Servopohony pro vzduchotechnické klapky

Servopohony jsou důležitou součástí prakticky každé vzduchotechnické soustavy nebo klimatizačních zařízení budov.  Jde o akční prvek aplikací v oblasti měřící a regulační techniky, který přestavuje vzduchotechnické či požární klapky nebo armatury do polohy požadované řídícím systémem.

Servopohony zpravidla pracují v rozsahu otáčení 90°. Pro speciální aplikace se vyrábějí také servopohony s rozsahem 180° nebo 360°. Použití těchto speciálních servopohonů je více nákladné než standardní devadesátistupňová verze.

Takové má v nabídce rodinná firma Schischek (v Česku zastoupená firmou Bola). Její servopohony ExMax, RedMax a InMax se například hojně využívají v těžkém průmyslu a v zónách výbušného prostředí – tedy ve farmaceutickém či chemickém průmyslu, ale i třeba v tom automobilovém (konkrétně v lakovnách firmy Škoda Auto a Tatra), a dokonce námořním (například ropné plošiny v severním moři). Schischek dodává výrobky i do jaderných elektráren, do litvínovské rafinerie Unipetrol či zbrojovky ve Vsetíně. Řady pohonů Schischek se liší určením do nebezpečného průmyslového prostředí. Řada InMax je určená do bezpečného prostředí. Řady RedMax a ExMax jsou určené pro použití ve výbušném prostředí, přičemž RedMax je do zóny 2 a ExMax je do zóny 1. Zóny nebezpečnosti jsou předepsány normami ATEX.

Produktové řady jednotlivých typů všech výrobců servopohonů rozlišují další parametry. Nejdůležitější z nich je kroutící moment, jehož hodnoty se pohybují od 2 Nm až po 40 Nm. Výrobky Belimo mají jednotlivé řady servopohonů pro vzduchotechnické klapky rozdělené dle momentu: CM s momentem 2Nm, LM s kroutícím momentem 5 Nm, NM s 10 Nm, SM s 20 Nm a GM s kroutícím momentem 40 Nm. Na bola.cz seženete i pohony ostatních výrobců, jako jsou servopohony Siemens či ESBE. Další zavedené a známé značky jsou Sauter a Honeywell.

Dalším velmi důležitým parametrem při výběru servopohonů je napájení a způsob elektrického ovládání. Napájení je možné 100 až 240V AC, 24V AC nebo 24V DC. Výběr napájecího napětí se řídí vždy potřebami řídícího systému. Elektrické ovládání mají servopohony pro vzduchotechnické klapky nejčastěji 2 nebo 3bodové řízení. U dvoubodového řízení jde o polohy otevřeno/zavřeno, kdy je uzavírací svorka vždy pod napětím a připojuje se otevírací svorka přes spínač řídícího systému. Tříbodové řízení nemá v základním stavu pod napětím žádnou svorku. Toho se hojně využívá pro zastavení otáčení klapky v mezipoloze. Řídící systém pak přepíná ovládací fázi mezi otevírací a uzavírací svorkou. Časovým ovládáním otevírání a zavírání lze dosáhnout žádané mezipolohy.

Servopohony se spojitým řízením se využívají na plynulou regulaci průtoku vzduchu ve vzduchotechnické klapce. K regulaci zde dochází napěťovým signálem v rozsahu 0 – 10V: 0,1V představuje určitý úhel natočení. Rozsah od 0 ° do 90° tedy odpovídá rozsahu ovládacího signálu 0-10V, kde 0V představuje úhel 0° a 10V představuje úhel 90°. Od výrobce Siemens lze dodat také servopohony s řízením proudovou smyčkou 4 až 20mA. Avšak běžnější spojité řízení je napěťové. V současné době existují rovněž servopohony s digitálním řízením.

Pokud je servopohon správně naadresován na sběrnici, poskytuje navíc informace o svém stavu (přesná poloha, chybová hlášení), některé servopohony mohou být vybaveny průtokoměrem. Pomocí průtokoměru lze řídit natočení VZT klapky a regulovat tak průtok velmi přesně. Automatizovanou kontrolu činnosti servopohonů přináší napojení servopohonů na komunikační sběrnice, a to zejména při využití protokolu MP-bus od firmy Belimo.

Dále je třeba zmínit doby běhu servopohonů – tedy čas, za který se pohon přenastaví do koncové polohy. Běžně se servopohony otáčejí od 15 do 150 sekund, ale firma Belimo má v nabídce produktů super rychlé servopohony – u řady SMQ je doba přestavení 7 s, NMQ 4 s a LMQ pouze dvě a půl sekundy.

Časté dotazy přichází na tzv. havarijní funkci servopohonů. Havarijní funkce znamená, že pohon se sám od sebe přestaví do počáteční polohy v případě výpadku napájení. Servopohony s havarijní funkcí tak poskytují ochranu například proti mrazu či kouři. Přestavení je obvykle zajištěno mechanickou zpětnou pružinou uvnitř pohonu. K zavírání se pak tedy nemusí využívat napájení ani v běžných případech. To znamená, že napájecí fáze se používá pouze k otevírání. Moderní přístup k havarijní funkci je použití kondenzátoru vestavěného do servopohonu. Ten poskytuje dostatečné množství energie k přestavení pohonu.

Havarijní servopohony Belimo mají produktové řady NFA a SFA. Havarijní servopohony Siemens zase rozlišují řady GCA a GMA. Dalšími výrobci jsou Sauter a Honeywell.

Firma Bola má ve svém portfoliu rovněž montážní sady pro správné upevnění servopohonů na ventil. Její zkušený tým umí motorizovat ventily dvoucestné, třícestné a problém není ani čtyřcestný ventil se servopohonem. S tímto příslušenstvím můžete nainstalovat servopohon na ventily od výrobců Komextherm, ESBE i Giacomini.