различия в работе двухходового и трёхходового вентиля отопления, принцип подключения клапана

Охладители и радиаторы — важная часть многих вентиляционных и отопительных систем. Поскольку в системах присутствует вода, очень важно обеспечить чёткую корректировку объёма подаваемой и отводимой воды. В роли регулятора в этих устройствах чаще всего выступает двухходовой клапан. Принцип работы такого клапана схож с принципом действия шарового крана или седельного вентиля.

Подобный клапан эффективный агрегат для регулировки системы отопления

Устройство и область применения

Главная область применения двухходовых клапанов — системы централизованного отопления. С их помощью управляют теплоотдачей теплообменного оборудования в системах горячего водоснабжения. Такой клапан может быть частью тёплого водяного пола. В нём он выполняет функцию регулирования потоков и давления воды и охлаждающей среды.

С помощью двухходового клапана в системе тёплого пола может быть обеспечен постоянный температурный режим воды в трубопроводе. Происходит это благодаря тому, что поступающая из системы отопления вода, имеющая определённый нагрев, регулярно отдаёт тепло трубопроводу.

Основные детали такого клапана — два патрубка, позволяющие соединить его с трубопроводом. Также двухходовой вентиль оснащается шаром либо штоком специальной формы, выполняющим запорную функцию. Поворот шара вокруг оси на 90° или вертикальное вращение штока прекращает движение воды или пара по системе. Шар и шток приходят в движение с помощью пневматического или электрического привода, соединённого с температурным датчиком и датчиком давления, которые располагаются во входном коллекторе.

В этом видео вы узнаете преимущества двухходового клапана:

Разновидности клапанов

Двухходовой клапан для отопления имеет несколько типов. Основной критерий, определяющим это, — способ управления.

В зависимости от него клапан может быть:

• пневматическим;
• гидравлическим;
• с электроприводом.

В качестве электрических приводящих устройств используются разные приборы. Это могут быть маломощные электрические моторы или втягивающие соленоиды.

Самое распространённое сырьё для производства клапанов — это чугун, сталь и латунь. Стальной и чугунный вентили рассчитаны на системы, пропускающие большой объём пара и воды. Латунный отличается небольшими размерами, лучше всего подходит для вентиляционных магистралей, предназначенных для небольших помещений.

Кроме двухходовых, отопительные системы могут оснащаться трёхходовыми или четырёхходовыми клапанами. Для каждого из них характерны определённые отличия в конструкции, накладывающие отпечаток на возможность их использования в том или ином оборудовании.

Трёхходовый может быть получен в результате совмещения двух двухходовых. Особенность такого вентиля заключается в возможности разделять и смешивать потоки теплоносителей, а также настраивать их подачу в заранее заданном объёме. Для обеспечения такого объёма шток трёхуровневого клапана не должен закрываться полностью, а перекрывать лишь переменное направление потока.

Используется в системах отопления, работающих от автономных котельных, не подразумевающих ограничения расхода и одновременного удержания коэффициента смещения. Такие вентили встречаются в независимых системах горячего водоснабжения, вентиляциях.

Четырёхходовый встречается редко. В нём используется принцип двойного перепуска. Присутствует в отопительных магистралях, функционирующих за счёт котельных автономного типа.

Механизм действия и схема подключения

Механизм работы клапанов любого типа запускается после того, как на привод подаётся усилие. Оно запускает движение плунжера вниз, который, в свою очередь, перекрывает свободное пространство внутри, одновременно увеличивая поток воды или пара и уменьшая давление. Полное опущение затвора полностью прекратит движение теплоносителя в той части магистрали, которая располагается после запорного устройства.

Запорная конструкция состоит не только из плунжера. Ещё одна часть — специальное седло. Встречаются клапаны как с одним, так и с двумя сёдлами. Двухседельный вентиль позволяет чётко контролировать поток теплоносителя или полностью останавливать его в случаях значительного перепада давления. Односедельное устройство с такой задачей справиться не сможет.

Подобных клапанов потребуется установить 2 и более

Подключение вентиля к системе должно осуществляться по параллельной схеме. Она может быть реализована путём задействования 2 либо 3 контуров, по которым будет перемещаться вода или пар. Схема обязательно должна включать в себя:

• трубы отопления и коллектор;
• запорно-регулирующий вентиль;
• циркуляционный насос;
• блок управления.

Для контроля поступления и давления теплоносителя в такой схеме потребуется установить один или несколько двухходовых клапанов. При установке нескольких устройств должен быть соблюдён параллельный метод подключения. Размещение трёхходового вентиля с термодатчиком в этом случае будет нецелесообразным, поскольку он характеризуется небольшой пропускной способностью.

Такой способ подключения обладает недостатком, касающимся температурного режима теплоносителя. Температура поступающей в контур воды будет равна температуре воды, выходящей из обратного контура в котёл. Это спровоцирует неодинаковое распределение теплоносителя на разных участках контура.

Процесс монтажа

Монтаж двухходового вентиля для отопления заключается в его правильном присоединении к трубопроводу. Соединение следует проводить с помощью внутренней или внешней резьбы.

Для этого на неё потребуется навинтить накидную гайку или фитинг. Предварительно резьбу трубопровода обязательно нужно защитить уплотнительным материалом (ФУМ-лентой либо натуральным уплотнителем). Монтаж нужно проводить с учётом того, что высокая температура влияет на плотность резьбового соединения деталей, ослабляя его.

Двухходовые вентили дополняются специальными прокладками, которые должны быть использованы во время монтажа. Они позволят сделать соединения максимально плотными, предотвратят возможную утечку теплоносителя из магистрали. При необходимости их можно заменить на такие же прокладки, подходящие по диаметру и толщине.

Как выбрать и применить трехходовой клапан

Трехходовой клапан нужно правильно подобрать по пропускной способности. Также он должен иметь нужный диаметр резьб (1/2 или 3/4 дюйма), и совмещаться должным образом с термоголовкой или сервоприводом.

Есть варианты конструкций клапана со встроенным температурным датчиком, поэтому он в термоголовке не нуждается.

В перечнях оборудования компаний можно встретить весьма много устройств подобного типа, из всего этого предстоит выбрать то, что нужно, что не всегда просто. Во многом сделать правильный выбор помогут знающие специалисты торгующей организации. Но полагаться только на их мнение не следует, лучше разобраться в вопросе самостоятельно.

Смесительные и разделительные трехходовые клапана

Трехходовой клапан представляет из себя узел смешения (разделения) потоков жидкости с тремя подключениями. На корпусе клапана стрелками указывается выполняемая им функция. Например, устройство смешивает 2 потока в разных пропорциях в зависимости от положения тарельчатого клапана.

В первом крайнем положении на выход попадет только первый поток, в другом крайнем – только второй поток, в среднем положении потоки смешаются в равных пропорциях, например.

• Если подаются жидкости с разной температурой, то с помощью клапана можно регулировать температуру жидкости на выходе, получаемую в результате смешения двух потоков.

Клапан разделения будет разделять потоки на 2 направления, подмешивая в той или иной пропорции теплоноситель в разные ветви. Его применение точно такое же, как и клапана смешения, только установка по ветвям зеркальная.

• На основе обоих клапанов можно создать узлы регулировки температуры в отопительных сетях. При этом температура на выходе может настраиваться встроенным термодатчиком или клапан может регулироваться термоголовкой, с выносным температурным датчиком.

Конструкции трехходовых клапанов

Чаще применяются седельные клапана, в которых седло перемещается на подпружиненном штоке и перекрывает входные отверстия. Это распространенная конструкция, которая применяется с термоголовками нажимного действия.

Другой вариант – поворотно-шарикового переключения. Переключение между потоками происходит при поворачивании регулятора, что обычно делается сервоприводом по команде от термодатчика. Такая система дороже и энергозависимая.

Схема применения трехходового клапана

Типичная схема подключения трехходового клапана, для защиты теплообменника твердотопливного котла от холодной обратки. Осуществляется подмес теплоносителя с подачи в обратку по малому кругу. Цель – поддерживать на обратке всегда больше, чем 55 градусов, чтобы не происходило конденсации водяных паров на теплообменнике, и соответственно, чтобы не было значительных загрязнений и кислотной коррозии.

Сильфонный датчик термоголовки устанавливается на обратке и дает команду термоголовке о степени нажима на шток седельного трехходового клапана смешения. Предварительное открытие регулируется вращением настройки.

Где еще применяются трехходовые клапаны

Типичное применение регулировки температуры теплоносителя с помощью трехходовых клапанов следующее.

• Регулировка температуры теплоносителя подаваемого с буферной емкости. В заряженном теплоаккумуляторе может быть слишком горячая жидкость, не востребованная в доме. Поэтому клапаном осуществляется подмес холодной обратки в подающую струю согласно настройкам владельцев.

• Поддержание температуры теплоносителя в контурах теплого пола. Для нормальной работы теплых полов, температура на подаче не должна превышать 55 град. Котлы же для радиаторной сети выдают обычно побольше. В большинстве схем теплых полов устанавливаются насосно-смесительные узлы поддерживающие стабильную температуру при перепадах давления и расхода теплоносителя.

• В сложных схемах отопления, где после выравнивателя давления (буфера, гидрострелки, кольца) подключены контуры с разной потребностью в температуре. Регулировку надежней выполнить не путем уменьшения расхода по контуру, а смесительным узлом на основе трехходового клапана.

Вместо трехходового клапана во многих схемах может применяться двухходовой, регулирующий количество потока, который затем будет подмешиваться на тройнике в основную струю. Но эти узлы требуют стабильного давления, а также особого расчета, поэтому двухходовой клапан можно встретить в заводских насосно-смесительных узлах.

Иногда требуется только фиксированная температура на выходе. Клапан с терморегулирующим устройством дешевле…

Как подобрать трехходовой клапан по пропускной способности

Основной характеристикой трехходового клапана является условная пропускная способность, обозначенная как Kvs, м³/ч. Она указывается при условии разницы давлений на штуцерах клапана 1 Бар.

Например, в каталоге (в характеристиках) можно встретить Kvs = 2,5 в м³/ч, это значит, что при давлении 1 бар через полностью открытый клапан за час пройдет 2,5 куба теплоносителя. Но как пользоваться этой цифрой в реальных условиях?

• Во первых, нужно узнать, сколько нам нужно пропустить жидкости через такой клапан? Во вторых, — какой перепад давления будет на клапане в нашей схеме?

Требуемый расход жидкости Ктр, м куб./час через клапан для любой схемы не сложно вычислить по формуле:

Расчет трехходового клапана

Ктр=0,86 Q/∆t, где Q – мощность ветви (тепловая нагрузка), для котла или цепи отопления всего дома принимается по мощности теплогенерации кВт, ∆t – разница температур подачи и обратки, обычно это 20 град, а для теплого пола – 10 град.

Тогда для обвязки 20 кВт-ного котла через клапан должно проходить жидкости не менее чем  Ктр=0,86 20/20=0,86 м куб/час, при перепаде давления 1 бар.

Но у нас перепад давления намного меньше – порядка 0,2 бар. При таком давлении пропускная способность клапана должна быт значительно больше. Какая именно?

• Перепад давления для любой схемы между подачей и обраткой не будет превышать 0,2 бар, типично находится в пределах 0,1 – 0,2 бар.

Существует некая импирическая формула на этот счет, — пропускная способность клапана в нашей схеме должна быть не менее, чем

К= Ктр/√р, м куб/час, К= 0.86 / √0.2  = 1.9 м³/ч.

Подбираем клапан с большей характеристикой: Kvs больше чем К, но не намного, чтобы не сильно переплачивать за объемность конструкции, подходит Kvs =2,5 м³/ч.

Подбираем трехходовой смесительный клапан с такой пропускной способностью от известного производителя и считаем, что он обеспечивает нам нормальное смешения в схеме с мощностью 20 кВт.

В целом, подбор термоголовок, их размещение, настройка работы с выбранным трехходовым или двухходовым клапаном является не столь простой задачей. Для новичков желательна консультация, по крайней мере, опытного продавца с демонстрацией монтажа и инструкцией по применению, созданию смесительного узла, и определению подходит ли он для конкретной схемы. Тем более, если планируется применять электропривод. Или остается доверить эту работу специалисту.

Регулирующий клапан двухходовой

Условный диаметр, DN, мм	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150
Условная пропускная способность, Kvs м3/ч	0,16 0,25 0,4 0,63 1,0 1,6 2,5 4,0	1,6 2,5 4,0 6,3	2,5 4,0 6,3 10	6,3 10 16	10 16 20 25	10 16 25 32 40	25 40 63	40 63 100	63 100 125 160	100 125 160 250	160 250 300
Коэффициент начала кавитации, Z	0,66	0,66	0,66	0,55	0,55	0,5	0,5	0,45	0,4	0,35	0,3
Расходная характеристика	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная	линейная составная
Номинальное давление PN, бар (МПа)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)	16 (1,6)
Протечка в затворе,% от Kvs, не более	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Ход штока, мм	10	16	20	22	25	25	32/25*	32/25*	40/25*	50	60
Тип присоединения	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый	фланцевый
Динамический диапазон регулирования	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50	1 : 50
Рабочая среда	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля	Вода с t до 150°С, 30% водный раствор этилен- гликоля

Применение зональных клапанов в системе отопления

Задача:

Помещение цеха швейной фабрики отапливается с помощью алюминиевых секционных радиаторов без термостатических вентилей и термоголовок. Требуется сделать управление отоплением по температуре воздуха.

1. СХЕМА С ЗОНАЛЬНЫМ ПРОВОДНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ И ТЕПЛОСЧЕТЧИКОМ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЯ ИЛИ ГРУППЫ ПОМЕЩЕНИЙ ПЛОЩАДЬЮ ОТ 100 ДО 200 М

²

№	Наименование	Артикул	Количество
1	Сервопривод термический WATTS 22CX, 230B, нормально-закрытый	10029671	1
2	Термостат WATTS WFHT-LCD с ЖК дисплеем, 230В электронный с программами «День» и «Ночь»	10021111	1
3	Зональный двухходовой вентиль WATTS 2131, размер 1”, KVS 4. 5	10001545	1
4	Теплосчетчик электронный WATTS Camical	По запросу	1
5	Фильтр механической очистки WATTS F21NOR25, 1”	10017599	1

Примечание: Эту схему можно применять, когда ветка приборов отопления находится на одном из этажей многоэтажного здания.

2.

СХЕМА С ЗОНАЛЬНЫМ БЕСПРОВОДНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ И ТЕПЛОСЧЕТЧИКОМ ДЛЯ ПОМЕЩЕНИЯ ИЛИ ГРУППЫ ПОМЕЩЕНИЙ ПЛОЩАДЬЮ ОТ 50 ДО 120 М²

№	Наименование	Артикул	Количество
1	Сервопривод термический WATTS 22CX, 230B, нормально-закрытый	10029671	1
2	Радиотермостат WATTS WFHT-LCD-RF с ЖК дисплеем, 230В электронный с программами «День» и «Ночь», 433 МГц	10021132	1
3	Зональный двухходовой вентиль WATTS 2131, размер 3/4”, KVS 2. 8	10001544	1
4	Теплосчетчик электронный WATTS Camical	По запросу	1
5	Фильтр механической очистки WATTS F21NOR25, 3/4”	10017599	1
6	Радиоприемник EHRFR 001 для одного радиотермостата, 230В, 433 МГц	10013389	1
7	Воздухоотводчик автоматический WATTS MiniVent 1/2” с отсекающим клапаном RIA в комплекте	10004919	2
8	Перепускной клапан USVR20 3/4”, применяемый в системах отопления с автоматическим и ручным регулированием радиаторов	10005172	1

Примечание: Эту схему можно применять, когда ветка приборов отопления находится на последнем этаже многоэтажного здания и в помещениях нет возможности прокладывать провода.

Двухходовые и трехходовые краны, клапаны и вентили

Двухходовые и трехходовые краны, клапаны и вентили

Смесительные краны трех видов:

• трехходовые,
• четырехходовые,
• пятиходовые

Область применения двухходовых и трехходовых клапанов

Применяются для холодильных и отопительных систем в строительстве. Трехходовой вентиль применяется в качестве смесительного или распределительного устройства для непрерывного управления подачей воздуха, холодной воды, горячей воды или теплоносителя. Изделие может использоваться совместно с приводным (исполнительным) устройством, имеющим определенную характеристику (линейную, равнопроцентную или квадратичную).
Исполнительный узел не должен, как правило, монтироваться в положении, при котором возможно попадание влаги (например, ниже линии горизонта).
Трехходовые клапаны в основном используются как смесительные. Также применяются как переключающие и разделительные.
Четырехходовые клапаны применяются при теплоносителе высокой температуре на возврате в котел.

Принцип работы трехходового клапана

Состоит в том, что необходимая температура в системе создается благодаря пропорциональному подмешиванию холодного более холодного теплоносителя к горячему потоку от котла.
Принцип работы четырехходового клапана: клапан имеет двойную смесительную функцию- горячий теплоноситель смешивается с более холодным, поступающим к котлу. Тем самым мы поднимаем температуру теплоносителя на возврате в котел и продлеваем срок эксплуатации котла, так как снижаем вероятность появления низкотемпературной коррозии.

Область применения двухходовых и трехходовых клапанов:

качественное управление охлаждающими установками, а также радиаторными, напольными и другими системами отопления;
переключение или разделение потока, при этом важно убедиться, что номинальное давление, его перепад и расход находятся в допустимых пределах.

При необходимости получения высокой температуры обратной воды лучше выбрать четырехходовой клапан. Во всех других случаях используйте трехходовые клапаны.

---

Наши специалисты помогут Вам подобрать, а также смонтировать котельную, найдут приемлемое решение по цене.
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Клапан двухходовой с сервоприводом VA-VEh302TA

Характеристики

Страна-производитель    Польша

Время закрытия/открытия сервопривода, сек    5/11

Диаметр присоединительных патрубков, дюйм    3/4

Макс. перепад давления, бар    100

Класс давления (PN)    PN16

Макс. температура теплоносителя, °C    +105

Параметры окружающей среды, °С    +2…+40

Напряжение питания, B    230
Kvs, м3/ч    3,5

Напряжение электропитания В/фаза/Гц ~230/1/50 
Потребляемая мощность Вт 1 
Присоединительные патрубки » 3/4 Kvs (пропускная способность клапана) м3 /час 4,5 
Время открытия/ закрытия мин. 3/3 

Клапан двухходовой с сервоприводом для Volcano VR — обязательный атрибут системы автоматики при использовании котла с любым энергоносителем или ЦТП (при использовании счетчиков). В основу клапана  заложен алгоритм остановки или подачи теплоносителя в теплообменник Volcano VR. Клапан должен использоваться исключительно в совокупности с термостатом TR-010, или регулятором WING/VOLCANO или контроллером температуры RDE (EH 20.1, EH 20.3), при добавлении в данный тандем ARW-(3.0/2 или 0.6\2)- регулятор скорости вращения для Volcano VR –идеальный вариант для любого помещения промышленного назначения.

ВНИМАНИЕ! Остывание воды в трубках тепловентилятора VOLCANO при закрывшемся клапане может привести к замерзанию теплообменника, в сочетании с низкой температурой наружного воздуха. Для исключения этой опасности необходимо предусмотреть специальный байпас, который настраивается на постоянный проход воды даже при полностью закрытом клапане.

Клапаны нужны для контроля подачи тепла в помещение различного назначения. В случаях, когда ваш агрегат работает совместно с автономной отопительной системой (к примеру, с газовым или электрическим котлом), вам может понадобиться отключение передачи тепла в воздушно-отопительную установку Вулкано, с сохранением функции обдува помещения (теплицы, птичники, свинофермы и прочие объекты с необходимостью постоянного перемешивания воздушных масс. ) Обычно это происходит по условию, что в помещении достигнуто необходимого уровня температуры, выставленное на датчике контроля температруры воздуха. Использование клапана позволит снизить расходы тепловой энергии. Управление двухходовым клапаном  осуществляется термостатом или программируемым контролером. Открывается клапан после подачи питания на сервопривод от управляющих элементов. Закрывается – при снятии питания, под действием возвратной пружины. Как правило, для простых объектов, клапан не используется. Быстрое время реагирования позволяет плавно контролировать температуру воздуха без перепадов. Также клапан  служит для поддержания стабильной и точной температуры. И предотвращает перерасход энергоносителей. Без двухходового клапана теплоноситель будет проходить через тепловентилятор VOLCANO (ВОЛКАНО) вне зависимости от включен тепловентилятор или выключен. Сам тепловентилятор – будет работать в режиме интенсивного отопления при включенном двигателе и пассивного отопления при выключенном двигателе. Не рекомендуется установка двухходового клапана в системах с дровяным котлом, где необходим теплосъём, во избежание перегрева котла. И в помещениях, где температура может опускаться ниже нуля, что повлечет заморозку теплообменника аппарата VOLCANO.

 

2-ходовые или 3-ходовые клапаны: какой тип подходит вам?

Клапаны играют решающую роль практически во всех промышленных процессах. Эти устройства регулируют, перенаправляют или контролируют поток жидкостей или газов, открывая, закрывая или частично перекрывая проходы для потока. Существует множество типов клапанов, каждый из которых отличается по-разному, включая принцип действия, конфигурацию, источник питания и применение.

Загрузите нашу электронную книгу по трехходовым регулирующим клапанам >>

Основными компонентами регулирующих клапанов Baelz являются привод, плунжер и шпиндель, а также корпус клапана.Привод, который может быть пневматическим или электрическим, управляет плунжером клапана, перемещая его вверх или вниз с различными ходами.

2-ходовые и 3-ходовые клапаны обычно используются в промышленности. Эти клапаны определяются количеством используемых портов. Двухходовые клапаны, как следует из их названия, состоят из двух портов: входного порта «A» и выходного порта «AB». С другой стороны, трехходовые клапаны состоят из трех портов: «A», «B» и «AB».

Поскольку эти клапаны поддерживают разные скорости потока, диапазоны температур и давления, важно понимать их различия, прежде чем определять, какой тип клапана подходит для вашего применения.

Работа 2-ходового клапана

Когда жидкость входит во впускное отверстие (порт A) двухходового клапана, относительное положение заглушки определяет количество жидкости, которое может покинуть выпускное отверстие (порт AB). Когда плунжер и шпиндель расположены полностью вверх, клапан полностью закрыт от портов A до AB. И наоборот, когда плунжер и шпиндель полностью опущены, клапан открыт от A до AB. Порт B полностью закрыт заглушкой на всех 2-ходовых клапанах Baelz. Положения плунжера Percise будут контролировать скорость потока через клапан.

2-ходовые клапаны

обычно используются в основных двухпозиционных устройствах , где их часто называют запорными клапанами. Эти клапаны являются важным компонентом многих систем безопасности технологического процесса, поскольку они могут немедленно остановить поток жидкости в определенное место в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

2-ходовые клапаны

также могут использоваться в системах с переменным расходом , которые испытывают изменения давления, температуры и расхода. Например, эти клапаны могут регулировать рабочие температуры с помощью датчиков для настройки конкретных параметров жидкости для поддержания желаемых температур и расхода.

Для некоторых систем с охлажденной или горячей водой двухходовые клапаны также являются идеальным решением. Положение плунжера и шпинделя клапана можно отрегулировать, чтобы гарантировать, что рассматриваемая система работает в оптимальном диапазоне эффективности (обычно, когда клапан открыт на 30-80%). Работа в этом диапазоне предотвращает повреждение оборудования, а также продлевает срок службы клапана.

При правильном использовании 2-ходовые клапаны могут повысить эффективность процесса и снизить эксплуатационные расходы, предоставляя операторам возможность запускать системы отопления и охлаждения с переменным расходом.Двухходовые клапаны используются практически во всех отраслях промышленности, где требуется регулирование технологических жидкостей. Сюда входят автомобилестроение, деревообработка, химическая промышленность, производство продуктов питания и напитков, производство электроэнергии, судостроение и промышленность по очистке воды и очистке сточных вод.

>> Сделайте запрос сегодня!

Работа 3-ходового клапана

3-ходовые клапаны содержат те же компоненты, что и 2-ходовые клапаны. Что отличает его от 2-ходового клапана, так это использование дополнительного порта. Подобно 2-ходовым клапанам, 3-ходовые клапаны также могут управляться пневматическими или электрическими приводами.

Эти клапаны могут использоваться либо для направления потока жидкости, либо для смешивания жидкостей из двух входов, подаваемых через один выход. При использовании в качестве смесительных клапанов жидкости из впускного порта A и B смешиваются внутри корпуса клапана и впоследствии выводятся через порт AB.

Mixing позволяет комбинировать комбинации жидкостей с различными температурами и давлениями, отправляя их через выпускное отверстие с определенными желаемыми свойствами.

При использовании в качестве переключающих клапанов порт AB функционирует как вход, а порты A и B — как выходы. Когда плунжер и шпиндель на 100% находятся в верхнем положении, порт A блокируется, позволяя потоку только из AB в B. Когда плунжер и шпиндель на 100% находятся в нижнем положении, поток через порт B блокируется, и поток ограничивается. разрешено только от AB до A.

3-ходовые клапаны

более экономичны для отвода и смешивания, чем использование нескольких 2-ходовых клапанов. Возможность смешивать жидкости из более чем одного впускного отверстия делает трехходовые клапаны идеальными для нагрева и охлаждения различных сред, таких как вода, масла и химикаты. Эти клапаны также обычно используются в качестве байпасных клапанов в первичных и вторичных контурах. Подобно 2-ходовым клапанам, 3-ходовые клапаны также используются в тех же перерабатывающих отраслях, о которых говорилось ранее.

2-ходовые и 3-ходовые клапаны Baelz

2-ходовые и 3-ходовые клапаны

Baelz изготовлены из специально отобранных материалов для обеспечения максимальной прочности и надежности.Например, наши сильфоны из нержавеющей стали поддерживают до 120 000 повторений вверх и вниз при максимальной температуре 350 ° C / 662 ° F. Наши клапаны способны поддерживать этот тип производительности благодаря прочной и высококачественной сальниковой коробке, которая поддерживает срок службы шпинделя и сильфона.

Будучи лидером отрасли и главным дистрибьютором в Северной Америке, Baelz NA также предлагает обширный каталог деталей и компонентов для обширного диапазона клапанных решений.

Если вы хотите узнать больше о наших системах с 2- или 3-ходовыми клапанами, свяжитесь с нашей технической командой или запросите расценки сегодня .

Двухходовые регулирующие клапаны Гидрооборудование и трубопроводы Гидравлическое оборудование и трубопроводы

Регулирующий клапан, возможно, является наиболее важным компонентом системы распределения жидкости, поскольку он регулирует поток жидкости к контролируемому процессу. В системах HVAC регулирующие клапаны в основном используются для управления потоком охлажденной воды, горячей воды и воды конденсатора, что является предметом данного раздела. Управление другими жидкостями, включая пар, хладагенты, газы и масло, во многих аспектах схожи, но здесь не рассматриваются конкретно, потому что они предъявляют особые требования к конструкции, включая вопросы безопасности и совместимости материалов.

Стили и принципы работы

Регулирующие клапаны могут быть двухходовыми (одна труба на входе и одна труба на выходе), которые действуют как переменное сопротивление потоку, или трехходовыми (две трубы на входе и одна на выходе для смесительных клапанов — одна труба на входе и два выхода для отводных клапанов. ), как показано на рис. 1 . Трехходовые клапаны могут быть либо смешивающими (два потока потока объединяются в один), либо отклоняющими (один поток потока разделяется на два), как показано на рисунке. Во всех трех показанных конфигурациях клапаны регулируют поток через охлаждающий или нагревательный змеевик, чтобы изменить емкость змеевика.

Рисунок 1. Простые схемы двух- и трехходового клапана

В двухходовой конфигурации расход циркуляционной системы может изменяться. В трехходовых конфигурациях поток остается относительно постоянным через контур, который включает насос, и изменяется в контуре, содержащем змеевик. Это хорошо работает для систем, в которых для подачи тепла, как правило, бойлера, или для подачи холода, обычно охладителя, требуется постоянный поток. В других системах может оказаться важным постоянный поток в змеевике, возможно, для предотвращения замерзания.В этом случае насос может быть в контуре змеевика.

Регулирующие клапаны

обычно бывают трех типов: запорные, дроссельные и шаровые. Шаровые краны были наиболее распространенными в течение многих лет, но описанные шаровые краны становятся очень популярными и начинают занимать значительную часть рабочего рынка. Ниже 2 дюймов они обычно имеют поточные (паяные) или резьбовые соединения, а более 2 дюймов — фланцевые.

На рис. 2 показан типичный односедельный регулирующий двухходовой клапан проходного типа.Он состоит из корпуса, одноместного седла и заглушки. Плунжер соединен со штоком, который, в свою очередь, соединен с приводом, также называемым приводом или двигателем. Перемещение штока вверх и вниз контролирует поток. Полное отключение достигается, когда заглушка плотно прижата к седлу.

Рис. 2. Двухходовой шаровой односедельный клапан (поток жидкости слева направо)

Корпус подсоединяется к системе трубопроводов любым подходящим способом (болтами, фланцами, сваркой, пайкой и т. Д.), Но 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 подсистем трубопроводов.

Привод, который подпружинен для подъема штока клапана при потере мощности, в сочетании с шаровым клапаном, показанным на рис. , рис. 2, дает нормально открытый клапан в сборе. Клапан открыт при отключении питания от привода.

На рис. 3 показан шаровой клапан, который закрывается штоком вверх.Использование этого привода с клапаном в Рис. 3-3 приведет к созданию нормально закрытого клапана в сборе, поскольку клапан закрывается при отключении питания от привода. В обоих случаях шток должен приводиться в движение против потока жидкости, чтобы закрыть клапан. Обычно желательны нормально открытые клапаны, если они доступны, поскольку они всегда не в состоянии открыть положение, и, если требуется закрытие, то ручные клапаны можно закрыть / закрыть, чтобы ограничить поток до тех пор, пока не будет произведен ремонт.

Рисунок 3.Нормально закрытый двухходовой клапан

Цифры показывают, что поток через клапан должен проходить в направлении, указанном стрелкой. На всех регулирующих клапанах снаружи корпуса имеется стрелка, указывающая направление потока. Причина этого в следующем: в любом соединении между двигателем и штоком клапана будет некоторое провисание, небольшое свободное движение штока клапана. Когда поток происходит в правильном направлении, скоростное давление жидкости и перепад давления жидкости на клапане будут стремиться открыть клапан.Следовательно, двигатель должен плотно прижиматься к нему, чтобы закрыть его, принимая любое свободное движение. Если поток идет в неправильном направлении, скоростное давление стремится закрыть клапан (нажимая на верхнюю часть заглушки клапана в , рис. 2, ). Когда клапан дросселируется по направлению к закрытому положению, давления может быть достаточно, чтобы толкнуть плунжер в закрытое положение, используя преимущество свободного движения или провисания штока клапана. Когда это происходит, поток прекращается, затем исчезает скоростная составляющая давления, и свободное движение позволяет клапану открыться.Начинается поток, снова появляется составляющая скорости, и цикл повторяется бесконечно. Каждый раз, когда поток останавливается и начинается, инерционная сила жидкости в трубе вызывает удар, известный как гидравлический удар . Помимо шума и раздражения, он может вызвать отказ системы трубопроводов. Поэтому важно никогда не устанавливать регулирующий клапан в обратном направлении.

На рисунке 4 показан двухседельный клапан, также называемый сбалансированным клапаном. Как следует из названия, он имеет две заглушки и седла, расположенные таким образом, что дифференциальное давление жидкости уравновешивается, и приводу не нужно бороться с перепадом давления, чтобы закрыть клапан, как это происходит в односедельных клапанах, показанных на Рис. .Это уменьшает размер привода. Но клапан по своей сути не может обеспечить герметичное перекрытие. Это снижает его применимость к системам HVAC, где обычно требуется плотное перекрытие, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию (для предотвращения утечки и одновременного нагрева и охлаждения).

Рис. 4. Двухходовой двухходовой запорный клапан

Регулирующий шаровой клапан

изготавливается с двумя основными типами заглушек: линейной (V-образной) заглушкой (см. , рисунок 5, ) и равнопроцентной заглушкой (см. , рисунок 6, ).Многие производители имеют вариации этих двух конструкций (называемые модифицированной линейной или модифицированной равнопроцентной), характеристики которых обычно аналогичны описанным здесь.

Рисунок 5. Пробка клапана линейного перемещения (V-образное отверстие)

Рис. 6. Пробка клапана равнопроцентного клапана

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

Рис. 7. Пробка быстросъемного клапана (плоская пластина)

График на рис. 8 , показывает отношение процентного расхода к проценту подъема плунжера для каждого типа плунжера, предполагая постоянный перепад давления на клапане.Подъем пробки определяется как ноль при закрытом клапане и до 100%, когда клапан открывается до точки, за которой не происходит увеличения потока. Заглушка с плоской пластиной обеспечивает около 60% полного потока, когда открыта только 20%. Таким образом, он подходит только для двухпозиционного управления.

Рисунок 8. Характеристики регулирующего клапана

Характеристики регулирующего клапана — это комплексное исследование того, какие характеристики необходимы для системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и ее змеевика, а также того, как клапан предназначен для работы и функционирования.Правильный выбор этих характеристик может привести к созданию правильно скомбинированного регулирующего клапана для своего применения. Очень простой пример этого изображен на рис. 9 .

Рисунок 9. Комбинация характеристик змеевика и регулирующего клапана

Как показано на рис. 10 , линейная пробка имеет по существу линейную характеристику, в то время как равнопроцентная пробка имеет такую ​​форму, что приращение потока является экспоненциальной функцией приращения подъема. Это означает, что когда клапан почти закрыт, для небольшого изменения расхода требуется большое процентное изменение подъема.

Рис. 10. Типичные характеристики клапана при постоянном падении 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 при одинаковом падении давления на клапане называется диапазоном регулирования или коэффициентом изменения диапазона. Для типичного регулирующего клапана HVAC это соотношение будет примерно 20: 1, что эквивалентно 5% расхода, когда клапан едва приоткрыт. Обычно этого достаточно для работы по управлению HVAC. Доступны клапаны с большим передаточным числом, но они более дорогие.

На рисунке 11 показан дроссельный клапан, который по сути представляет собой круглый диск, который вращается внутри корпуса клапана для регулирования потока. Хотя дисковые поворотные затворы не всегда подходят для режима регулирования (как обсуждается в следующем разделе), их можно использовать для отсечки, балансировки, а также для двух- и трехходового режима. Дроссельная заслонка имеет характеристику, которая находится между равнопроцентной и линейной характеристиками плунжера, см. Рисунок 10 , в то время как шаровой клапан имеет почти линейную характеристику.В разных применениях желательны разные характеристики потока.

Рис. 11. Дисковый затвор

Шаровой клапан (в основном шар с отверстиями, который вращается в корпусе клапана) показан на фиг. , рисунки 12, и , 13, . Шаровые краны в основном используются в качестве запорных и балансировочных клапанов в небольших системах трубопроводов (номинальный размер трубы 2 дюйма и меньше), но недавно 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 большого расхода; как правило, сопротивление в открытом состоянии слишком низкое, что позволяет использовать клапан гораздо меньшего размера по сравнению с трубой, и его управление нестабильно.

Рис. 12. Расположение шарового клапана

Рис. 13. Шаровой кран с характеристиками

Шаровые краны с «характерной заглушкой» могут использоваться в некоторых типичных системах управления HVAC, как показано на Рис. 13 .

Расходные характеристики этих стандартных и описанных заглушек с шаровыми кранами показаны на Рис. 14 .

Три рассматриваемых типа клапанов — запорные, дроссельные и шаровые — требуют привода с приводом. Привод шарового клапана перемещает шток клапана внутрь и наружу, как показано на Рисунок 15 . Приводы для шаровых и дроссельных заслонок должны вращать шток клапана с приводом, как показано на Рисунок 16 .

Рисунок 15.Приводы клапанов — перемещение штока вверх и вниз

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

Использование двухходовых клапанов дает несколько 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 трубопроводах, а также энергия насоса могут быть уменьшены за счет использования клапана для перекрытия потока в неактивные змеевики при обслуживании активных змеевиков; это преимущество, когда центральная установка обслуживает множество змеевиков, работающих по разным графикам.

Различие в нагрузке может быть принято во внимание при определении размеров насосных и распределительных систем, что потенциально снижает их затраты.

Необходимость в системе балансировки потоков снижена или устранена в большинстве приложений.Поскольку клапаны будут использовать столько холодной или горячей воды, сколько требуется нагрузке, система двухходовых клапанов самобалансируется при нормальных условиях эксплуатации. В трехходовых клапанах поток всегда проходит через контур (либо через змеевик, либо через байпас), поэтому поток должен быть сбалансирован, чтобы гарантировать, что требуемый поток поступает в каждый змеевик.

С другой стороны, использование двухходовых клапанов может иметь недостатки:

Некоторые чиллеры и котлы не могут работать с сильно изменяющимся расходом.Использование трехходовых клапанов вместо двухходовых — один из способов решения этой проблемы. (Двухходовые клапаны все еще могут использоваться на змеевиках, но должны быть включены некоторые другие средства для поддержания потока через оборудование, такие как управляемый давлением байпас, VSD или первичная / вторичная насосная система. 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.Это снижает управляемость системы и может даже привести к принудительному открытию клапанов давлением воды. Приводы обычно имеют больший размер, чтобы справиться с гораздо более крупными запорными клапанами.

Из-за преимуществ, которые они предлагают, обычно рекомендуется использование двухходовых клапанов, используемых с соответствующим байпасом или конструкцией VSD, особенно для больших систем, где их преимущества в отношении энергии и первой стоимости значительны. Но конструкция системы и выбор клапана (обсуждаемые в следующем разделе) должны иметь возможность смягчить эти два недостатка для успешной работы системы.

Связанные для вас

Отводной клапан

— обзор

3.

2 Трехходовые регулирующие клапаны

Трехходовые клапаны обеспечивают переменный поток через змеевик при поддержании в некоторой степени постоянного потока в системе, как показано на Рисунок 3-1 .

Смесительные и переключающие трехходовые клапаны показаны на рис. 3-17 . 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 C (для общего) или иногда AB.

Рисунок 3-17. Конфигурации смесительного (слева) и отводного (правого) клапана

На рис. 3-18 , нижний порт смесительного клапана показан как обычно открытый для общего порта COM. (открыт для общего, когда стебель поднят).

Рисунок 3-18. Трехходовой смесительный клапан

Этот порт обычно обозначается NO (нормально открытый), хотя иногда его обозначают буквой B (нижний порт).Другой порт обычно закрыт для общего и обычно обозначается NC (нормально закрытый), хотя иногда он обозначается A или U (верхний порт). Общая розетка обычно обозначается COM или OUT. Отводной клапан обозначен аналогичным образом.

В Рисунок 3-19 общий порт отводного клапана показан в том же месте, что и на смесительном клапане, сбоку.

Рисунок 3-19. Трехходовой отводной клапан

У некоторых производителей клапан может быть спроектирован так, что общий порт является нижним портом, а вода выходит слева и справа.Обратите внимание, что, как и в двухходовых клапанах, заглушки для смесительного и отводного клапанов расположены таким образом, чтобы избежать гидроудара (т. Е. Поток проходит под седлом клапана). Следовательно, важно, чтобы клапан был правильно подключен к трубопроводу и помечен в соответствии с направлением потока, и смесительный клапан не должен использоваться для отвода, или наоборот.

Смесительные клапаны дешевле переключающих клапанов и поэтому встречаются чаще. В большинстве случаев, когда требуются трехходовые клапаны, они устанавливаются в смесительной конфигурации, но иногда требуется отводной клапан.

Более частое использование смесительных клапанов вместо отводных клапанов, по-видимому, является причиной того, почему двухходовые клапаны традиционно размещаются на обратной стороне змеевиков (где должен идти смесительный клапан), а не на стороне подачи (где отводной клапан может be), как показано на Рисунок 3-1 . С функциональной точки зрения, не имеет значения, , с какой стороны змеевика расположен двухходовой клапан. Двухходовые клапаны, расположенные на обратной стороне трубопровода змеевика, будут поддерживать давление нагнетания насоса на гидравлических змеевиках, чтобы обеспечить принудительную вентиляцию воздуха из возвратного коллектора змеевика.Кроме того, жидкость, проходящая через клапан на обратной стороне, сдерживается за счет потери / увеличения тепла через змеевик.

На Рисунке 3-20 показаны схемы двух типичных трехходовых смесительных клапанов.

Рисунок 3-20. Типовая компоновка трехходового смесительного клапана

Обратите внимание на то, как обозначены порты клапана; Важно, чтобы схемы управления были обозначены таким образом, чтобы убедиться, что клапан подключен к трубопроводу в желаемой конфигурации, чтобы он не смог попасть в нужное положение и должным образом реагировал на управляющее воздействие контроллера. Общий порт ориентирован так, чтобы поток всегда возвращался в обратный канал распределения. В примере вверху Рис. 3-20 клапан обычно закрыт для прохождения потока через змеевик. Если требуется нормально открытое расположение, метки портов на схеме можно просто поменять местами (метка NO будет показана на возвратном патрубке клапана). Однако, поскольку обычно открытый порт на реальном трехходовом смесительном клапане находится внизу, простое изменение обозначения схемы приводит к ошибкам в полевых условиях.Лучше переупорядочить схему, как показано в нижней части Рисунок 3-20 , так, чтобы порт NO был показан в правильном положении.

Обратите внимание на балансировочный клапан, показанный на байпасной линии змеевика на Рисунок 3-20 . Хотя обычно он не является частью системы управления (и, как таковой, он обычно не показан на схемах управления), этот клапан, тем не менее, необходим для правильной работы водораспределительной системы, если только падение давления в змеевике не очень низкое. Клапан должен быть сбалансирован, чтобы соответствовать падению давления в змеевике, чтобы, когда клапан находится в байпасном положении, падение давления было таким же, как и путь через змеевик.Без клапана происходит короткое замыкание жидкости и перепад давления между подачей и возвратом в системе будет падать, что может привести к нехватке других змеевиков в системе, которые требуют более высокого перепада давления.

Заглушки в трехходовых клапанах доступны в том же стиле, что и двухходовые клапаны, обычно линейные и равнопроцентные. Однако не все производители выпускают оба стиля во всех размерах, поэтому у дизайнера не всегда есть гибкость в выборе в рамках одной линии 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 приведут к постоянному потоку независимо от того, какой тип заглушки выбран. Как отмечалось выше, балансировочный клапан может использоваться для обеспечения того, чтобы поток был одинаковым, когда поток проходит 100% через змеевик или байпас. Однако, когда клапан находится между этими двумя крайними значениями, поток всегда будет увеличиваться с линейной пробкой и, в меньшей степени, с равнопроцентной пробкой.Причина этого станет очевидной, если мы рассмотрим размер и выбор клапанов в следующем разделе.

Перед выбором и определением размеров необходимо рассмотреть еще одну характеристику поведения регулирующих клапанов. Регулирующие регулирующие клапаны имеют неотъемлемую рабочую характеристику, называемую «коэффициентом диапазона». Коэффициент диапазона регулирования регулирующего клапана — это отношение максимального расхода к минимальному регулируемому расходу. Эта характеристика измеряется в лабораторных условиях только с постоянным дифференциалом, применяемым к клапану.Коэффициент диапазона 10: 1 означает, что только клапан может регулировать расход до 10%.

Установленная способность того же клапана управлять малым расходом — это «коэффициент диапазона изменения». В реальной системе давление на клапане не остается постоянным. Обычно, когда клапан закрывается, перепад давления на клапане увеличивается. Отношение перепада перепада давления, когда клапан полностью открыт, к тому, когда он почти закрыт, называется его «авторитетом». Если бы давление осталось прежним, авторитет был бы P / P = 1.Однако, если давление увеличится в четыре раза, авторитет будет = 0,25. Коэффициент диапазона изменения клапана вычисляется путем умножения собственного коэффициента диапазона изменения на квадратный корень из авторитета клапана. Следовательно, клапан, который имеет приличный диапазон регулирования (скажем, 20: 1), но плохой авторитет (скажем, 0,2), не будет иметь хорошей способности управлять вплоть до малых расходов (диапазон регулирования 20 • √0,2 = 9: 1) и сможет только обеспечивают «двухпозиционный» контроль над значительной частью диапазона расхода.

Многие регулирующие клапаны HVAC шарового типа не имеют высоких коэффициентов диапазона изменения; крупный производитель перечисляет значения от 6.От 5: 1 до 25: 1 для их диапазона шаровых клапанов от ½ дюйма до 6 дюймов. Однако наиболее характерные шаровые регулирующие клапаны имеют очень высокий коэффициент диапазона (обычно> 150: 1).

Смесительный клапан

— обзор

3.2 Трехходовые регулирующие клапаны

Трехходовые клапаны обеспечивают переменный поток через змеевик, поддерживая в некоторой степени постоянный поток в системе, как показано на Рисунок 3-1 .

Смесительные и переключающие трехходовые клапаны показаны на рис. 3-17 .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 C (для общего) или иногда AB.

Рисунок 3-17. Конфигурации смесительного (слева) и отводного (правого) клапана

На рис. 3-18 , нижний порт смесительного клапана показан как обычно открытый для общего порта COM.(открыт для общего, когда стебель поднят).

Рисунок 3-18. Трехходовой смесительный клапан

Этот порт обычно обозначается NO (нормально открытый), хотя иногда его обозначают буквой B (нижний порт). Другой порт обычно закрыт для общего и обычно обозначается NC (нормально закрытый), хотя иногда он обозначается A или U (верхний порт). Общая розетка обычно обозначается COM или OUT. Отводной клапан обозначен аналогичным образом.

В Рисунок 3-19 общий порт отводного клапана показан в том же месте, что и на смесительном клапане, сбоку.

Рисунок 3-19. Трехходовой отводной клапан

У некоторых производителей клапан может быть спроектирован так, что общий порт является нижним портом, а вода выходит слева и справа. Обратите внимание, что, как и в двухходовых клапанах, заглушки для смесительного и отводного клапанов расположены таким образом, чтобы избежать гидроудара (т. Е. Поток проходит под седлом клапана). Следовательно, важно, чтобы клапан был правильно подключен к трубопроводу и помечен в соответствии с направлением потока, и смесительный клапан не должен использоваться для отвода, или наоборот.

Смесительные клапаны дешевле переключающих клапанов и поэтому встречаются чаще. В большинстве случаев, когда требуются трехходовые клапаны, они устанавливаются в смесительной конфигурации, но иногда требуется отводной клапан.

Более частое использование смесительных клапанов вместо отводных клапанов, по-видимому, является причиной того, почему двухходовые клапаны традиционно размещаются на обратной стороне змеевиков (где должен идти смесительный клапан), а не на стороне подачи (где отводной клапан может be), как показано на Рисунок 3-1 .С функциональной точки зрения, не имеет значения, , с какой стороны змеевика расположен двухходовой клапан. Двухходовые клапаны, расположенные на обратной стороне трубопровода змеевика, будут поддерживать давление нагнетания насоса на гидравлических змеевиках, чтобы обеспечить принудительную вентиляцию воздуха из возвратного коллектора змеевика. Кроме того, жидкость, проходящая через клапан на обратной стороне, сдерживается за счет потери / увеличения тепла через змеевик.

На Рисунке 3-20 показаны схемы двух типичных трехходовых смесительных клапанов.

Рисунок 3-20. Типовая компоновка трехходового смесительного клапана

Обратите внимание на то, как обозначены порты клапана; Важно, чтобы схемы управления были обозначены таким образом, чтобы убедиться, что клапан подключен к трубопроводу в желаемой конфигурации, чтобы он не смог попасть в нужное положение и должным образом реагировал на управляющее воздействие контроллера. Общий порт ориентирован так, чтобы поток всегда возвращался в обратный канал распределения. В примере вверху Рис. 3-20 клапан обычно закрыт для прохождения потока через змеевик.Если требуется нормально открытое расположение, метки портов на схеме можно просто поменять местами (метка NO будет показана на возвратном патрубке клапана). Однако, поскольку обычно открытый порт на реальном трехходовом смесительном клапане находится внизу, простое изменение обозначения схемы приводит к ошибкам в полевых условиях. Лучше переупорядочить схему, как показано в нижней части Рисунок 3-20 , так, чтобы порт NO был показан в правильном положении.

Обратите внимание на балансировочный клапан, показанный на байпасной линии змеевика на Рисунок 3-20 .Хотя обычно он не является частью системы управления (и, как таковой, он обычно не показан на схемах управления), этот клапан, тем не менее, необходим для правильной работы водораспределительной системы, если только падение давления в змеевике не очень низкое. Клапан должен быть сбалансирован, чтобы соответствовать падению давления в змеевике, чтобы, когда клапан находится в байпасном положении, падение давления было таким же, как и путь через змеевик. Без клапана происходит короткое замыкание жидкости и перепад давления между подачей и возвратом в системе будет падать, что может привести к нехватке других змеевиков в системе, которые требуют более высокого перепада давления.

Заглушки в трехходовых клапанах доступны в том же стиле, что и двухходовые клапаны, обычно линейные и равнопроцентные. Однако не все производители выпускают оба стиля во всех размерах, поэтому у дизайнера не всегда есть гибкость в выборе в рамках одной линии 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 приведут к постоянному потоку независимо от того, какой тип заглушки выбран. Как отмечалось выше, балансировочный клапан может использоваться для обеспечения того, чтобы поток был одинаковым, когда поток проходит 100% через змеевик или байпас. Однако, когда клапан находится между этими двумя крайними значениями, поток всегда будет увеличиваться с линейной пробкой и, в меньшей степени, с равнопроцентной пробкой. Причина этого станет очевидной, если мы рассмотрим размер и выбор клапанов в следующем разделе.

Перед выбором и определением размеров необходимо рассмотреть еще одну характеристику поведения регулирующих клапанов. Регулирующие регулирующие клапаны имеют неотъемлемую рабочую характеристику, называемую «коэффициентом диапазона». Коэффициент диапазона регулирования регулирующего клапана — это отношение максимального расхода к минимальному регулируемому расходу. Эта характеристика измеряется в лабораторных условиях только с постоянным дифференциалом, применяемым к клапану.Коэффициент диапазона 10: 1 означает, что только клапан может регулировать расход до 10%.

Установленная способность того же клапана управлять малым расходом — это «коэффициент диапазона изменения». В реальной системе давление на клапане не остается постоянным. Обычно, когда клапан закрывается, перепад давления на клапане увеличивается. Отношение перепада перепада давления, когда клапан полностью открыт, к тому, когда он почти закрыт, называется его «авторитетом». Если бы давление осталось прежним, авторитет был бы P / P = 1.Однако, если давление увеличится в четыре раза, авторитет будет = 0,25. Коэффициент диапазона изменения клапана вычисляется путем умножения собственного коэффициента диапазона изменения на квадратный корень из авторитета клапана. Следовательно, клапан, который имеет приличный диапазон регулирования (скажем, 20: 1), но плохой авторитет (скажем, 0,2), не будет иметь хорошей способности управлять вплоть до малых расходов (диапазон регулирования 20 • √0,2 = 9: 1) и сможет только обеспечивают «двухпозиционный» контроль над значительной частью диапазона расхода.

Многие регулирующие клапаны HVAC шарового типа не имеют высоких коэффициентов диапазона изменения; крупный производитель перечисляет значения от 6.От 5: 1 до 25: 1 для их диапазона шаровых клапанов от ½ дюйма до 6 дюймов. Однако наиболее характерные шаровые регулирующие клапаны имеют очень высокий коэффициент диапазона (обычно> 150: 1).

Блог

Что такое шаровой кран? Шаровой кран — это двухпозиционный или запорный клапан. Двухходовые шаровые краны регулируют поток жидкой или газовой среды с помощью вращающегося шара, штока и отверстия. Шаровой кран также является четвертьоборотным и может использоваться там, где важна быстрая и частая работа.

Обычные шаровые краны имеют относительно плохие характеристики дросселирования, поскольку открытое седло может быстро разрушиться в частично открытом или закрытом положении.

Часто задаваемые вопросы

1. Каковы преимущества двухходовых шаровых кранов? Они обеспечивают надежную герметизацию. Шар отлично отполирован, чтобы обеспечить плотное перекрытие, что снижает вероятность утечек, даже если система не используется в течение длительного времени.

Они изготовлены из высокопрочных и долговечных материалов, таких как углеродистая или нержавеющая сталь.Двухходовые шаровые краны из нержавеющей стали очень устойчивы и используются в суровых условиях с высокими температурами и химическими веществами.

Они обеспечивают более быстрое отключение за счет четвертьоборотного клапана. Он называется четвертьоборотным клапаном, потому что рукоятке требуется всего четверть оборота (поворот на 90 °), чтобы позволить или заблокировать поток среды, что чрезвычайно важно во время чрезвычайных ситуаций.

Легко определить открытое или закрытое состояние клапана, поскольку вы можете визуально определить положение ручки.

2. Когда следует использовать двухходовые шаровые краны? Следующий контрольный список можно использовать, чтобы проверить, подходит ли 2-ходовой шаровой кран для использования.

• Требуется более 2 портов: шаровой кран может иметь от 2 до 4 портов (2-ходовые, 3-ходовые или 4-ходовые шаровые краны).
• Меньшая пропускная способность: 2-ходовые шаровые краны обычно имеют меньший диаметр и меньшую пропускную способность.
• Более высокая скорость открытия или закрытия: требуется всего четверть оборота (поворот на 90 °), чтобы позволить или заблокировать поток среды.
• Требуется герметичное уплотнение и полное перекрытие: двухходовые шаровые краны обеспечивают надежное уплотнение.
• Используется для систем низкого давления: Предназначено для предотвращения гидравлического удара (гидроудара).
• Используется для неабразивных сред: шаровые краны обычно имеют мягкое седло, что делает их непригодными для работы с абразивными материалами. Мягкие уплотнения могут быть повреждены твердыми частицами или захвачены полостями корпуса.

3. Какие бывают сборки корпуса 2-ходового шарового крана? Существует 3 обычно используемых конструкции — цельный, двухкомпонентный или трехкомпонентный корпус, которые влияют на способ сборки и обслуживания клапана.

• Цельные клапаны не подлежат разборке для обслуживания. Это самый дешевый вариант, который часто используется для приложений с невысокими требованиями.
• Двухкомпонентные клапаны можно разобрать для обслуживания и осмотра. Клапан необходимо полностью снять с трубопровода, чтобы разделить две части.
Трехкомпонентные клапаны
• являются наиболее дорогим вариантом, так как клапан можно отремонтировать, не снимая полностью клапан с трубопровода.

4.Какие бывают типы мячей? В зависимости от того, как шар поддерживается, существует либо конструкция с плавающим шаром, либо конструкция с шаровой опорой.

В конструкции с плавающим шаром мяч удерживается между сиденьями. Он используется для клапанов с малым проходом (до 6 дюймов) классов 150 и 300.

В конструкции с шаровой опорой шар поддерживается под шаром. Обычно используются клапаны класса 150 и 300 с номиналом 8 дюймов и выше. с шаровой опорой на цапфе. Клапаны класса 600 и выше обычно имеют конструкции с цапфой размером 1 1/2 дюйма и выше.

5. Каковы разные шаблоны портов? Шаровые краны доступны со следующими типами портов:

• Редукционный порт
• Порт Вентури
• Полный порт

Для большинства применений указаны шаровые краны с уменьшенным отверстием, поскольку они дешевле, чем полнопроходные или полнопроходные клапаны.

Полнопроходные клапаны используются в трубопроводах, которые часто подвергаются очистке скребками и требуют, чтобы отверстие шарового клапана соответствовало внутреннему диаметру трубопровода.

Они также предназначены для горячей врезки, когда перепад давления на клапане становится очень критическим.

6. Какие конструкции седел доступны для шаровых кранов? Конструкция с мягким седлом: Шаровые краны обычно поставляются с мягкими седлами, такими как PTFE, наполненный PTFE, нейлон, Buna-N и неопрен. Эти мягкие седла ограничивают максимальную рабочую температуру и делают клапан непригодным для работы с абразивом.

Антистатическая конструкция: Когда клапаны снабжены мягкими седлами, антистатическая конструкция обеспечивает непрерывность электрических цепей между шаром, штоком и корпусом клапана.

Конструкция «металл по металлу»: Для абразивных сред или приложений с высокой степенью целостности, таких как очень высокое давление, температура выше 392 ° F или если в жидкости присутствуют твердые частицы, можно использовать шаровые краны с седлом металл к металлу. Они имеют покрытие из карбида вольфрама.

Для работы в условиях высоких температур клапаны обычно снабжены удлинительными крышками, чтобы гарантировать, что оператор находится в зоне температуры окружающей среды. Шаровые краны с металлическими седлами обычно используются всякий раз, когда требуется высокий уровень безопасности, как в случае применения HIPPS.Испытание на герметичность седла проводится в соответствии с BS 6755, часть I, степень B.

7. Как эффективно и безопасно использовать двухходовой шаровой кран? 2-ходовые шаровые краны лучше всего использовать в системах с низким давлением, чтобы предотвратить гидравлический удар (гидроудар). Двухходовые шаровые краны обеспечивают более быстрое закрытие благодаря четвертьоборотному клапану. Это резкое отключение среды может вызвать скачок давления, создавая такой шум, как при ударе по трубам (гидравлический удар). Этот мощный гидроудар может разорвать систему и вызвать утечку.Чтобы уменьшить влияние гидравлического удара, можно установить несколько устройств безопасности, таких как расширительные баки, гидроаккумуляторы и продувочные клапаны.

Если клапаны используются в системах с газом высокого давления, используйте уплотнительные кольца для взрывоопасной декомпрессии. При использовании обычных эластомерных уплотнительных колец существует вероятность поглощения газа молекулярной структурой. Если клапан подвергается внезапной декомпрессии, газ будет быстро расширяться и может разрушить уплотнительное кольцо. Чтобы исключить эту возможность, доступны специальные уплотнительные кольца или манжеты, подходящие для таких условий эксплуатации.

Если требуется пожаробезопасная конструкция, клапан будет иметь маркировку «FIRE-SAFE» в соответствии с одной из следующих спецификаций: ISO 10497, BS 6755-2, API 607 ​​или API 6FA.
2-ходовые шаровые краны также имеют шанс выйти из строя. Клапан либо не будет полностью герметизирован из-за поврежденного уплотнения, либо клапан не будет двигаться, поскольку мусор блокирует клапан. Важно проводить частые проверки, чтобы убедиться, что уплотнение не повреждено, и удалить любой мусор, попавший в клапан.

8. На что обращать внимание при покупке шарового крана? Приобретая двухходовой шаровой кран, обратите внимание на следующее:

• Размер клапана
• Класс давления
• Тип шара: плавающий шар или конструкция на цапфе
• Узор: стандартный узор или короткий узор
• Диаметр цилиндра: полнопроходной или уменьшенный
• Концы: фланцевые, под приварку, резьбу или под приварку
• Антистатическое устройство
• Сведения об операторе: рычаг, редуктор или привод (электрический, пневматический или гидравлический)
• Надземный или заглубленный клапан с удлиненным штоком (укажите глубину заглубления и размер удлинения штока)
• Корпус, кольца седла, трим, цапфа, уплотнения, болты, гайки, прокладки и уплотнительный материал
• Сертификационные требования

При необходимости обратите внимание на следующее:

• Подъемные проушины или проушины: обычно указываются для клапанов весом более 250 кг
• Седло (если не клапан с мягким седлом e. г. конструкция с металлическим седлом)
• Ориентация клапана (если клапан не установлен штоком вертикально вверх)
• Опора клапана (если требуется при анализе напряжений): конструкция по индивидуальному заказу, обычно опоры клапана не входят в стандартную конструкцию
• Строительный размер (если нестандартный)
• Запорное устройство (при необходимости): для удержания клапана в заблокированном открытом или заблокированном закрытом положении
• Дренажное соединение (при необходимости)
• Соединение для впрыска герметика (при необходимости)
• Операция горячей врезки (при необходимости)
• Испытание на пожаробезопасность (при необходимости)
• Подключение встроенного байпаса (при необходимости)
• Спецификация окраски (применима к проекту)

Получите свои двухходовые шаровые краны сегодня

Lian Ee Hydraulics на протяжении последних 30 лет находила инновационные ответы на некоторые из самых сложных гидравлических соединений в мире. Мы предлагаем надежные двухходовые шаровые краны, которые подходят для всех ваших потребностей в гидравлике. Посмотреть их можно здесь.

3-ходовые регулирующие клапаны или клапаны, не зависящие от давления?

Трехходовой регулирующий клапан перекрывает поток воды в одной трубе и открывает поток воды в другой трубе. В модулирующем или 3-точечном плавающем приложении клапан также может смешивать воду из двух разных труб в одну трубу или отводить воду из одной трубы в две разные трубы. Подключенный к системе автоматизации здания и термостатам, расположенным в каждой зоне, трехходовой клапан направляет воду для отопления или охлаждения через змеевик, если требуется нагрев или охлаждение.Если зона не нуждается в обогреве или охлаждении, поток через байпасную линию направляется в обратный трубопровод. Это означает, что расход останется прежним, если вы используете в системе 3-ходовые клапаны. Для сравнения, двухходовой клапан может остановить поток воды к змеевику, когда нет необходимости в нагреве или охлаждении. Это означает, что расход будет изменяться, если вы используете в системе 2-ходовые клапаны.

Исторически 3-ходовые клапаны использовались в насосных системах с постоянным расходом для поддержания постоянного расхода, независимо от того, требовалось ли нагревание / охлаждение.В большинстве систем сегодня используются двухходовые клапаны для систем с регулируемой скоростью, поскольку расход может колебаться при открытии и закрытии клапанов. Когда 2-ходовой клапан закрывается, перепад давления увеличивается, и насос замедляется (меньше расход), что позволяет экономить энергию.

Большинство экспертов согласны с тем, что насосные системы с переменным расходом предпочтительнее, потому что они могут сэкономить владельцам зданий значительную экономию энергии на насосах. Некоторые переключили свою систему постоянной скорости на регулируемую, но они не улавливают экономию энергии, потому что они оставляют свои 3-ходовые клапаны или устанавливают 2-ходовые клапаны и имеют проблемы с переполнением и недостаточным сливом. С 3-ходовыми клапанами система переменной скорости никогда не экономит энергии, потому что 3-ходовые клапаны поддерживают постоянный поток независимо от изменений нагрузки, а насос никогда не может снизить скорость. При установке простых 2-ходовых клапанов могут возникнуть условия перелива и недостаточного расхода во время запуска, а также при увеличении размеров клапанов, что также приводит к потере энергии насоса. Обе эти проблемы могут быть решены путем установки регулирующих клапанов, не зависящих от давления (PIC-V). PIC-V постоянно поддерживает правильный поток через каждый контур или змеевик, даже если давление в системе изменяется.Контур имеет точный расход, необходимый при запуске, при расчетной нагрузке и при пониженной нагрузке. Расход изменяется только тогда, когда требуется изменение системы управления.

Ни один другой регулирующий клапан не может обеспечить точный расход независимо от изменений давления. А если вы модернизируете свои 3-ходовые клапаны, выберите более низкий расход для змеевика, чтобы обеспечить более высокий ΔT через змеевик. Этот уменьшенный поток означает, что насос может снизить скорость и сэкономить энергию.

Возникают проблемы, когда все 2-ходовые клапаны закрыты в системе с регулируемой скоростью:

1. Насос может перегреться, если он продолжает работать при закрытых клапанах даже на минимальной скорости.
2. Температура кондиционированной воды в коллекторах и удаленных стояках со временем станет температурой окружающей среды. Это означает, что когда в помещении в конечном итоге потребуется обогрев / охлаждение, возникнет задержка, поскольку свеже нагретая или охлажденная вода циркулирует по системе. Это может вызвать дискомфорт у пользователя и вызвать жалобы.

Поэтому рекомендуется при переходе с 3-ходовой системы на 2-ходовую систему оставлять наиболее удаленный 3-ходовой клапан на каждом стояке, чтобы охлаждающая / нагревающая вода могла рециркулировать, даже если все другие клапаны закрыты. .

Еще одна проблема, связанная с использованием 3-ходовых клапанов в любом типе применения, заключается в том, что они способствуют развитию синдрома низкого ΔT. Трехходовые клапаны перепускают кондиционированную нагретую / охлажденную воду в обратную линию. Температуры смешиваются, и ΔT на охладителе или бойлере снижается, поскольку подаваемая вода смешивается с возвратной.

Как работает в вашей системе регулирующий клапан, не зависящий от давления? PIC-V сочетает в себе диафрагму регулирования перепада давления с 2-ходовым регулирующим клапаном для обеспечения определенного расхода независимо от колебаний давления в системе.Клапан выполняет функцию балансировочного клапана и регулирующего клапана в одном блоке. Привод регулирует PIC-V до требуемого фиксированного расхода в зависимости от нагрузки или требований зоны, независимо от давления.

Когда зона удовлетворена, привод прекращает вращение, и теперь клапан настроен на оптимальный поток. Если давление в системе изменяется, внутренняя диафрагма регулирования давления компенсирует изменение давления и поддерживает постоянный расход без переключения привода. Расход не изменяется до тех пор, пока система управления не скажет приводу изменить положение клапана в зависимости от изменений нагрузки. Этот стабильный поток означает меньшую работу привода и, следовательно, увеличивает срок его службы.

Преимущества использования 6-ходового клапана

Раньше активные охлаждающие балки, которые должны были выполнять как охлаждение, так и обогрев помещения, устанавливались в 4-трубной системе. Это означало, что из-за конструкции змеевика с охлаждающей балкой примерно 75% используемых труб будут использоваться только для охлаждения, а оставшиеся 25% труб будут использоваться только для нагрева.Создав эти два контура, змеевик не может обеспечить такую ​​же мощность, как змеевик, использующий все трубки для нагрева или охлаждения. Для борьбы с этим можно использовать 6-ходовой клапан, позволяющий использовать все трубки змеевика для нагрева и охлаждения. Это обеспечивает гибкость настоящей 4-трубной системы с характеристиками 2-трубной системы при более низких начальных затратах, чем 4-трубная система.

6-ходовой клапан — это, по сути, два трехходовых клапана в едином корпусе клапана с общим приводом, который регулирует подачу воды к балкам.Трубы подачи и возврата из систем охлажденной и горячей воды подключены к четырем из шести портов клапана, а два других порта предназначены для подачи и возврата в зону балок. Летом система автоматизации здания (BAS) сигнализирует клапану об открытии последовательности подачи охлажденной воды. Когда сезон меняется на зимний, клапан получает сигнал о переключении, отключая последовательность подачи охлажденной воды и открывая последовательность подачи горячей воды. Клапаны переключаются между горячей и охлажденной водой и регулируют расход для регулирования температуры, а не используют смешивание для регулирования.Однако из-за общей зоны трубопровода вода в двух контурах со временем смешивается, поэтому оба контура должны иметь одинаковую химическую обработку, такую ​​как процентное содержание гликоля.

Как упоминалось ранее, благодаря использованию 6-ходового клапана охлаждающая балка теперь может использовать все трубки своего змеевика и обеспечивать более высокую производительность.