Вентиляционные клапаны «ВЕЗА»: стандарты и качество XXI века

Исторически в СССР существовало разделение между оборудованием, закупаемым генподрядчиком или заказчиком на основании проектных спецификаций, и так называемыми расходными материалами,к которым относились трубопроводы, теплоизоляция, воздуховоды и различные сетевые элементы, включая воздушные клапаны. Для простоты производства клапаны самого разного типа выпускались по так называемым «типовым сериям», разработанным, в том числе «СантехНИИпроект», эти серии известны и активно применяются до сих пор.

Основной задачей «типовых серий» была возможность выпуска всех «серийных» клапанов в условиях кустарного производства разного рода мастерских, специализирующихся на выпуске воздуховодов. Реализация специальных требований заказчика, использование сложного металлообрабатывающего оборудования и материалов при производстве «серийных» клапанов не предусматривались.

Функция отсечного, обратного, регулировочного клапана предполагает плотное перекрытие воздухо-вода с минимальным и, безусловно, нормируемым уровнем протечек. То есть клапан, который пропускает воздух в неизвестном количестве, никому не нужен. Параметр «Leakage Factor» (величина протечек клапана в закрытом состоянии) не описывается до сих пор в отечественных нормативах, как и методика измерения этого параметра.

Низкая плотность клапанов приводит к неконтролируемым перетокам воздуха с появлением в зданиизон с избыточным или недостаточным давлением.

Как следствие появляются следующие известные проблемы:• «опрокидывание» систем, когда затрудняется открытие и закрытие дверей;• появление неприятных запахов из кухонь и санузлов;• резкое снижение температуры – захолаживание, особенно у входных групп дверей;• в отдельных случаях происходит разрушение дверей, окон и блокирование лифтов.

Непосредственно на приточных установках низкая плотность клапанов ведет к протеканию холодного воздуха внутрь установки в выключенном состоянии, что периодически (каждый год зимой) приводит к выходу из строя водяных нагревателей и охладителей. В «стояночном» режиме подача теплоносителя снижается автоматикой до минимума в расчете на полное отсутствие тепловых нагрузок: реально нагрузка до 20 % от номинала появляется при отключенном вентиляторе именно через утечки клапана. Размер протечек можно определить по диаграмме, приняв внешнее гравитационное давление воздуха зимой не менее 250 Па.

Для так называемых «чистых помещений», к которым относятся в том числе больницы, пищевые производства и, конечно, фармакологические предприятия и заводы микроэлектроники, отсутствие плотности клапанов приводит к поступлению загрязненного воздуха и нарушению технологии, что далее ведет к забраковке продукции или угрозе увеличения случаев летальности больных. Для поддержания необходимого перепада давлений требуется повышенный расход воздуха, что приводит к перерасходу энергии и внеплановым экономическим расходам.

Проблемы высоких утечек воздуха хорошо известны строителям. Несмотря на малые размеры неплотностей старых деревянных окон, их было вполне достаточно для вентиляции помещений без использования приточных вентиляторов – санитарные нормы воздуха 50–150 м3/ч через одно окно легко проходили при разнице давлений всего 10–20 Па летом. Согласно определению EN 1751 эти протечки попадают в «никакой» класс плотности. Для новых пластиковых окон, наоборот, дополнительно существуют переточные саморегулируемые щелевые устройства с нормируемой протечкой и методикой определения расхода воздуха.

В странах ЕС, а также в США и даже на Украине применяются два похожих по сути стандарта, к сожалению почти не известных в России. Европейский закон EN 1751-99 и Американский норматив АМСА 500‑d‑98 появились в самом конце ХХ века. Компания «ВЕЗА» применяет для своей продукции текст ДС ТУ EN 1751-2001. Указанные стандарты во всем мире определяют методику испытаний воздушных клапанов:• на общую герметичность клапана в закрытом состоянии – «Leakage Factor» (класс 1…4);• на герметичность корпуса клапана – «Case Leakage» (класс A…D);• на пропускание тепла через закрытый клапан – «Energy Performance»;• на момент, требуемый для открытия и закрытия клапана, – «Required Torgue»;• на сопротивление клапана потоку воздуха в открытом состоянии – «Air Performance».

Дополнительно к этим требованиям в США также введено определение клапанов со сверхнизкой про-течкой (ULL – «Ultra Low Leakage») и клапанов с нулевой протечкой («Zero Leakage», так называемыеклапаны «пузырьковой плотности» («Bubble Tight»)), в которых можно буквально «носить воду». Как видно по диаграмме, европейские и американские требования не совсем совпадают и имеют противоположные чередования классов. Наивысшие требования EN 1751 по 3 и 4 классам перекрывают зону ULL и «Bubble tight», и они значительно более строгие, чем 1‑й класс США.

Насколько отстала Россия в данном вопросе, можно понять из примера с Бушерской АЭС. Дляпоставки плотных обратных клапанов с минимальной протечкой были применены элементы жидкостной арматуры сечением до 1 000 мм, вес которых не позволял им открываться под потоком обычного вентилятора. Стандартные «серийные» клапаны, применяемые повсеместно для этой задачи, не перекрывают канал достаточно плотно, что приводит к обратной раскрутке и отказу пусковой системы резервного вентилятора по пусковым токам. Обратные клапаны для проекта «Бушер» были спроектированы компанией «ВЕЗА» в короткий срок и испытаны по методике EN 1751 на соответствие 3‑му классу плотности – для «простого» предотвращения раскрутки резервных вентиляторов.

Первые испытания клапанов «ВЕЗА» на плотность выполнялись в ЦАГИ в 2004 году. Результаты этих испытаний оказались плохими, и о них предпочли умолчать. Следующие серьезные работы происходили по заказу «Атомстройэкспорт» в 2007 году. Анализ выпускаемых на тот момент клапанов показал реальную картину:• Хуже всех по утечке в закрытом состоянии оказался классический КВУ – протечки боле 2 000 л/с·м2, то есть фактически это просто открытая дверь на улицу.• Совсем не таким хорошим оказался и популярный алюминиевый на шестернях АВК-ЕВК-УВК – протечка более 500 л/с·м2. Внешне пластиковые уплотнители выглядят убедительно, но приборы показали, что все не так плотно, как кажется.• Средний результат показал «ГЕРМИК» с лабиринтным (замковым) примыканием лопаток – протечка составила 300 л/с·м2 даже без использования торцевых уплотнений.• Отличный результат показал обычный противо-пожарный КПУ с протечкой менее 40 л/с·м2.

Силиконовые уплотнители на лопатках создали необходимую плотность.

Оценочные испытания показали, что только проверка на стенде дает реальные данные по изделиям, аналогичную практику подтвердили иностранные заказчики.

После проведения оценочных испытаний руководством «ВЕЗА» было принято решение о строительстве лабораторного стенда для осуществления испытаний по методике EN 1751. В период 2008–2009 годов после первого экспериментального стенда были построены еще два, в том числе в филиале «ВЕЗА-Гомель», на которых проводятся испытания на утечку клапанов, жаростойких и морозостойких тканей для гибких вставок и других вновь разрабатываемых изделий.

В результате 3‑летней работы к 2009 году были созданы новые группы «гражданских» клапанов, относящихся к разным классам плотности по EN 1751, а также сохранены наследники «типовых дешевых серий» времен СССР – клапаны, относящиеся к «нулевому» классу плотности по EN 1751 (совсем не то что «Zero Leakage» в США), то есть протечки на данных клапанах не вписываются ни в какие нормы.

Какие клапаны выбирать для применения, зависит от требований проекта. Выбор, предлагаемый «ВЕЗА», – это клапаны первого и второго классов, а также бюджетные исполнения «нулевого» класса (для тех, кому все равно, какие экономические потери несет заказчик).