자연 환기 및 SHEV 시스템을 위한 엔지니어링 및 사양 가이드
1. 요약
자동 자연 환기 및 연기 및 열 배출 환기(SHEV) 시스템을 위한 전기 체인 창 액추에이터를 선택하고 지정하려면 정밀한 기계 및 운동학적 계산이 필요합니다. 잘못된 크기 조정은 심각한 문제를 야기합니다. 스트로크가 충분하지 않으면 최소 공기 역학적 자유 영역 요구 사항을 준수할 수 없으며, 스트로크가 너무 크거나 힘 추정이 부적절하면 창 프레임의 구조적 변형, 체인 피로 실패 또는 모터 소손이 발생합니다.
이 기술 가이드에서는 액추에이터 스트로크와 필요한 미는/당기는 힘을 올바르게 계산하는 데 필요한 기하학적 공식, 구조적 지렛대 역학, 힘 요구 사항 및 안전 계수에 대해 간략하게 설명합니다.
2. 운동학 기초: 스트로크 계산
체인 윈도우 액추에이터는 선형 모터 추력을 고정 피벗(힌지/마찰 스테이) 주위의 각도 변위로 변환합니다. 삼각법으로 액추에이터 스트로크를 계산하는 것은 창 높이와 개방 각도가 주요 변수로 사용되는 삼각형 변 길이 계산입니다.
2.1 기본 운동학 모델(상단/하단-걸린 창)
액추에이터 표준 브래킷이 앞쪽 가장자리(힌지에서 가장 먼 프레임 가장자리)에 장착되는 상단-걸이 또는 하단{1}}걸이 창의 경우:
방정식 1:S=2 × H × sin(θ / 2)
어디:
• S=필수 액츄에이터 스트로크(mm)
• H=힌지 축에 수직인 유효 창틀 높이(mm)
• θ=목표 개방 각도(도)
선형 근사치 참고:작은 편향 각도(θ 30도 이하)의 경우 단순화된 공식 S ≒ H × sin(θ)는 3% 미만의 오류를 생성합니다. 그러나 SHEV 애플리케이션(θ가 60도 이상)의 경우 스트로크 길이가 너무 작아지는 것을 방지하기 위해 전체 삼각 방정식을 사용해야 합니다.-
2.2 오프셋 장착 위치 조정
건축학적 제약(예: 내부 블라인드, 구조적 멀리언 또는 깊은 노출 깊이)으로 인해 앞쪽 가장자리에 설치할 수 없는 경우 액추에이터를 힌지 라인에 더 가깝게 다시 설정해야 합니다.
L1을 힌지 피봇 축에서 액추에이터 체인 부착 지점까지의 실제 장착 거리로 설정합니다(L1 < H).
방정식 2:S_실제=2 × L1 × sin(θ / 2)
● 엔지니어링 절충-:액추에이터 브래킷을 힌지에 50% 더 가깝게 이동하면 필요한 스트로크 길이가 50% 줄어들지만 체인과 창 프레임 모두에 필요한 작동력은 두 배로 늘어납니다.
3. 힘 및 하중 계산 메커니즘
액추에이터는 새시 무게, 구조적 마찰, 웨더-밀봉 압축 저항 및 외부 풍하중을 극복해야 합니다.
3.1 중력하중 성분(Fg)
새시를 밀거나 당기는 데 필요한 중력은 창 유형과 열린 각도에 따라 다릅니다.
● 수직 창:상단-걸림 / 하단-걸림 창: Fg=(W × 9.81 / 2) × (H / L1) × sin(θ)
● 경사진 창문:채광창/지붕 통풍구: Fg=(W × 9.81) × cos( ) × (H / L1)
3.2 풍하중 성분(Fwind)
고층-건물이나 해안 지역에서는 풍압이 창 평면에 수직으로 작용합니다.
방정식 3:Fwind=Pwind × Asash × (H / [2 × L1])
여기서 Pwind=설계 풍압(N/m² 또는 Pa) 및 Asash=창틀의 총 표면적(m²)입니다.
3.3 개스킷 씰 압축(Fseal)
닫혀 있을 때 IP{0}}등급 내후성을 보장하려면 고밀도 EPDM 개스킷에 초기 압축력이 필요합니다.
● 표준 웨더스트립:선형 둘레 미터당 25~40N.
● 어쿠스틱/헤비-듀티 씰:선형 둘레 미터당 최대 80N.
3.4 총 최소 정격 액츄에이터 힘(Ftotal)
표준 엔지니어링 안전 여유(Ks 1.30~1.50 이상) 적용:
총 힘 공식:Ftotal=Ks × max(Fg + Fseal, Fwind + Fg)
4. 엔지니어링 참조 데이터 매트릭스
다음 매트릭스는 일반적인 건축 창 높이 프로필에 대한 표준 기하학적 스트로크 요구 사항을 제공합니다.
|
창 높이 H(mm) |
목표 각도 θ |
이론 스트로크 S(mm) |
표준사양 스트로크(mm) |
무료 개방 구역 디(mm) |
|
600 |
30도 |
310.6 |
350개(전자적으로 제한됨) |
300.0 |
|
600 |
60도 |
600.0 |
600 |
519.6 |
|
1000 |
30도 |
517.6 |
550개(전자적으로 제한됨) |
500.0 |
|
1000 |
60도 |
1000.0 |
1000 |
866.0 |
|
1400 |
30도 |
724.7 |
750 (전자적으로 제한됨) |
700.0 |
|
1400 |
45도 |
1071.5 |
1100(트윈-체인/탠덤) |
1071.5 |
5. 중요 설치 및 사양 지침
1. 전자 제한 프로그래밍과 강제 정지:창 새시 구조 프레임이 전체 스트로크에서 기계적 하드 스톱 역할을 하도록 허용하지 마십시오. 기어 스트라이핑 및 프레임 변형을 방지하기 위해 항상 내부 인코더-기반 제한 조정 또는 프레임 바인딩보다 10~15mm 짧게 설정된 마이크로{2}}스위치 리미터가 있는 액추에이터를 지정하십시오.
2. 좌굴 저항 및 체인 늘어짐:단일{0}}체인 액추에이터는 스트로크 길이가 500mm를 초과할 때 측면 편향과 늘어짐을 경험합니다. 600mm 이상의 스트로크 적용 분야 또는 무거운 이중{4}}유리 장치의 경우 이중-링크 강화 스테인리스 스틸 체인 또는 내부 마이크로프로세서 제어 루프를 통해 동기화된 직렬/이중{6}}액추에이터 구성을 지정하십시오.
3. SHEV 시스템에 대한 EN 12101-2 준수:연기 배출 시스템은 화재 노출(최대 30분 동안 300도 작동) 및 전력 손실 조건에서 성능이 보장되어야 합니다. 액추에이터 사양에 24V DC 비상 전원 배터리 백업 호환성 및 클래스 B300 열 내구성 인증이 포함되어 있는지 확인하십시오.