Vodnik za inženiring in specifikacije za naravno prezračevanje in sisteme SHEV
1. Povzetek
Izbira in specifikacija električnih verižnih okenskih aktuatorjev za samodejno naravno prezračevanje in sisteme za odvod dima in toplote (SHEV) zahteva natančne mehanske in kinematične izračune. Nepravilno dimenzioniranje vodi do resnih težav: nezadosten hod preprečuje izpolnjevanje minimalnih zahtev glede aerodinamične prostega območja, medtem ko prevelik hod ali neustrezna ocena sile povzroči strukturno deformacijo okenskih okvirjev, odpoved zaradi utrujenosti verige ali izgorelost motorja.
V tem tehničnem priročniku so opisane geometrijske formule, dinamika strukturnega vzvoda, zahteve glede sile in varnostni faktorji, potrebni za pravilen izračun giba aktuatorja in zahtevane potisne/vlečne sile.
2. Kinematične osnove: Izračun giba
Verižni pogoni oken pretvorijo linearni potisk motorja v kotni premik okoli fiksnega vrtišča (tečaj/torni opornik). Trigonometrično je izračun giba aktuatorja izračun dolžine stranice trikotnika, kjer višina okna in kot odpiranja služita kot primarni spremenljivki.
2.1 Osnovni kinematični model (zgoraj/spodaj-obešena okna)
Za zgornje-ali spodaj{1}}viseča okna, pri katerih je standardni nosilec pogona nameščen na sprednjem robu (rob okvirja, ki je najbolj oddaljen od tečaja):
ENAČBA 1:S=2 × H × sin (θ / 2)
kje:
• S=Zahtevani hod aktuatorja (mm)
• H=efektivna višina okenskega krila pravokotno na os tečaja (mm)
• θ=ciljni odpiralni kot (stopinje)
LINEARNI PRIBLIŽEK OPOMBA:Za majhne odklonske kote (θ Manjši ali enak 30 stopinj) poenostavljena formula S ≈ H × sin(θ) daje napako pod 3 %. Vendar je treba za aplikacije SHEV (θ Večji ali enak 60 stopinj) uporabiti celotno trigonometrično enačbo, da se izognete premajhni-dimenzionirani dolžini giba.
2.2 Nastavitev položaja zamaknjene namestitve
Kadar arhitekturne omejitve (kot so notranje žaluzije, strukturni stebri ali globoke globine razkritja) preprečujejo namestitev na sprednji rob, je treba pogon postaviti nazaj bližje liniji tečajev.
Naj bo L1 dejanska montažna razdalja od osi tečaja do pritrdilne točke verige aktuatorja (L1 < H):
ENAČBA 2:S_dejansko=2 × L1 × sin(θ / 2)
● Inženirski kompromis-:Če nosilec aktuatorja premaknete za 50 % bližje tečaju, zmanjšate potrebno dolžino giba za 50 %, vendar podvojite zahtevo za delovno silo na verigi in okenskem okvirju.
3. Mehanika izračuna sile in obremenitve
Pogoni morajo premagati težo krila, strukturno trenje, vremensko-odpornost na stiskanje tesnila in zunanje obremenitve vetra.
3.1 Komponenta gravitacijske obremenitve (Fg)
Gravitacijska sila, ki je potrebna za potiskanje ali vlečenje krila, se razlikuje glede na vrsto okna in kot odpiranja:
● Navpična okna:Zgoraj-viseča/spodaj-viseča okna: Fg=(Š × 9,81 / 2) × (V / L1) × sin(θ)
● Poševna okna:Strešna okna/strešne odprtine: Fg=(Š × 9,81) × cos( ) × (V/L1)
3.2 Komponenta vetrne obremenitve (Fwind)
V-visokih stavbah ali obalnih območjih pritisk vetra deluje pravokotno na ravnino okna:
ENAČBA 3:Fwind=Pwind × Asash × (H / [2 × L1])
Kjer je Pwind=Projektni tlak vetra (N/m² ali Pa) in Asash=Skupna površina okenskega krila (m²).
3.3 Stiskanje tesnilnega tesnila (Fseal)
Za zagotovitev IP{0}}ocenjene vremenske tesnosti, ko so zaprta,-tesnila EPDM visoke gostote zahtevajo začetno stiskalno silo:
● Standardni vremenski trakovi:25 do 40 N na linearni meter oboda.
● Akustična/težka-tesnila:Do 80 N na linearni meter oboda.
3.4 Skupna najmanjša nazivna sila aktuatorja (Ftotal)
Uporaba standardnih inženirskih varnostnih rezerv (Ks večji ali enak 1,30 do 1,50):
FORMULA SKUPNE SILE:Ftotal=Ks × max (Fg + Fseal, Fwind + Fg)
4. Matrika inženirskih referenčnih podatkov
Naslednja matrika zagotavlja standardne zahteve glede geometrijske poteze v tipičnih arhitekturnih profilih višine oken:
|
Višina okna H (mm) |
Ciljni kot θ |
Teoretični hod S (mm) |
Standardni tehnični hod (mm) |
Brezplačna otvoritvena dist. D (mm) |
|
600 |
30 stopinj |
310.6 |
350 (elektronsko omejeno) |
300.0 |
|
600 |
60 stopinj |
600.0 |
600 |
519.6 |
|
1000 |
30 stopinj |
517.6 |
550 (elektronsko omejeno) |
500.0 |
|
1000 |
60 stopinj |
1000.0 |
1000 |
866.0 |
|
1400 |
30 stopinj |
724.7 |
750 (elektronsko omejeno) |
700.0 |
|
1400 |
45 stopinj |
1071.5 |
1100 (dvojna-veriga / tandem) |
1071.5 |
5. Pomembne smernice za namestitev in specifikacije
1. Elektronsko programiranje omejitev v primerjavi s trdimi zaustavitvami:Nikoli ne dovolite, da bi strukturni okvirji okenskih kril pri polnem gibu delovali kot mehanski trdi omejevalniki. Vedno določite aktuatorje z notranjo nastavitvijo omejitve-na osnovi dajalnika ali omejevalniki mikro-stikal, nastavljenimi 10 do 15 mm manj od okvirja, da preprečite luščenje zobnikov in deformacijo okvirja.
2. Odpornost proti upogibanju in povešanje verige:Eno-verižni pogoni se bočno upogibajo in povesijo, ko dolžina giba preseže 500 mm. Za aplikacije s gibom nad 600 mm ali težke enote z dvojno-steklitvijo določite verige iz nerjavečega jekla, kaljene z dvojno-vezo, ali konfiguracije tandemskega/dvojnega-aktuatorja, sinhronizirane prek notranjih mikroprocesorskih krmilnih zank.
3. Skladnost s standardom EN 12101-2 za sisteme SHEV:Sistemi za odvod dima zahtevajo zagotovljeno delovanje pri izpostavljenosti ognju (delovanje 300 stopinj do 30 minut) in pogojih izgube moči. Zagotovite, da specifikacije aktuatorja vključujejo združljivost z baterijo za zasilno napajanje 24 V DC in certifikat za toplotno vzdržljivost razreda B300.