Проблемы надежности работы противодымных вытяжных крышных установок осевых вентиляторов с вертикальной ориентацией оси вращения. Часть 1. Проблемы.
Вытяжные крышные установки осевых вентиляторов с вертикальной ориентацией оси вращения привлекательны во многом из-за своей осесимметричной формы. Ей отдают предпочтение многие архитекторы при проработке размещения инженерного оборудования на крыше (рисунок 1). Естественный вертикальный выброс потока и компоновка на базе осевых вентиляторов по сравнению с радиальными прямоточными вентиляторами исключают лишние аэродинамические потери и снижают поперечные габариты и массу установки. Для защиты от попадания атмосферных осадков через вентилятор внутрь здания установка снабжается выпускным клапаном, выполняющим одновременно функции обратного клапана.
Рассмотрим проблемы, возникающих при использовании таких клапанов.
🔸Защита выпускных клапанов от ветрового воздействия в большинстве случаев применения игнорируется, что может привести к настоящим бедам на крыше и резкому снижению надежности установок (к оторванным или погнутым створкам выпускного клапана, рисунок 2).
🔸Еще одной проблемой крышных установок с вертикальным выбросом потока, особо остро проявляющейся у осевых вентиляторов, являются возможные протечки через выпускной клапан при сильных дождевых осадках. Если производитель не решает эту проблему конструктивно, то потребителю приходится оборудовать навесы над крышной установкой, что при расположении навеса над горючей кровлей на высоте ниже 2 метров становится грубым нарушением требований пожарной безопасности (рисунок 3, когда клапаны есть и рисунок 4, когда клапана нет).
🔸При краткосрочном возникновении сквозняков в здании потребителю приходится сталкиваться с таким явлением, как хлопанье створок обратных (выпускных) клапанов, которые при этом создают шум, дискомфортный для обитателей здания. Для исключения этого явления необходимо снабжать створки клапана грузиками, не мешающими открытию створок в рабочем диапазоне производительности вентиляционной системы и снижающими чувствительность створок к сквознякам.
🔸Специфичная проблема со створками выпускных клапанов возникает у вытяжных вентиляторов систем противодымной вентиляции. Они подвергаются огневым испытаниям, при которых снижение динамического давления из-за разреженности перемещаемой среды может достигать 3-х раз. В этом случае при испытаниях клапана в составе вентилятора, удерживать положение створок в таком положении, чтобы не снизить объемный расход вентилятора более, чем на 15 %, очень сложно (ГОСТ Р 53302-2009 (с изм. 1 2013 г.)). При испытаниях обратного клапана отдельно от вентилятора, проверка осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 70849-2023, которым допускается более жесткое требование - увеличение перепада давления на клапане не более, чем на 15 %.
В нашей следующей технической заметке, которая выйдет 20.03 мы расскажем вам, как эти проблемы решаются в крышных установках осевых вентиляторов «Аэрдин».

Проблемы надежности работы противодымных вытяжных крышных установок осевых вентиляторов с вертикальной ориентацией оси вращения.
Часть 2. Решение проблем в установках Аэрдин

Пирамидальный выпускной клапан крышной установки осевого вытяжного вентилятора был разработан специалистами Аэрдин в 2013 году (рисунок 1), когда они работали в компании, которая сейчас уже не существует.
Сегодня, в обрамлении ветрового экрана, помимо защиты от ветрового воздействия, удается компактным образом комплексно решить остальные проблемы обеспечения надежности работы таких крышных установок.
На рисунке 2 слева представлен внешний вид установки с теплоизолированным стаканом, справа полностью теплоизолированная установка (стакан, вентилятор, выпускной клапан) и посредине показано внутреннее устройство установки.

🔸Теплоизоляция цилиндрического корпуса вентилятора незатруднительна и в совокупности с теплоизоляцией цилиндрического стакана и плоских створок клапана позволяет рассчитывать на исключение в холодное время года выпадения конденсата на внутренних поверхностях установки при заборе перемещаемой среды из зальных помещений без воздуховодов. В результате исключается необходимость применения поддонов и дренирования накапливаемой в них воды.

🔸Пирамидальное расположение створок клапана группирует верхние окончания плоских створок на маленьком пятачке, что позволяет накрывать эту зону защитным диском (рисунок 3), исключающим попадание дождевых осадков под створки клапана. Попадающие на створки и планки каркаса клапана осадки стекают вниз за пределы корпуса вентилятора. При этом планки каркаса выполнены в виде желоба, ширина и глубина которого имеют размеры, достаточные для исключения переполнения желоба потоком осадков и проникновение потока через боковые поверхности створок клапана внутрь вентилятора.

🔸Защита от хлопания створок при возникновении сильного сквозняка в здании решается приклепыванием изнутри к верхним окончаниям створок клапана грузиков, которые позволяют открываться створкам при минимальном расходе воздуха вентилятора (рисунок 4). Такое утяжеление створок минимизирует вероятность их хлопанья. Также для решения этой задачи необходимо было исключить влияние снегового воздействия. Для этого был выбран угол установки створок около 60° относительно горизонта, что позволяет снегу свободно сползать со створок (см. п. 5.2.2 EN 12101-3-2015), а между ветровым экраном и нижним опорным поясом клапана выполнены достаточно большие зазоры (рисунок 5).

🔸Защита от недопустимого прикрытия створок во время пожара решается снабжением каждой створки в нижней части храповым механизмом, фиксирующим створку в максимально открытом положении. Рычажки, снимающие с блокировки храповые механизмы, выведены наружу ветрового экрана через прорези обечайки (рисунок 6). После проведения ежеквартального ТО оператору не составляет труда разблокировать храповые механизмы.

🔸Еще одним достоинством такого решения является сохранение створок в открытом положении при отказе вентилятора. В этом случае удаление дыма при пожаре будет продолжаться за счет естественного поддавливания (п. C3.4 австралийского стандарта AS 1668.3-2001).

Таким образом мы показали решение 5 проблемных задач, повышающих надежность работы противодымных вытяжных крышных установок осевых вентиляторов Аэрдин с вертикальной ориентацией оси вращения.