Siłowniki do przepustnic powietrza Nowoczesne systemy klimatyzacyjne i wentylacyjne wymagają precyzyjnych urządzeń sterowania przepustnicami powietrza. Stąd też pole do popisu dla siłowników obrotowych i liniowych, przetwarzających sygnał wejściowy na ruch pozycjonujący przepustnicę. Ta z kolei otwierając się lub zamykając, zapewnia odpowiedni przepływ powietrza, a co za tym idzie, właściwą jego ilość. Siłowniki do przepustnic powietrza, w urządzeniach klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, charakteryzują przede wszystkim parametry elektryczne. Ważne jest bowiem napięcie znamionowe, które najczęściej wynosi 24 V. Nabyć można również modele zasilane napięciem 230 V AC. W dokumentacji technicznej siłowników odnajdziemy również informacje o pobieranej mocy. W przypadku tego parametru mówimy o wartości mocy osiąganej podczas pracy, w spoczynku oraz znamionowej. Parametrem elektrycznym jest również sposób podłączenia przewodów. Następną grupę parametrów stanowią dane dotyczące funkcjonalności siłownika. Stąd też kluczową rolę odgrywa siła przesuwu lub obrotu, sterowanie, sygnał napięcia zwrotnego a także tolerancja pozycjonowania. Nie bez znaczenia pozostaje również skok, możliwość ręcznego przestawiania oraz regulacja skoku. Zwraca się również uwagę na poziom mocy akustycznej. Osobną grupę parametrów stanowią właściwości związane z bezpieczeństwem. Chodzi przede wszystkim o klasę ochronności, kategorię ochronną obudowy, kompatybilność magnetyczną oraz odporność na impulsy udarowe. Dobierając siłownik powinniśmy się przyjrzeć się parametrom związanym z warunkami pracy siłownika. Stąd też ważny jest stopień zanieczyszczenia środowiska, temperatura składowania oraz zakres wilgotności otoczenia.
Fot. 1. Model SM24A-MF to siłownik bez sprężyny powrotnej. Moment obrotowy wynosi 20 Nm. Urządzenie może być zasilane stałym lub przemiennym napięciem o wartości 24 V. Uwzględniono stopień ochrony IP54. Siłownik jest sterowany analogowo sygnałem pętli napięciowej 2-10 V. Za pomocą odpowiednich narzędzi istnieje możliwość zmiany parametrów. Co na rynku Jak już wiemy siłowniki przeznaczone do sterowania przepustnicami powietrza w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych cechują się trwałością oraz precyzją pozycjonowania. Dostępne są one w wersji obrotowej i liniowej. W razie potrzeby nabyć można modele, które wyróżnia szybkość działania. Fot. 2. Siłownik LU24A jest wersją wieloobrotową z momentem wynoszącym 3 Nm. W urządzeniu przewidziano sterowanie on/off. Do sterowania typowego siłownika najczęściej używany jest sygnał pętli napięciowej, wynoszący, w zależności od modelu, 0-10 V DC lub 0-35 V DC. Siłownik ustawia się w pozycji, która jest zgodna z sygnałem nastawczym. Napięcie pomiarowe ma za zadanie elektryczne sygnalizowanie położenia przepustnicy w zakresie od 0 do 100%. Sygnał ten odgrywa istotną rolę w przypadku zastosowania siłowników podrzędnych. Niektóre modele są w stanie odbierać cyfrowy sygnał nastawczy, wychodzący z regulatora nadrzędnego. Siłownik może również pełnić rolę przetwornika analogowocyfrowego, dzięki któremu możliwe jest dalsze przesyłanie sygnału. Do wybranych modeli siłowników można podłączyć czujnik pasywny, aktywny lub zestyk. Cechą nowoczesnych siłowników jest możliwość parametryzowania, czyli zmiany ustawień fabrycznych. Jednak zwróćmy uwagę, że ustawienia fabryczne pozwalają na pracę w najczęściej występujących aplikacjach. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość łatwego montażu bezpośredniego siłownika. Urządzenie podłącza się bowiem do systemu wentylacyjnego za pomocą
śrub, które dostarczone są w zestawie. Oferowane przez producentów siłowniki dostępne są jako modele ze sprężyną zwrotną lub bez niej. Oprócz tego oferuje się modele liniowe i wieloobrotowe. Jak już wspomniano wcześniej uwzględnić możemy również wersje siłowników o podwyższonej prędkości działania. Standardowe siłowniki bez sprężyny zwrotnej cechują się momentem obrotowym wynoszącym od 2 do 40 Nm oraz możliwością regulowania przepustnicy o powierzchni do 4 m2. Sterowanie obejmuje funkcję zamknięcia i otwarcia lub położenia w trzech punktach. Modele ze sprężyną powrotną osiągają moment obrotowy mieszczący się pomiędzy 2 a 10 Nm. Siłowniki liniowe znajdują zastosowanie nie tylko w przepustnicach powietrza. Uwzględnia się je bowiem w zaworach suwakowych systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Siłowniki liniowe są w stanie współpracować ze znacznie większymi powierzchniami, przekraczającymi nawet 3 m 2. Siła przesuwu niejednokrotnie przekracza 450 N. Fot. 3. Model NF24A-SR to siłownik ze sprężyną powrotną. Siłowniki wieloobrotowe często znajdują zastosowanie przy sterowaniu żaluzjami. Najczęściej w tych modelach przewiduje się profilowany zabierak osi o średnicy 12 mm lub 8 mm oraz bardzo krótki czas ruchu wynoszący od 2,5 s do 7 s. Co ciekawego w siłownikach Siłowniki, które znajdują zastosowanie w systemach wentylacji i klimatyzacji, poddawane są ciągłym unowocześnieniom. Stąd też znajdziemy szereg nowatorskich rozwiązań, które poprawiają komfort użytkowania i podwyższają trwałość siłowników. W niektórych modelach przewidziano funkcje zapewniające stabilną a zarazem kontrolowaną pracę siłownika zasilanego z baterii kondensatorów. W takim przypadku siłownik nie przerywa pracy nawet w czasie krótkich zaników napięcia. Jeżeli wystąpią dłuższe zakłócenia siłownik ustawia się w bezpiecznym położeniu, które jest wcześniej
zaprogramowane. Nowoczesne modele cechują się łatwym instalowaniem, uruchamianiem i testowaniem. Zwróćmy uwagę na sprawną współpracę z systemami nadrzędnymi. Dzięki zastosowaniu odpowiednich konstrukcji siłowniki pracują pewnie w każdych warunkach środowiskowych. W niektórych wersjach przewidziano funkcję utrzymywania położenia, dzięki czemu zyskuje się zmniejszenie poboru mocy w stanie gotowości. Na uwagę zasługuje również prosty montaż. Uwzględnia się bowiem instalację bezpośrednio na osi przepustnicy, przy użyciu uniwersalnego zacisku. Istnieje możliwość zastosowania taśmy zabezpieczającej przed obracaniem siłownika. W razie potrzeby skorzystać można z ręcznego przestawiania siłownika. Używając bowiem odpowiedniego przycisku, przekładnia zostaje wysprzęglona. Przydatne rozwiązanie stanowi przełącznik ruchu. Za pomocą diod LED użytkownik informowany jest o zadaniach realizowanych przez siłownik, czyli o jego wyłączeniu, pracy, awarii oraz trwaniu procesu synchronizacji. W niektórych modelach przewidziano funkcję dostosowania skoku. Siłowniki do zadań specjalnych Na rynku dostępne są również siłowniki w wersjach, które mogą pracować w warunkach przemysłowych. Stąd też siłowniki tego typu są nieodzownym elementem systemów klimatyzacyjnych i wentylacyjnych używanych w fabrykach, magazynach czy też restauracjach. Niektóre modele współpracują z przepustnicami o powierzchni przekraczającej 3 m 2. Niejednokrotnie przewiduje się napięcie znamionowe mieszące się pomiędzy 100 a 240 V AC. Fot. 4. Model CM. D jest siłownikiem bez sprężyny powrotnej. Urządzenie to sprzedawane jest z klapką. W konstrukcji siłowników dla przemysłu przewidziano dodatkowe zabezpieczenia chroniące przed korozją i działaniem substancji agresywnych. Nie bez znaczenia pozostaje ochrona przed wilgocią i kondensacją pary wodnej, co jest osiągane poprzez stopień ochrony IP 67. Szerokie spektrum zastosowań siłowników tego typu obejmuje suszarnie drewna, budynki przeznaczone do hodowli zwierząt, fabryki artykułów spożywczych a także rolnictwo, pływalnie, dachowe systemy wentylacyjne i aplikacje pracujące na zewnątrz budynków.
Instalując siłownik do zadań specjalnych pamiętajmy o zachowaniu szczególnych środków ochrony. Wynika to stąd, że niektóre modele zasilane są napięciem sieciowym 230 V AC. Podczas zamykania obudowy zwróćmy uwagę na zachowanie prawidłowego uszczelnienia. Jak dobrze wybrać Pamiętajmy, że dobierając siłownik powinniśmy uwzględnić współczynnik momentu. Znając moment właściwy, który określany jest w Nm/m², zwróćmy uwagę na prawidłowe zdefiniowanie powierzchni przepustnicy oraz całkowitego momentu wymaganego do jej poruszania. Istotną rolę odgrywa uwzględnienie współczynnika bezpieczeństwa SF. To właśnie ten parametr określa czynniki takie jak niedokładna współosiowość czy też oddziaływanie przepustnic. Producenci siłowników zalecają wartość współczynnika SF wynoszącą 0,80. Podkreśla się, aby w instalacji zasilającej siłowniki stosować transformatory zabezpieczające, przystosowane do pracy ciągłej. Nie zapomnijmy o odpowiednim zabezpieczeniu przeciążeniowym. Istotne jest uwzględnienie właściwego miejsca montażu. Ważny jest bowiem łatwy dostęp do przewodów i elementów mocowania wału na płycie czołowej siłownika. Sprawdźmy czy wszystkie wartości, które podaje się w specyfikacji technicznej siłownika są zachowane z uwzględnieniem dopuszczalnej tolerancji. Fot. 5. Model GK24A-MF to siłownik z elektroniczną funkcją bezpieczeństwa (bateria kondensatorów). Pozostałe parametry to: moment obrotowy - 40 Nm, napięcie zasilania - AC/DC 24V, IP54, sterowanie - 2-10 V. Prawidłowy montaż Nie bez znaczenia pozostaje zachowanie dokładności podczas montażu. To właśnie od niej zależy uniknięcie obciążeń bocznych a nawet zablokowania siłownika. Sprawdźmy poprawność instalacji, łącznie z kierunkiem działania urządzenia i połączeniami elektrycznymi. Nie bez znaczenia pozostają
również właściwe parametry napięcia zasilania. Uzyskamy wtedy pewność pracy siłownika, a co najważniejsze, bezpieczeństwo użytkowania systemu klimatyzacyjnego czy też urządzeń wentylacyjnych. Upewnijmy się czy przepustnica dokładnie przylega do zamknięcia. W przypadku gdy na nasz siłownik mogą działać siły poprzeczne, warto uwzględnić obrotowe zamocowania i łączniki, które nabywamy jako wyposażenie opcjonalne. Przy czym jedna cenna uwaga. Otóż, nie należy dokręcać śrub, odpowiedzialnych za mocowanie siłownika. Konieczne jest bowiem zapewnienie ruchu siłownika poprzez mocowanie obrotowe. A jak zainstalować siłownik liniowy? Urządzenie tego typu mocowane jest najczęściej za pomocą trzech śrub. W następnej kolejności istotny jest montaż głowicy zębatki do ruchomej części przepustnicy. Jeżeli nasz siłownik będzie pracował w środowisku, które jest zanieczyszczone, warto przewidzieć odpowiednie zabezpieczenia. Nie muszą być one skomplikowane i może to być na przykład, wykonany we własnym zakresie, daszek z blachy lub tworzywa sztucznego. Jeżeli siłownik nie jest zainstalowany w pozycji poziomej to pamiętać należy aby przycisk, który wysprzęgla przekładnię, był naciskany tylko wtedy, gdy zębatka nie jest obciążona. Autor: Damian Żabicki Źródło: www.fachowyinstalator.pl KONTAKT FACHOWY INSTALATOR Tel: +48 22 635 05 82 Fax: +48 22 635 41 08 Adres: Hajoty 53/2 01-821 Warszawa