Зональный клапан
 | В этой статье есть несколько проблем. Помогите улучшить ее или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
Зональный клапан — это особый тип клапана, используемый для управления потоком воды или пара в гидравлической системе отопления или охлаждения.
В интересах повышения эффективности и комфорта жильцов такие системы обычно делятся на несколько зон. [1] Например, в доме основной этаж может обслуживаться одной зоной отопления, а спальни наверху — другой. Таким образом, тепло может направляться в основном на основной этаж днем и в основном в спальни ночью, позволяя неиспользуемым помещениям охлаждаться.
Такое зонирование может быть осуществлено одним из двух способов:
- Несколько циркуляционных насосов , или
- Один циркуляционный насос и зонные клапаны.
Конструкция и принцип работы зонного клапана
Зональные клапаны, используемые в домашних гидравлических системах, обычно имеют электрический привод. В крупных коммерческих установках вместо них может использоваться вакуум или сжатый воздух . В любом случае двигатель обычно подключается к водяному клапану через механическое соединение.
Для электрических зональных клапанов двигатель часто представляет собой небольшой синхронный двигатель с экранированными полюсами , объединенный с поворотным переключателем, который может отключать двигатель в любой из двух точек остановки («клапан открыт» или «клапан закрыт»). Таким образом, подача питания на клемму «открытый клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не откроется, а подача питания на клемму «закрытый клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не закроется. Двигатель обычно питается от того же источника питания переменного тока 24 В , который используется для остальной части системы управления. Это позволяет напрямую управлять зональными клапанами с помощью низковольтных термостатов и подключать их с помощью низковольтной проводки. Этот тип клапана требует использования термостата SPDT или реле .
Более простой вариант моторизованной конструкции не имеет переключателя, который определяет положение клапана. Двигатель просто приводится в действие до тех пор, пока клапан не упрется в механический упор, который остановит двигатель. В альтернативной конструкции двигатель продолжает вращаться, в то время как фрикционная муфта позволяет клапану прижиматься к механическому упору. Обычно клапан остается открытым, пока подается питание, и сильная пружина закрывает его при отключении питания. Эта более простая конструкция потребляет электроэнергию всякий раз, когда клапан открыт. Нет обратной связи для проверки состояния клапана, который, как предполагается, выполняет то, что было задано.
Зональные клапаны также могут быть сконструированы с использованием восковых двигателей и пружинно-возвратного механизма. В этом случае клапан обычно закрыт силой пружины, но может быть открыт силой воскового двигателя. Отключение электроэнергии снова закрывает клапан. Этот тип зонального клапана работает с совершенно обычным термостатом SPST .
Для вакуумных или пневматических зональных клапанов термостат обычно включает или выключает давление или вакуум, заставляя подпружиненную резиновую мембрану или шаровой клапан двигаться и приводить в действие клапан. [2] В отличие от электрических зональных клапанов с переключателем, эти клапаны автоматически возвращаются в положение по умолчанию без подачи питания, а положение по умолчанию обычно «открыто», позволяя теплу течь.
В сложных системах для управления зональными клапанами могут использоваться некоторые формы автоматизации зданий, такие как BACnet или LonWorks .
Сравнение с несколькими циркуляционными насосами
Несколько зон могут быть реализованы с использованием нескольких индивидуально управляемых циркуляционных насосов или одного насоса и нескольких зонных клапанов. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки.
Система с несколькими насосами
Преимущества:
- Более низкая общая стоимость владения, если принять во внимание отказ зонного клапана и затраты на ремонт.
- Более прочная и надежная система.
- Простая механическая и управляющая конструкция («SPST-термостаты»)
- Резервирование : если один насос зоны выходит из строя, остальные могут продолжать работать.
- Гораздо более совершенный метод объединения нескольких источников тепла. Например, газа и твердого топлива в одной системе.
Недостатки:
- Более высокая начальная стоимость установки. Циркуляционные насосы стоят дороже, чем зонные клапаны
- Более высокое энергопотребление. Работающие циркуляционные насосы потребляют больше энергии в любое время, когда зона активно нагревается. Зональные клапаны, для сравнения, потребляют мало энергии в любое время, и многие конструкции потребляют энергию только при переходе из открытого в закрытое положение или наоборот.
Система зонных клапанов
Преимущества:
- Более низкие первоначальные затраты на установку.
- Низкое энергопотребление.
- Простота обслуживания некоторых моделей.
Недостатки:
- Зональные клапаны, работающие от электродвигателей синхронизации, не являются «отказоустойчивыми» (не переходят в состояние «открыто»). [2]
- Никакой собственной избыточности для насоса. Зонально-клапанная система зависит от одного циркуляционного насоса. Если он выходит из строя, система становится полностью неработоспособной.
- Систему может быть сложнее спроектировать, поскольку для этого потребуются как термостаты или реле «SPDT», так и способность системы выдерживать условия неисправности, при которых все зонные клапаны закрываются одновременно.
- Зональные клапаны увеличивают падение давления в системе в разной степени. Необходимо соблюдать осторожность при проектировании системы, чтобы достичь надлежащих скоростей потока с помощью зональных клапанов.
Избранные производители
Смотрите также
Ссылки
- ^ McElwain (26 января 2001 г.). «Устранение неисправностей клапанов зоны горячей воды». ACHR News . Получено 2 февраля 2024 г.
- ^ аб Джой, Анджу Тангам (20 июля 2023 г.). «Руководство по зональным клапанам». Тэмсон . Проверено 2 февраля 2024 г.
