек в помещении. Но смысл их установки следует оговорить отдельно.

Безусловно, чем больше человек в помещении, тем больше свежего воздуха следует в него подавать. Но всё-таки первостепенной задача системы вентиляции заключается не в том, чтобы обеспечить расход воздуха «по людям», а в том, чтобы создать комфортную обстановку, что в свою очередь определяется концентрацией углекислого газа. При высокой концентрации углекислого газа вентиляция должна работать в более мощном режиме, даже если в помещении находится всего один человек. Аналогично, главным признаком работы системы кондиционирования является температура воздуха, а не количество человек.

Однако датчики присутствия позволяют определить, нужно ли вообще обслуживать данное помещение в настоящий момент. Кроме того, система автоматики может «понимать», что «дело к ночи», и в рассматриваемом кабинете вряд ли кто-то будет работать, а, значит, нет смысла тратить ресурсы на его климатизацию. Таким образом, в системах с переменным расходом воздуха разные датчики могут выполнять разные функции – для формирования регулирующего воздействия и для понимания необходимости в работе системы как таковой.

Наиболее продвинутые системы с переменным расходом воздуха позволяют на основе нескольких регуляторов формировать сигнал для управления вентилятором. Например, в один период времени почти все регуляторы открыты, вентилятор работает в режиме высокой производительности. В другой момент времени часть регуляторов понизила расход воздуха. Вентилятор может работать в более экономичном режиме. В третий момент времени люди сменили дислокацию, переместившись из одних помещений в другие. Регуляторы отработали ситуацию, но общий расход воздуха почти не изменился, следовательно, вентилятор продолжит работу в прежнем экономичном режиме. Наконец, возможна ситуация, когда почти все регуляторы закрыты. В этом случае вентилятор снижает обороты до минимума или выключается.

Такой подход позволяет избежать постоянной ручной перенастройки системы вентиляции, существенно повысить её энергоэффективность, увеличить срок службы оборудования, накопить статистику о климатическом режиме здания и его изменении в течение года и в течение суток в зависимости от разных факторов – количества людей, наружной температуры, погодных явлений.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector