Трехходовой клапан с электроприводом принцип работы: Трехходовой клапан принцип работы. Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором: виды и преимущества

Содержание

Регулирующий клапан с электроприводом – принцип работы и технические характеристики

Изделия, оснащенные электроприводом, предназначены для установки в системах, подверженных значительным нагрузкам. Они широко применяются в котельных установках, в вентиляционных и отопительных системах, на тепловых пунктах, в промышленных трубопроводах.

Виды и характеристики электроприводов

В отличие от запорных клапанов, данные изделия могут контролировать и менять объем проходимой через систему жидкости. Это позволяет регулировать показатели давления потока рабочей среды (жидкости, газа, нефтепродуктов) и производительность магистрали в целом.

Регулирующий клапан с электриприводом

Клапаны с электроприводом преобразуют электрическую энергию в механическое усилие, которое приводит в действие запорный узел. Различают несколько типов приводных механизмов:

Регулирующие клапаны с электроприводом. Такие устройства состоят из электрического привода, передаточного механизма и системы управления. В зависимости от диаметра клапана, они могут комплектоваться однофазным или трехфазными силовыми элементами постоянного, переменного тока. Например, аппаратуре большой мощности соответствует асинхронный трехфазный привод. Все клапаны с электроприводом имеют пульт ДУ, позволяющий дистанционно регулировать параметры среды.
Устройства с электромагнитным приводом (блочным, встроенным), комплектующиеся соленоидным механизмом или изделием с электромагнитной муфтой. Клапаны с соленоидным приводом предназначены для контроля систем двухпозиционной регулировки. Электромагнитные муфты трения или скольжения позволяют автоматически регулировать исполнительные элементы.

Большой выбор типоразмеров и вариантов комплектации электрических приводов позволяет применять данные устройства в различных сферах промышленности и производства.

Трехходовой клапан фланцевого типа

Преимущества и недостатки использования электроприводов

Регулирующий клапан с электроприводом для газа, пара и жидкости имеет множество достоинств по сравнению с изделиями, оснащенными только ручным или механическим приводом. Среди основных преимуществ можно выделить:

Скорость работы остается постоянной в течение всего времени эксплуатации.
Потребление энергии происходит только при движении клапана.
Плавная регулировка пропускной способности клапана.
Высокая точность настройки и позиционирования устройства.
Экологическая безопасность монтажа на трубопроводе.
Возможность подсоединения к системе другого оборудования и контрольных датчиков, систем управления.

В отличии клапанов с пневматическим приводом, эти устройства не засоряются и отличаются малым уровнем шума при работе. Они могут подключаться к резервным источникам питания, таким как генераторы и внешние аккумуляторы.

К недостаткам электроприводов относятся:

Высокая стоимость затрат на оборудование и монтаж на магистральных линиях.
Возможность перегрева электродвигателя при постоянной работе в течение длительного времени.
Сложность применения при высокой влажности и в зонах с повышенной пожароопасностью. Для таких случаев существую специальные исполнения клапанов с повышенным уровнем защиты. Другой вариант — заменить устройства на аналогичные с пневмоприводом.
Опасность появления помех в системе управления при непосредственной близости к другим сетям из-за воздействия электромагнитных помех.

Необходимость периодического технического осмотра и обслуживания изделий.

Электроприводные клапаны также отличаются точной кинематической схемой и сложной конструкцией.

Функционирование электроприводных клапанов

По сравнению с обычными техническими трубопроводами, магистральные линии отличаются большей протяженностью и интенсивной работой. Применение регулирующих клапанов позволяет эффективно управлять технологическими процессами магистрали и непрерывно контролировать поток перемещаемой среды, предотвращать аварии, защищать систему от гидроударов.

Принцип работы клапана с электроприводом можно рассмотреть на примере двухходового фланцевого устройства. Оно имеет следующие рабочие функции:

Полноценное перекрытие проходного отверстия. Это блокирует перемещение транспортируемой среды.
Номинальный расход. В этом режиме фланцевый клапан получает электричество, приводя в движение рабочий элемент, тем самым обеспечивая подачу газа в нужном объеме.

Промежуточное положение, при котором перемещаемая среда ограничивается в размере 10–50% от номинального расхода. Система переходит в этот режим после того получения катушкой задвижки напряжения и активации вала регулирующего узла.

Монтаж регулирующего клапана

Для того чтобы электроприводной клапан работал исправно, требуется соблюдать следующие правила:

Монтаж изделия должен осуществляться точно в соответствии с технологической схемой, указанной в документации. Направление движение среды должно совпадать со стрелками на корпусе.
Установка клапанов возможна в вертикальном и горизонтальном положении. Но приводной механизм должен располагаться сверху.
Трубопроводы необходимо надежно зафиксировать во избежание вибрации при работе.

Не забудьте обеспечить свободный доступ к клапану для возможности его технического обслуживания и ремонта.

Классификация устройств по разным признакам

Регулирующие клапаны с электроприводом для пара, газа и жидкости различаются по способу фиксации на трубопроводе:

Сварной метод обеспечивает более высокую герметичность и надежность системы. Он применяется в случае транспортировки агрессивных веществ. Другое преимущество способа — изделия имеют меньший вес по сравнению с фланцевыми моделями. Недостаток — возможность монтажа только на стальных трубопроводах.
Фланцевый способ. В этом случае создается разъемное фланцевое соединение. Герметичность узла обеспечивается применением специальных уплотнений, а также надежной фиксации болтовым или шпилечным соединением. Материал изготовления и конструктивные особенности фланцев зависят от параметров транспортируемой среды, условий эксплуатации арматуры.

Преимущество фланцевого соединения трубы и регулирующего клапана — простота монтажа и демонтажа устройства при необходимости ремонта или технического обслуживания. Габариты фланцев выбираются в соответствии с ГОСТ 12815 (при давлении до 200 PN) и ГОСТ 9399 (при давлении более 200 PN).

По типу запорного механизма различают следующие типы регулирующих клапанов:

Золотниковые, оснащенные специальным элементом — золотником, который поворачивается на нужный угол с целью регулировки объема проходимой через клапан среды. Они используются на трубопроводах с небольшим давлением среды из-за недостаточной герметичности узлов.
Мембранные, у которых в конструкции имеется эластичная мембрана из резины или фторопласта. Такие изделия применяются в системах, транспортирующих агрессивные вещества. Плунжер в этом случае перемещается плавно, без резких движений и заеданий.
Седельные, позволяющие регулировать характеристики среды с помощью плунжера, чье положение изменяет пропускную возможность клапана. Они бывают одно- и двухседельными. Первые применяются на магистральных трубопроводах с малым условным проходом, вторые — на крупных трубопроводных линиях.

Седельный клапан

Перед началом работы важно проверить уплотнения клапана на отсутствие видимых дефектов, способных повлиять на параметры герметичности системы.

Третья классификация — сфера применения регулирующих клапанов, оснащенных электрическим приводом. Существует несколько модификаций устройств, предназначенных для разных типов сред и условий эксплуатации.

Изделия с воздушным клапаном

Такие устройства применяются в вентиляционных системах с проточным и вытяжным типом работы. Они предназначены для контроля подаваемой воздушной смеси. Наличие воздушного вентиля обеспечивает защиту от попадания дыма и газов в вентиляцию при возникновении пожара — требуется перекрыть клапан, чтобы продукты горения не распространились на всю систему.

Регулирующие воздушные клапаны монтируются в местах с ограниченным доступом, поэтому они дополнительно комплектуются электроприводом с целью удаленной автоматической регулировки параметров среды.

Газовый регулирующий фланцевый клапан

Подобные изделия используются для полного и герметичного перекрытия газопроводов. Устанавливаются как на технических, так и на магистральных линиях. В последнем случае применяются двухходовые и трехходовые газовые клапаны. Возможно использование устройств как с электро-, так и с пневмоприводом.

Огнезадерживающий фланцевый клапан

Такая модификация регулирующего клапана предназначена для установки в местах с высокой пожароопасностью. Их функция — предотвращение распространения горения. Они монтируются в вентиляционных каналах или стенных перекрытиях.

Двухходовые и трехходовые устройства

Данные клапаны активно применяются в системах централизованного и автоматического отопления, в вентиляциях, на тепловых пунктах и при проведении водопроводов. Двухходовые изделия позволяют ограничивать расход транспортируемой жидкости и смешивать ее в заданной пропорции. Трехходовые модели оснащены тремя патрубками, два из которых установлены на подачу или выдачу рабочей среды из клапана. Их предназначение — смешение или разделение потоков.

термостатический смесительный клапан, принцип работы распределительного вентиля в системе отопления, схема подключения с электроприводом на теплый пол, как работает, зачем нужен запорный клапан

Надежная система отопления в частном доме является залогом комфортного в нем пребывания и здоровья жильцов. Нередко одних только радиаторов недостаточно для обеспечения качественного обогрева. В таком случае потребители предпочитают укладывать нагревательные элементы под стяжку пола. В случае с водяным теплым полом необходим трехходовой клапан, который позволяет регулировать уровень нагрева радиаторов и труб под стяжкой. Далее в статье расскажем, как работает трехходовой клапан в системе отопления, из каких деталей он состоит и как его правильно установить.

Содержание:

Конструкция
Разновидности распределительных клапанов
Принцип работы в системе отопления — как работает устройство
Тонкости установки термостатического смесительного вентиля
Выбираем трехходовой клапан

Конструкция

По строению трехходовой клапан включает два двухходовых крана, совмещенные в едином корпусе. При этом они регулируют интенсивность потока теплоносителя, чтобы можно было влиять на температуру горячей воды в радиаторах и трубах теплого пола.

Термостатический смесительный клапан состоит из таких элементов:

металлический корпус;
стальной шарик или шток с запорной шайбой;
крепежные муфты.

Если клапан оборудован штоком, его можно подключить к электромеханическому приводу. Тогда управление потоком и температурой теплоносителя можно будет автоматизировать. Ручные клапаны обычно оснащают металлическими шариками. Принцип действия таких устройств напоминает работу кухонного смесителя.

Стоит отметить, что распределительный трехходовой клапан, корпус которого изготовлен из латуни, предпочтительнее, чем чугунный, поскольку он легче и заметно долговечнее.

Разновидности распределительных клапанов

Хотя назначение у всех клапанов одно и то же – распределять уровень нагрева теплоносителя в трубах, все-таки они отличаются по методам управления.

Различают такие виды устройств:

ручные;
с электрическим приводом;
с термоголовкой;
пневматические;
с гидравликой.

Для частного жилого дома предпочтительным будет трехходовой клапан для отопления с электроприводом. Изменения в характеристиках теплоносителя вносятся благодаря специальным датчикам, которые через контроллер передают команды на электрический привод.

Нужный эффект по распределению температуры происходит автоматически, вне зависимости от того, какое отопительное оборудование установлено в доме – твердотопливный, газовый или электрический котел.

Обратите внимание, что специалисты рекомендуют остановить свой выбор на запорном трехходовом клапане с автоматикой, поскольку им намного легче оперировать. Как вариант, если встроить регулируемый клапан в готовую систему отопления нет физической возможности, можно остановиться на устройствах с термоголовками.

Принцип работы в системе отопления — как работает устройство

Если говорить упрощенно, то принцип работы трехходового клапана состоит в перемешивании воды, нагретой до разной температуры. При этом достигается экономия топлива, а котел работает более эффективно и не подвергается излишним нагрузкам.

Пока вода циркулирует по трубам отопления, она постепенно остывает. Поэтому отвечая на вопрос, зачем нужен трехходовой клапан на отопление, скажем, что он позволяет разбавить холодную и горячую воду, чтобы она быстрее и легче нагревалась котлом повторно.

Кроме того, потоки горячей воды распределяются по системе, а чтобы не заниматься этим вручную, устанавливают электрический привод. Он в автоматическом режиме управляет потоками, контролируя степень нагрева теплоносителя. От того, насколько качественной будет данная деталь, зависит долговечность и эффективность работы отопительной системы. Читайте также: «Выбираем трехходовой клапан esbe для отопления и теплого пола – виды кранов эсбе, характеристики».

Стоит отметить, что благодаря встроенному в отопительную систему трехходовому вентилю можно сэкономить порядка 50 % топлива.

Тонкости установки термостатического смесительного вентиля

Трехходовой смесительный клапан можно монтировать в системы отопления с одним или несколькими контурами, поместив его в смесительном узле. Примечательно, что схема подключения трехходового клапана на теплый пол не будет меняться в зависимости от числа контуров (прочитайте: «Как работает трехходовой смесительный клапан для теплого пола, виды, применение»). Единственное различие в том, что система будет оснащена дополнительными деталями.

Дополнительные контуры нужны как раз для того, чтобы подсоединить к отоплению трубы теплого водяного пола. Обратите внимание, что по схеме подключения теплого пола с трехходовым клапаном, он монтируется перед насосом, нагнетающим давление. Это обязательное условие для качественного функционирования отопительной системы.

При выполнении работ по врезке важно проконтролировать, чтобы клапан не засорился шлаками или брызгами расплавленного металла, оставленными сварочным аппаратом. Кроме того, клапан должен быть съемным, чтобы его можно было проверить и, в случае необходимости, заменить.

Если вы не обладаете соответствующими навыками, лучше доверить врезку распределительного клапана профессионалам.

Выбираем трехходовой клапан

Перед тем, как установить трехходовой клапан на теплый пол, его нужно правильно подобрать с учетом особенностей отопительной системы.

Факторы, влияющие на выбор данного приспособления, таковы:

пропускная способность труб в отопительной системе;
число контуров;
материал внешнего корпуса клапана;
строение и принцип управления прибором;
сечение входного патрубка.

Что касается числа линий в отопительной системе дома, то в данном вопросе сложностей быть не должно. А вот все прочие факторы предполагают наличие у потребителя определенных технических знаний. Не имея представления об основных принципах термодинамики, сложно подобрать даже размер клапана. Поэтому чтобы не рисковать, рекомендуем проконсультироваться со специалистами, прежде чем приобретать какое-либо приспособление.

Поскольку трехходовой клапан, в сущности, является обычным краном с термостатической головкой, при наличии электропривода он может функционировать без вмешательства человека. При этом горячая вода циркулирует с такой интенсивностью, которая необходима для обеспечения необходимой температуры. Никакие дополнительные пульты управления для этого не нужны, а потребитель может не волноваться, что система отопления перегреется.

Принципиальная схема электрического трехходового регулирующего клапана

Без категории

Электрический трехходовой регулирующий клапан находит все более широкое применение благодаря высокой точности регулировки, стабильному и надежному действию, а также уникальным характеристикам одного клапана для многократного использования и используется во многих областях. Однако пользователи часто сталкиваются со многими проблемами в процессе фактического применения, что во многом связано со знанием и пониманием электрического трехходового регулирующего клапана! Поскольку трехходовой регулирующий клапан можно разделить на сужающийся клапан и расширяющий клапан в зависимости от конструкции, форма действия между ними различна!

Электрический трехходовой регулирующий клапан часто используется для регулировки двух сред теплообменников. Он может заменить два односедельных и двухседельных регулирующих клапана. Это также может сэкономить монтажные трубы, сэкономить инвестиции и занять небольшое пространство. При питании от источника питания он принимает унифицированный сигнал 0-10 мА постоянного тока или 4-20 мА постоянного тока для управления открытием клапана в соответствии с этим рабочим сигналом для достижения регулировки давления, расхода, уровня жидкости, температуры и других промышленных параметров.

Конструктивные особенности электрического трехходового регулирующего клапана:

1. При работе шунтирующего регулирующего клапана электрического трехходового регулирующего клапана один проход полностью закрыт, а другой проход полностью открыт. позиция. В закрытом состоянии сила аналогична силе односедельного клапана.
2. Электрический трехходовой регулирующий клапан модифицирован из односедельных и двухседельных клапанов и использует сам сердечник клапана для направления.
3. Из-за небольшой неуравновешенной силы малого диаметра, когда DN<80, регулирующий клапан слияния может использоваться для отводящих случаев.
4. Золотник электрического трехходового регулирующего клапана такой же, как втулка золотникового клапана, а его дроссельная область имеет два вида окон и небольших отверстий. Последний имеет функцию уменьшения шума и уменьшения резонанса.

Принцип работы электрического трехходового регулирующего клапана:

Корпус клапана электрического трехходового регулирующего клапана представляет собой трехходовую конструкцию, то есть один вход и два выхода (раздельного типа) ), два входа и один выход (комбинированный тип). Комбинированный тип используется для смешивания двух жидкостей с третьей жидкостью или двух одинаковых жидкостей с разными температурами, которые смешиваются с жидкостями с одинаковой температурой. Тип разделения предназначен для разделения жидкости на две жидкости.

Клапан регулирующий трехходовой электрический имеет 3 входа и выхода, соединенных с трубопроводом, что эквивалентно двум односедельным клапанам, объединенным в одном корпусе. По форме действия он делится на трехходовой регулирующий клапан слияния и трехходовой раздельный регулирующий клапан.

Регулирующий клапан слияния имеет два входа и один выход. Принцип заключается в том, что через клапан смешиваются две жидкости. Например, две жидкости с разными температурами проходят через клапан, чтобы смешать жидкости с температурой между первыми двумя. Шунтовой регулирующий клапан имеет один вход и два выхода, которые делят жидкость на два пути после прохождения через клапан. Когда клапан закрывает один выход, он открывает другой выход.

Двухходовые регулирующие клапаны — трубопровод

1 Клапаны управления

1.1 Стили и принципы работы

Регулирующий клапан, возможно, является наиболее важным компонентом системы распределения жидкости, поскольку он регулирует подачу жидкости в контролируемый процесс. В системах HVAC регулирующие клапаны в основном используются для управления потоком охлажденной воды, горячей воды и воды конденсатора, что является предметом этого раздела. Контроль других жидкостей, включая пар, хладагенты, газы и масло, аналогичен во многих аспектах, но конкретно здесь не рассматривается, поскольку они предъявляют особые требования к конструкции, включая вопросы безопасности и совместимости материалов.

Регулирующие клапаны могут быть двухходовыми (одна входная труба и одна выходная труба), которые действуют как переменное сопротивление потоку, или трехходовыми (две входные трубы и одна выходная для смесительных клапанов – одна входная труба и две выходных для отводящих клапаны), как показано на Рисунок 1 . Трехходовые клапаны могут быть как смесительными (два потока сливаются в один), так и отводящими (один поток разбивается на два), как показано на рисунке. Во всех трех показанных конфигурациях клапаны модулируют поток через охлаждающий или нагревательный змеевик для изменения производительности змеевика.

Рис. 1. Простые схемы двухходового и трехходового клапанов

В двухходовой конфигурации поток через циркуляционную систему является переменным. В трехходовых конфигурациях расход остается относительно постоянным в контуре, включающем насос, и изменяется в контуре, содержащем змеевик. Это хорошо работает для систем, в которых подача тепла, как правило, через котел, или подача холода, как правило, через чиллер, требует постоянного расхода. В других системах может быть важен постоянный поток в змеевике, возможно, для предотвращения замерзания. В этом случае насос может находиться в контуре змеевика.

Регулирующие клапаны обычно бывают трех типов: шаровые, дроссельные и шаровые. Клапан шарового типа был наиболее распространенным в течение многих лет, но шаровые краны с особыми характеристиками становятся очень популярными и начинают занимать значительную часть рабочего рынка. Размером менее 2 дюймов они обычно имеют пот (паяные) или резьбовые соединения, а размером более 2 дюймов обычно фланцевые.

На рис. 2 показан типичный двухходовой односедельный регулирующий клапан шарового типа. Он состоит из корпуса, одинарного седла и заглушки. Пробка соединена со штоком, который, в свою очередь, соединен с приводом, также называемым приводом или двигателем. Перемещение штока вверх и вниз регулирует поток. Полное отключение достигается, когда плунжер плотно прилегает к седлу.

Рисунок 2. Двухходовой шаровой односедельный клапан (поток жидкости слева направо) важно, чтобы были предусмотрены штуцеры или что-то подобное, чтобы клапан можно было легко снять для ремонта или замены. Убедитесь, что направление потока соответствует стрелке на корпусе клапана. Должны быть предусмотрены сервисные (ручные) клапаны для изоляции отдельных регулирующих клапанов или трубопроводных подсистем.

Привод, подпружиненный для подъема штока клапана при отключении питания, в сочетании с шаровым клапаном, показанным на рис. 2 , создаст нормально открытый узел клапана. Клапан открыт при отключении питания от привода.

На рис. 3 показан шаровой клапан, который закрывается штоком вверх. Использование этого привода с клапаном в Рисунок 3-3 создало бы нормально закрытый клапан в сборе, поскольку клапан закрывается при отключении питания от привода. В обоих случаях шток должен двигаться против потока жидкости, чтобы закрыть клапан. Обычно желательны нормально открытые клапаны, если они доступны, так как они всегда не могут открыться, и, если требуется закрытие, тогда ручные клапаны могут быть закрыты/закрыты, чтобы ограничить поток до тех пор, пока не будет произведен ремонт.

Рисунок 3. Нормально закрытый проходной двухходовой клапан

Цифры показывают, что поток через клапан должен проходить в направлении, указанном стрелкой. На корпусе всех регулирующих клапанов будет отлита стрелка, указывающая направление потока. Причина этого в следующем: в любом соединении между двигателем и штоком клапана будет некоторая слабина, небольшое свободное движение штока клапана. Когда поток происходит в правильном направлении, скоростное давление жидкости и перепад давления жидкости на клапане будут стремиться открыть клапан. Поэтому мотор должен плотно давить, чтобы закрыть его, принимая любое свободное движение. Если поток имеет место в неправильном направлении, скоростное давление имеет тенденцию закрывать клапан (нажимая на верхнюю часть плунжера клапана в Рисунок 2 ). Когда клапан дросселируется в направлении своего закрытого положения, давления может быть достаточно, чтобы толкнуть плунжер в закрытое положение, воспользовавшись свободным движением или провисанием штока клапана. Когда это происходит, поток прекращается, затем скоростная составляющая давления исчезает, и свободное движение позволяет клапану приоткрыться. Начинается течение, снова появляется составляющая скорости, и цикл повторяется бесконечно. Каждый раз, когда поток останавливается и начинается, сила инерции жидкости в трубе вызывает удар, известный как гидравлический удар . Помимо того, что это шумно и раздражает, это может привести к выходу из строя системы трубопроводов. Поэтому важно никогда не устанавливать регулирующий клапан задом наперед.

На рис. 4 показан двухседельный клапан, также называемый сбалансированным клапаном. Как следует из названия, он имеет две заглушки и седла, расположенные таким образом, что перепад давления жидкости уравновешивается, и приводу не приходится бороться с перепадом давления, чтобы закрыть клапан, как это происходит в односедельных клапанах, показанных на рисунке 9.0041 Рисунок 2 . Это уменьшает размер привода. Но клапан по своей сути не может обеспечить герметичность. Это снижает его применимость к системам HVAC, где обычно требуется плотное отключение для минимизации затрат на энергию (для предотвращения утечек и одновременного нагрева и охлаждения).

Рис. 4. Двухседельный двухходовой шаровой клапан

Клапан регулирующий шаровой модулирующий изготавливается с двумя основными типами плунжеров: линейным (V-образным) плунжером (см. рис. 5 ) и равнопроцентным плунжером (см. Рисунок 6 ). У многих производителей есть вариации этих двух конструкций (называемые модифицированными линейными или модифицированными равнопроцентными), характеристики которых обычно аналогичны описанным здесь.

Рис. 5. Линейный (V-образный) плунжер клапана

Рис. 6. Заглушка равнопроцентного клапана

Плоская заглушка (см. Рисунок 7 ) иногда используется для двухпозиционного режима быстрого открывания.

Рис. 7. Быстрооткрывающаяся (плоская) заглушка клапана

График в На рис. 8 показано отношение процентного расхода к процентному подъему плунжера для каждого типа плунжера при условии постоянного перепада давления на клапане. Подъем плунжера определяется как ноль при закрытом клапане и до 100 %, когда клапан открыт до точки, за которой не происходит увеличения потока. Плоский плунжер обеспечивает около 60% полного потока при открытии только на 20%. Таким образом, он подходит только для двухпозиционного управления.

Рисунок 8. Характеристики регулирующего клапана

Характеристики регулирующего клапана — это комплексное исследование того, какие характеристики требуются от системы ОВКВ и ее змеевика, а также того, как клапан спроектирован для работы и функционирования. Правильный выбор этих характеристик может дать правильно комбинированный регулирующий клапан для его применения. Очень простой пример этого изображен на Рисунок 9 .

Рисунок 9. Сочетание характеристик змеевика и регулирующего клапана

Как показано на Рисунок 10 , линейная пробка имеет по существу линейную характеристику, в то время как равнопроцентная пробка имеет такую форму, что приращение потока представляет собой экспоненциальную функцию приращения подъемной силы. Это означает, что когда клапан почти закрыт, для небольшого изменения расхода требуется большое процентное изменение высоты подъема.

Рис. 10. Типичные характеристики клапана при постоянном перепаде давления

Когда пробка достигает своего последнего крошечного шага закрытия до полного закрытия, поток очень быстро падает. Этот минимальный расход непосредственно перед закрытием зависит от физической конструкции клапана, плунжера и седла. Отношение минимального расхода к максимальному расходу при одном и том же перепаде давления на клапане называется диапазоном возможностей или динамическим диапазоном. Для типичного регулирующего клапана HVAC это соотношение будет примерно 20:1, что эквивалентно 5% расходу, когда клапан едва открывается. Обычно этого достаточно для работы по управлению HVAC. Доступны клапаны с большим передаточным отношением, но они дороже.

На рисунке 11 показан дроссельный клапан, который представляет собой круглый диск, вращающийся внутри корпуса клапана для регулирования потока. Хотя дроссельные заслонки не всегда подходят для регулирующего режима (как обсуждается в следующем разделе), они могут использоваться для отсечных, балансировочных, двухпозиционных и трехходовых режимов. Дроссельный клапан имеет характеристику, которая находится между равнопроцентной и линейной характеристикой плунжера, см. Рисунок 10 , в то время как шаровой кран имеет почти линейную характеристику. В разных приложениях требуются разные характеристики потока.

Рис. 11. Поворотный затвор

Шаровой кран (в основном это просверленный шар, который вращается в корпусе клапана) показан на рисунках 12 и 13 . Шаровые краны в основном используются в качестве запорных и балансировочных клапанов в небольших трубопроводных системах (номинальный размер трубы 2 дюйма и меньше ), но в последнее время они были адаптированы для приложений автоматического управления, в первую очередь для небольших змеевиков, таких как змеевики повторного нагрева. Шаровые краны без соответствующей заглушки не должны использоваться для регулирования больших потоков; обычно сопротивление в открытом состоянии слишком низкое, что позволяет использовать клапан гораздо меньшего размера по отношению к трубе, а его управление нестабильно.

Рис. 12. Компоновка шарового клапана

Рис. 13. Характерный шаровой кран

Шаровые краны

с «характеристическим плунжером» могут использоваться в некоторых типичных системах управления ОВКВ, как показано на Рис. 13 .

Характеристики потока этих стандартных шаровых кранов и заглушек с характеристиками показаны на Рис. 14 .

Рис. 14. Шаровой клапан

Все три рассмотренных типа клапанов – проходной, дисковый и шаровой – требуют привода с приводом. Привод шарового клапана перемещает шток клапана внутрь и наружу, как показано на 9.0041 Рисунок 15 . Приводы для шаровых и поворотных затворов должны вращать шток клапана с помощью привода, как показано на , рис. 16 .

Рис. 15. Приводы клапанов — перемещение штока вверх и вниз

Рис. 16. Привод клапана — поворотный (предоставлено Honeywell)

Использование двухходовых клапанов дает ряд преимуществ по сравнению с трехходовыми клапанами, в том числе:

Клапан дешевле купить и установить. Это частично компенсируется тем, что приводы обычно стоят дороже из-за более высокого перепада давления на клапане.

Двухходовые клапаны обеспечивают переменный расход, что снижает энергию перекачки. Это особенно верно, когда на насосах используются приводы с регулируемой скоростью.

Потери тепла в трубопроводе, а также энергия насоса можно уменьшить за счет использования клапана для перекрытия потока в неактивные змеевики при обслуживании активных змеевиков; это преимущество, когда центральный завод обслуживает множество рулонов, работающих по разным графикам.

Разнообразие нагрузки может быть принято во внимание при определении размеров насосных и распределительных систем, что потенциально снижает их стоимость.

В большинстве приложений потребность в балансировке потоков системы снижается или устраняется. Поскольку клапаны будут использовать столько охлажденной или горячей воды, сколько требуется для нагрузки, система двухходового клапана является самобалансирующейся при нормальных условиях эксплуатации. С трехходовыми клапанами поток проходит через контур все время (либо через змеевик, либо через байпас), поэтому поток должен быть сбалансирован, чтобы обеспечить подачу требуемого потока в каждый змеевик.

С другой стороны, использование двухходовых клапанов может иметь недостатки:

Некоторые чиллеры и бойлеры не могут работать в широком диапазоне скоростей потока. Использование трехходовых клапанов вместо двухходовых является одним из способов решения этой проблемы. (Двухходовые клапаны по-прежнему могут использоваться на змеевиках, но должны быть предусмотрены некоторые другие средства для поддержания потока через оборудование, такие как байпас, приводимый в действие давлением, частотно-регулируемый привод или первичная/вторичная насосная система. См. Справочник ASHRAE — Системы и оборудование HVAC и другие источники для получения дополнительной информации об этих альтернативных конструкциях.)

Двухходовые клапаны вызывают увеличение перепада давления на регулирующих клапанах, особенно когда насосы не регулируются.

РубрикаДом