Трехходовой клапан для вентиляции: Трёхходовой клапан

Содержание

Трёхходовой клапан

Это основной элемент смесительного узла. Трёхходовой – так как имеет три канала для протока жидкости (теплоносителя). Его главная задача – обеспечить требуемую теплопроизводительность калорифера для поддержания заданных значений и диапазонов температур: приточного воздуха и обратной воды.

От теплового пункта к вентустановке подаётся теплоноситель определенной температуры, в зависимости от температуры на улице. Если подавать её без изменений в калорифер, мы получим максимальную его производительность и максимальный расход теплоносителя. Обычно работать в максимальных режимах не требуется. Да и расход теплоносителя на каждую установку ограничивается возможностями теплового пункта.

Как регулировать. Можно, конечно, регулировать количественно, перекрывая подачу простым, так называемым, двухходовым клапаном. Однако, в таком случае, есть сложности с регулированием, да и само применение двухходового клапана возможно только до определенной мощности калорифера. Удобнее регулировать трёхходовым. В этом случае на калорифер подаётся постоянное количество теплоносителя, температуру которого мы меняем так, как нам нужно. Управление температурой подаваемого теплоносителя происходит путём подмешивания обратной, охлаждённой, воды в прямую. Как мы регулируем температуру воды из домашнего крана, если у вас центральная подача, а не газовая колонка – включаем горячую и холодную, смешивая их в некой пропорции, обеспечивая комфортную температуру. Так и трёхходовой, только в нём два крана объединены в один сразу, нет двух вентилей на каждом канале подачи, а есть одно запорное устройство хитрой формы, которое обеспечивает требуемое смешивание.

Клапаны могут быть седельные и шаровые (чаще именуются поворотными, однако в тексте далее будет только наименование «шаровый»). Отличаются конструкцией. Отличаются сильно. Седельные имеют преимущество, так как со временем шаровый кран получает износ, внутренние зазоры увеличиваются, и он начинает пропускать воду даже в закрытом состоянии. Эта протечка, конечно, позволяет эксплуатировать установку дальше, но снижает качество регулирования. Седельные в этом плане имеют большую надежность и лучшее качество регулирования.

Ниже посмотрим шаровый трёхходовой клапан на примере клапана 3D40-31M1.

Рисунок 1 – Клапан 3D40-31M1, вид сверху.

Рисунок 2 – Клапан 3D40-31M1, открыт проток из канала 1 в канал 2, канал 3 закрыт, вид со стороны канала 1.

Рисунок 3 – Клапан 3D40-31M1, открыт проток из канала 1 в канал 2, канал 3 закрыт, вид со стороны закрытого канала 3.

Рисунок 4 – Клапан 3D40-31M1, открыт проток из канала 1 в канал 3, канал 2 закрыт, вид со стороны открытого канала 1.

Рисунок 5 – Клапан 3D40-31M1, открыт проток из канала 1 в канал 3, канал 2 закрыт, вид со стороны закрытого канала 2.

Рисунок 6 – Клапан 3D40-31M1, открыт проток из канала 1 в канал 3, канал 2 закрыт, вид со стороны открытого канала 3.

Рисунок 7 – Клапан 3D40-31M1, вид со снятой регулировочной ручкой.

Рисунок 8 – Продолжаем разбирать клапан.

Рисунок 9 – Клапан 3D40-31M1 в разборе.

Обратите внимание на управляющий элемент. Вал, к которому крепится привод, или рукоятка для вращения, имеет срез. По этому срезу удобно определить, в каком положении сейчас клапан. Канал, который напротив этого среза в настоящий момент закрыт. Это важно при установке клапана, чтобы автоматика работала верно. Когда устанавливаете привод на клапан, проверьте, в каком он сейчас положении. Устанавливая привод, проверьте, что его состояние соответствует состоянию клапана, например:

управление приводом – 0-10В;

в выключенном состоянии на приводе естественным образом 0В;

клапан при 0В на приводе должен пускать весь теплоноситель через «малый круг», как показано на рисунке 10.

Рисунок 10 – Клапан закрыт, теплоноситель идёт (циркулирует) по малому кругу.

На рисунке 10 показана крайняя ситуация, когда догрев воздуха не требуется, воздух, который поступает с улицы, соответствует заданным параметрам температуры. Теплоноситель идёт по малому кругу, то есть перекрыт канал для выхода обратной воды в магистраль, соответственно не может поступить и прямая вода. Какой то подмес за счёт неплотностей будет, как и поступление тепла от прямой воды за счёт диффузии и пр., но это не сильно значительно. Хотя, со временем шаровые клапаны начинают пропускать воду, из-за износа он может не обеспечивать полноценного перекрытия канала 1 и получается, что прямая вода всё-равно будет замещать просачивающуюся через неплотности в клапане обратную.

Для показанного на рисунке 10 случая привод должен находится в крайнем, минимальном положении.

Далее надо проверить, что привод будет вращаться в нужном направлении. В нашем случае, чтобы калорифер начал отдавать тепло воздуху, надо, чтобы через него шла нагретая вода. Возьмём опять крайнюю ситуацию, когда через калорифер идёт максимально возможное количество теплоносителя. Для этого требуется перекрыть канал 3 и открыть каналы 1 и 2, как показано на рисунке 11.

Рисунок 11 – Клапан открыт, теплоноситель идёт (циркулирует) по большому кругу.

Показанный на рисунке 11 случай соответствует максимальному сигналу на приводе клапана, то есть 10В. А также мы видим, что привод должен вращаться против часовой. Обычно привод для трёхходового шарового клапана имеет ход как раз 90^o.

Показанные случаи – крайние, чаще привод имеет какое-то среднее положение, когда ни один из каналов не закрыт полностью, обеспечивая требуемое смешивание прямой и обратной воды. Крайние же случаи удобны для правильной установки клапана и привода. И, естественно, не забываем смотреть и читать прилагаемые к оборудованию инструкции.

Рисунок 12 – Выдержки из инструкции к клапану.

Как видим из рисунка 12, в инструкции к клапану есть много полезной информации: как правильно устанавливать привод, как работает клапан, чем можно регулировать, кроме электромеханического привода и пр.

Трехходовые клапаны для вентиляции | OZONAIR.RU

Трехходовые клапаны для вентиляции | OZONAIR. RU

Трехходовые клапаны

Узнайте больше о трехходовых клапанах HVAC

В отрасли HVAC используются трехходовые клапаны двух типов: смесительные клапаны и отводные клапаны. Во избежание недоразумений, связанных с терминологией, мы будем считать, что смесительные клапаны имеют два входа и один выход, а отводные клапаны имеют один вход и два выхода.

Рисунок 1.

Многие называют все трехходовые клапаны смесительными клапанами. Трехходовые клапаны также могут называться перепускными клапанами, клапанами постоянного расхода и многими другими терминами.

Примечание. Неправильное использование одного элемента вместо другого может привести к вибрации, гидравлическому удару, вибрации и повреждению системы.

Смесительные клапаны чаще используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Смесительные клапаны являются хорошими регулирующими клапанами, хотя их можно использовать как двухпозиционные клапаны, передавая полный поток от одного или другого входа к общему выходу.

Клапаны отводные обычно используются как двухпозиционные. Поток полностью отклоняется либо в ту, либо в другую сторону. Вообще говоря, отводные клапаны не являются хорошими регулирующими клапанами, хотя некоторые производители клапанов вставляют характерные заглушки в трехходовые отводные клапаны, чтобы их можно было использовать для регулирования. Производители клапанов обычно указывают в своих каталогах, предназначен ли клапан для смешивания или отвода.

После того, как было принято решение о том, с каким трехходовым клапаном вы имеете дело, смесительным или отводящим, регулирующим или двухпозиционным, выбор должен происходить так же, как и с двухходовыми клапанами. Найдите коэффициент CV. Как и прежде, вам нужно знать полный расход и DP.

Трехходовые клапаны используются во многих закрытых системах. Примеры:

1. Изменение температуры потока

2. Изменение объема потока

3. Первичные/вторичные насосные системы

4. Двух/четырехтрубные распределительные системы

Не существует «эмпирических» способов определения расхода или доступного давления для трехходового клапана. Для определения расхода трехходового клапана необходимо знать все технические характеристики.

Рис. 2.

На рис. 2 показан трехходовой клапан, изменяющий температуру потока. Обратите внимание, что количество воды в системе (показанной здесь как змеевик) не меняется. В этом случае желателен низкий DP. Используйте 20% доступного давления. В этом примере доступно 20 фунтов на квадратный дюйм. 4 фунта на квадратный дюйм будет DP для поиска CV.

Рисунок 3.

На рисунке 3 мы изменяем количество потока через змеевик. В этом случае желателен высокий перепад давления на клапане. Используйте 50 % доступного давления, минимум 5 фунтов на квадратный дюйм, если это возможно. В примере доступно 18 фунтов на квадратный дюйм, поэтому 9 фунтов на квадратный дюйм — это перепад давления, используемый для поиска CV. Если доступное давление упало ниже 10 фунтов на квадратный дюйм, скажем, 8 фунтов на квадратный дюйм, используйте 5 фунтов на квадратный дюйм в качестве DP.

Как и в случае двухходовых клапанов, если выбранный трехходовой клапан меньше размера линии, не забывайте о коэффициенте FP. Измените размер клапана, применяя коэффициент FP, чтобы найти новый CV.

Для трехходовых клапанов, используемых в режимах холодная вода-горячая вода, переключения лето-зима, смесительных двухпозиционных или отводящих клапанов, используйте клапан размера линии. Это приложение с низким DP. Желателен полный сток.

Чтобы определить статическое давление, на которое должен быть рассчитан клапан, используется следующая формула:

Номинальное статическое давление (в фунтах на кв. дюйм изб.) = [(HFP + HT) + (HP — HF)] / 2,31

Где HFP = давление наполнения в нижней точке системы в футах водяного столба.

HT = Расстояние от клапана до нижней точки системы.

л.с. = общий напор насоса в футах водяного столба.

And HF = потери на трение в трубопроводе между клапаном и насосом в футах водяного столба.

К сожалению, не вся информация может быть известна для определения номинального статического напора (SHPR). Метод может быть использован для определения аппроксимации SHPR. Возьмите давление наполнения и добавьте давление напора самого большого насоса в системе. Убедитесь, что номинальное статическое давление корпуса клапана равно или превышает эту сумму. Вам нужны эти две части информации.

Номинальные значения давления закрытия для трехходовых клапанов в замкнутом контуре должны быть равны или превышать общую разницу давлений, которая может возникнуть на любом из портов, когда этот порт закрыт.

Рисунок 4.

На рисунке 4 максимальное давление, при котором клапан должен закрыться, будет равно сумме перепадов давления в змеевике, патрубках насоса змеевика и клапане с полным потоком из Б к АБ. Это связано с тем, что при отсутствии потока через байпас от X к A давления в точках X и A одинаковы. Максимальный перепад давления, при котором клапан должен закрыться, равен только перепаду давления от X до того контура (A или B), который имеет наибольшее сопротивление максимальному потоку плюс падение давления на клапане.

Рисунок 5.

На рисунке 5 ситуация такая же. Клапан должен закрываться при максимальном перепаде давления от X до AB. К сожалению, в реальном мире размеров клапанов практически никогда не известно значение перепада давления, необходимого для проверки давления закрытия трехходового клапана. Обычно, можно даже сказать, к счастью, клапан, выбранный по расходу и перепаду давления, будет иметь достаточно высокие значения закрытия, чтобы работать.

Трехходовые клапаны, используемые на градирнях, создают особые проблемы. Мы имеем дело уже не с замкнутыми циклами, а с открытыми циклами. Системы с открытым контуром — это системы, открытые для атмосферы в некоторой части системы.

Если конденсатор находится на том же уровне или выше градирни, рекомендуется использовать трехходовой отводной клапан в байпасной секции. Трехходовой смесительный клапан не рекомендуется использовать в точке А, так как он будет находиться на стороне всасывания насоса и будет создавать условия вакуума, а не поддерживать атмосферное давление. См. Рисунок 6.

Рисунок 6.

Когда конденсатор находится ниже уровня градирни, рекомендуется использовать байпас с помощью двухходового клапана.

DP от A до B при полном расходе должен равняться напору C-D. См. рис. 7.

Рисунок 7.

Характеристика этого ресурса?:

Трехходовые регулирующие клапаны — гидравлика и трубопроводы

4,8

(992)

Трехходовые клапаны обеспечивают несколько постоянный расход через змеевик при сохранении постоянного потока через змеевик течь в системе.

Смесительно-отводные трехходовые клапаны показаны на рис. 1 . В смесительном клапане два входящих потока объединяются в один выходящий поток. В отводном клапане происходит обратное. Выходной порт смесительного клапана и входной порт на отводном клапане называются общим портом, обычно обозначаемым буквой C (для общего), или иногда AB.

Рис. 1. Конфигурации смесительного (слева) и отводящего (справа) клапанов

На Рисунок 2 нижний порт смесительного клапана показан нормально открытым к общему порту COM. (открыты к общему, когда стебель поднят).

Рисунок 2. Трехходовой смесительный клапан

Этот порт обычно помечен как NO (нормально открытый), хотя иногда он помечен как B (нижний порт). Другой порт обычно закрыт на общий и обычно обозначается NC (нормально закрытый), хотя иногда он обозначается A или U (верхний порт). Общий выход обычно маркируется COM или OUT. Отводной клапан имеет аналогичную маркировку.

На Рисунок 3 общий порт отводного клапана показан в том же месте, что и на смесительном клапане, сбоку.

Рисунок 3. Трехходовой отводной клапан

У некоторых производителей клапан может быть сконструирован таким образом, что общий порт является нижним портом, а вода выходит слева и справа. Обратите внимание, что, как и в двухходовых клапанах, заглушки как смесительного, так и отводного клапанов расположены таким образом, чтобы избежать гидравлического удара (т. е. поток проходит под седлом клапана). Поэтому важно, чтобы клапан был правильно подключен к трубопроводу и имел бирку с указанием направления потока, а смесительный клапан нельзя использовать для отвода потока или наоборот.

Смесительные клапаны дешевле, чем отводные клапаны, поэтому они более распространены. В большинстве случаев, когда желательны трехходовые клапаны, они располагаются в смесительной конфигурации, но иногда требуется отводной клапан.

Более распространенное использование смесительных клапанов по сравнению с отводными клапанами, по-видимому, является причиной того, что двухходовые клапаны традиционно размещаются на обратной стороне змеевиков (куда должен идти смесительный клапан), а не на стороне подачи (где должен быть отводной клапан). ). С функциональной точки зрения это составляет 9 0072 без разницы на какой стороне катушки расположен двухходовой клапан. Двухходовые клапаны, расположенные на обратной стороне трубопровода змеевика, будут поддерживать давление нагнетания насоса в водяных змеевиках, чтобы обеспечить вентиляцию воздуха из обратного коллектора змеевика. Кроме того, жидкость, проходящая через клапан на обратной стороне, смягчается за счет потери/притока тепла через змеевик.

На рис. 4 показаны две типовые схемы трехходовых смесительных клапанов.

Рис. 4. Типовое расположение трехходовых смесительных клапанов

Обратите внимание на маркировку портов клапана; важно, чтобы схемы управления были помечены таким образом, чтобы убедиться, что клапан подключен к трубопроводу в нужной конфигурации, чтобы он не мог занять правильное положение и правильно реагировать на управляющее действие контроллера. Общий порт ориентирован так, что поток всегда возвращается к раздаче. В примере в верхней части Рисунок 4 клапан нормально закрыт для потока через змеевик. Если требуется нормально открытое расположение, метки портов на схеме можно просто поменять местами (метка NO будет отображаться на возврате клапана). Однако, поскольку нормально открытый порт на реальном трехходовом смесительном клапане находится внизу, простое изменение маркировки на схеме приводит к ошибкам в полевых условиях. Схему лучше переставить, как показано внизу Рисунок 4 , чтобы порт NO был показан в правильном положении.

Обратите внимание на балансировочный клапан, показанный на байпасной линии теплообменника . Рисунок 4 . Хотя этот клапан обычно не является частью системы управления (и, как таковой, он обычно не показан на схемах управления), он, тем не менее, необходим для правильной работы водораспределительной системы , если только падение давления в змеевике не очень низкое. Клапан должен быть сбалансирован, чтобы соответствовать перепаду давления в змеевике, чтобы, когда клапан находится в положении байпаса, перепад давления был аналогичен пути через змеевик. Без клапана происходит короткое замыкание жидкости, и перепад давления между подачей и обраткой в системе упадет, что может привести к голоданию других змеевиков в системе, которым требуется более высокий перепад давления.

Пробки в трехходовых клапанах доступны в тех же стилях, что и двухходовые клапаны, обычно линейные и равнопроцентные. Однако не все производители выпускают оба фасона во всех размерах, поэтому у дизайнера не всегда есть гибкость в выборе в рамках линейки одного производителя. В некоторых редких случаях клапаны изготавливаются с двумя разными типами заглушек, что позволяет клапану вести себя линейно для одного порта и равнопроцентно для другого. Отводные клапаны, по-видимому, доступны в основном с равнопроцентными заглушками. Выбор стиля штекера обсуждается в следующем разделе.

Хотя трехходовые клапаны чаще всего используются там, где требуется постоянный поток жидкости, в действительности они не обеспечивают постоянного потока независимо от выбранного типа плунжера. Как отмечалось выше, балансировочный клапан можно использовать для обеспечения того, чтобы поток был одинаковым, когда поток на 100 % проходит либо через змеевик, либо через байпас. Однако, когда клапан находится между этими двумя крайностями, расход всегда будет увеличиваться с линейной пробкой и, в меньшей степени, с равнопроцентной пробкой. Причина этого станет очевидной, когда мы рассмотрим, как выбираются размеры и размеры клапанов в следующем разделе.

Перед выбором и определением размера нам необходимо рассмотреть еще одну поведенческую характеристику регулирующих клапанов. Модулирующие регулирующие клапаны имеют внутреннюю рабочую характеристику, называемую «фактором диапазона». Коэффициент дальности действия регулирующего клапана представляет собой отношение максимального расхода к минимальному регулируемому расходу. Эта характеристика измеряется в лабораторных условиях только с постоянным дифференциалом, приложенным к клапану. Коэффициент дальности действия 10:1 указывает на то, что 9Только клапан 0072 может регулировать минимальный расход 10%.

Установленная способность одного и того же клапана регулировать малые потоки называется «диапазоном регулирования». В реальной системе давление на клапане не остается постоянным. Обычно, когда клапан закрывается, перепад давления на клапане повышается. Отношение перепада давления, когда клапан полностью открыт, к тому, когда он почти закрыт, называется его «авторитетом». Если бы давление оставалось прежним, власть была бы P / P = 1. Однако, если бы давление увеличилось в четыре раза, авторитет был бы ¼ = 0,25. Коэффициент поворота клапана рассчитывается путем умножения собственного коэффициента способности диапазона на квадратный корень авторитета клапана. Следовательно, клапан с приличным диапазоном (скажем, 20:1), но плохим авторитетом (скажем, 0,2) не будет иметь хороших возможностей для регулирования до низких расходов (диапазон 20•√0,2 = 9:1) и может быть только в состоянии обеспечить «включено-выключено» управление значительной частью своего диапазона расхода.

Многие регулирующие клапаны ОВКВ шарового типа не имеют коэффициента способности большого диапазона; крупный производитель перечисляет значения от 6,5: 1 до 25: 1 для своего диапазона шаровых клапанов от ½ дюйма до 6 дюймов. Однако наиболее характерные шаровые регулирующие клапаны имеют очень высокий коэффициент диапазона (обычно > 150:1).

Насколько полезен был этот пост?

Нажмите на звездочку, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.8 / 5. Количество голосов: 992

Голосов пока нет! Будьте первым, кто оценит этот пост.

Трёхходовой клапан

Трехходовые клапаны для вентиляции | OZONAIR.RU

Узнайте больше о трехходовых клапанах HVAC

Трехходовые регулирующие клапаны — гидравлика и трубопроводы

Добавить комментарий Отменить ответ