شیرهای کنترل سه طرفه

دریچه های سه طرفه جریان متغیر را از طریق سیم پیچ در حالی که جریان تا حدودی ثابت در سیستم را حفظ می کنند ، فراهم می کنند.

مخلوط کردن و منحرف کردن دریچه های سه طرفه درشکل 1بشر در یک شیر مخلوط ، دو جریان ورودی در یک جریان خروجی ترکیب می شوند. در دریچه منحرف ، برعکس صورت می گیرد. درگاه خروجی دریچه مخلوط کردن و درگاه وارد شده بر روی دریچه منحرف ، درگاه مشترک نامیده می شود ، که به طور معمول دارای C (برای مشترک) یا گاهی اوقات AB است.

شکل 1بشر مخلوط کردن (سمت چپ) و منحرف (راست) تنظیمات شیر

که درشکل 2، درگاه پایین دریچه اختلاط به طور معمول برای درگاه مشترک باز شده است ، com. (هنگام بالا آمدن ساقه ، به حالت مشترک باز می شود).

شکل 2. شیر اختلاط سه طرفه

این درگاه به طور معمول دارای NO (برای معمولاً باز) است ، اگرچه گاهی اوقات برچسب B (درگاه پایین) است. درگاه دیگر به طور معمول به حالت مشترک بسته است و به طور معمول دارای NC (به طور معمول بسته) است ، اگرچه گاهی اوقات برچسب A یا U (درگاه فوقانی) است. خروجی متداول معمولاً دارای برچسب com یا خارج است. شیر منحرف به طور مشابه برچسب خورده است.

که درشکل 3، بندر مشترک دریچه منحرف در همان مکان که در شیر مخلوط کردن ، در سمت نشان داده شده است.

شکل 3. شیر انحرافی سه طرفه

با وجود برخی از تولید کنندگان ، شیر ممکن است به گونه ای طراحی شود که درگاه مشترک بندر پایین باشد و آب از چپ و راست خارج شود. توجه کنید که ، مانند دریچه های دو طرفه ، شاخه های هر دو دریچه مخلوط و منحرف برای جلوگیری از چکش آب ترتیب داده شده اند (یعنی جریان زیر صندلی دریچه است). بنابراین ، این مهم است که شیر به درستی لوله کشی و برچسب گذاری شود و از یک شیر اختلاط استفاده شود ، و برعکس نباید از شیر استفاده شود.

مخلوط کردن دریچه ها نسبت به دریچه های منحرف ارزان تر است و بنابراین رایج تر است. در بیشتر موارد ، در جایی که دریچه های سه طرفه مورد نظر هستند ، آنها در پیکربندی اختلاط قرار می گیرند ، اما گاهی اوقات یک شیر منحرف کننده مورد نیاز است.

استفاده متداول از شیرهای مخلوط کردن بر روی دریچه های منحرف ، ظاهراً به همین دلیل است که شیرهای دو طرفه به طور سنتی در سمت بازگشت کویل ها قرار می گیرند (جایی که دریچه مخلوط باید برود) و نه در سمت عرضه (جایی که یک دریچه منحرف می شود). از دیدگاه عملکردی ، آن را ایجاد می کندفرقی نداردشیر دو طرفه در کدام طرف سیم پیچ قرار دارد. دریچه های دو طرفه واقع در سمت برگشتی لوله کشی سیم پیچ ، فشار تخلیه پمپ را روی سیم پیچ های هیدرونی حفظ می کند تا هوا مثبت هوا را از هدر بازگشت سیم پیچ فعال کند. علاوه بر این ، سیال عبور از شیر در سمت برگشتی با کاهش گرما/افزایش از طریق سیم پیچ کاهش می یابد.

شکل 4دو طرح بندی شیر مخلوط سه طرفه معمولی را نشان می دهد.

شکل 4بشر تنظیمات شیر مخلوط سه طرفه معمولی

توجه کنید که چگونه درگاه های دریچه برچسب گذاری شده اند. این مهم است که شماتیک های کنترل به این روش برچسب گذاری شوند تا مطمئن شوند که دریچه در پیکربندی مورد نظر لوله کشی شده است تا در موقعیت مناسب نتواند و به درستی به عملکرد کنترل کنترلر پاسخ دهد. درگاه مشترک به گونه ای گرا است که جریان همیشه به بازده توزیع باز می گردد. در مثال در بالایشکل 4، شیر در حالت عادی استبسته شده برای جریان از طریق سیم پیچ. اگر آرایش معمولاً باز مورد نظر باشد ، برچسب های بندر روی شماتیک می توانند به سادگی معکوس شوند (هیچ برچسب در بازگشت شیر نشان داده نمی شود). با این حال ، از آنجا که پورت معمولاً باز روی یک شیر مخلوط سه طرفه واقعی در پایین است ، به سادگی با استفاده از شماتیک ، خطاهای موجود در این زمینه را تشویق می کند. بهتر است همانطور که در قسمت پایین نشان داده شده است ، دوباره شماتیک تنظیم کنیدشکل 4، به طوری که هیچ درگاه در موقعیت مناسب نشان داده شده است.

به شیر متعادل نشان داده شده در خط بای پس سیم پیچ توجه کنیدشکل 4بشر اگرچه به طور کلی بخشی از سیستم کنترل نیست (و به همین ترتیب ، به طور معمول در مورد شماتیک کنترل نشان داده نمی شود) ، با این وجود این شیر برای عملکرد مناسب سیستم توزیع آب ضروری است مگر اینکه افت فشار سیم پیچ بسیار کم باشد. دریچه باید متعادل شود تا با افت فشار سیم پیچ مطابقت داشته باشد به طوری که وقتی دریچه در موقعیت بای پس باشد ، افت فشار شبیه به مسیر از طریق سیم پیچ خواهد بود. بدون دریچه ، یک اتصال کوتاه سیال رخ می دهد و فشار دیفرانسیل عرضه به بازگشت در سیستم کاهش می یابد ، احتمالاً سیم پیچ های دیگر در سیستم را گرسنه می کند که به فشار دیفرانسیل بیشتری نیاز دارند.

شاخه های موجود در دریچه های سه طرفه در همان سبک های دریچه های دو طرفه ، به طور معمول خطی و مساوی در دسترس هستند. با این حال ، همه تولید کنندگان هر دو سبک را در هر اندازه نمی سازند ، بنابراین طراح همیشه در انتخاب یک تولید کننده انعطاف پذیری ندارد. در بعضی از موارد نادر ، دریچه ها با دو سبک پلاگین مختلف ساخته شده اند که به شیر می دهد تا به صورت خطی برای یک درگاه رفتار کند و یک درصد درصد مساوی برای دیگری. به نظر می رسد دریچه های منحرف در درجه اول با شاخه های درصد مساوی در دسترس هستند. انتخاب سبک پلاگین در بخش بعدی بحث شده است.

در حالی که دریچه های سه طرفه معمولاً در جایی که جریان سیال ثابت مورد نظر است استفاده می شود ، در واقعیت بدون توجه به انتخاب سبک پلاگین منجر به جریان ثابت نمی شوند. همانطور که در بالا ذکر شد ، از دریچه تعادل می توان استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که جریان یکسان است وقتی جریان از طریق سیم پیچ یا بای پس از 100 ٪ می رود. با این حال ، هنگامی که دریچه بین این دو افراط قرار دارد ، جریان همیشه با یک پلاگین خطی و به میزان کمتری با یک پلاگین درصد مساوی افزایش می یابد. دلیل این امر آشکار خواهد شد که ما در نظر بگیریم که چگونه دریچه ها در بخش بعدی اندازه و انتخاب می شوند.

قبل از انتخاب و اندازه گیری ، یک ویژگی رفتاری دیگر برای تعدیل دریچه ها برای ما وجود دارد. شیرهای کنترل تعدیل شده دارای یک ویژگی عملیاتی ذاتی به نام "فاکتور توانایی دامنه" هستند. ضریب توانایی دامنه یک شیر کنترل نسبت حداکثر جریان به حداقل جریان قابل کنترل است. این ویژگی در شرایط آزمایشگاهی با یک دیفرانسیل ثابت که فقط روی شیر اعمال می شود اندازه گیری می شود. یک عامل توانایی دامنه 10: 1 نشان می دهد که دریچه به تنهاییمی تواند تا حداقل جریان 10 ٪ را کنترل کند.

توانایی نصب شده از همان دریچه برای کنترل جریان های کم "نسبت پایین آمدن" است. در سیستم واقعی ، فشار در سراسر شیر ثابت نمی ماند. به طور معمول ، با بسته شدن شیر ، فشار دیفرانسیل در سراسر شیر بالا می رود. نسبت افت فشار دیفرانسیل هنگامی که شیر کاملاً باز است وقتی که تقریباً بسته شود ، "اقتدار" نامیده می شود. اگر فشار برای ماندن همان مقام باشدپ/پ = 1. با این حال ، اگر فشار چهار برابر شود ، اقتدار 0.25 = 0.25 خواهد بود. نسبت پایین به پایین سوپاپ با ضرب کردن فاکتور توانایی دامنه ذاتی بار ریشه مربع اقتدار دریچه محاسبه می شود. از این رو ، دریچه ای که توانایی دامنه مناسبی داشته باشد (مثلاً 20: 1) اما اقتدار ضعیف (مثلاً 0.2) توانایی خوبی برای کنترل جریان های پایین نخواهد داشت (توانایی دامنه 20 • √0.2 = 9: 1) ، و فقط می تواند کنترل "خاموش" را بر بخش خوبی از محدوده جریان خود فراهم کند.

بسیاری از شیرهای کنترل HVAC به سبک کره زمین از عوامل توانایی دامنه بالایی برخوردار نیستند. یک تولید کننده اصلی مقادیر 6.5: 1 تا 25: 1 را برای دامنه دریچه های کره زمین از ½ اینچ تا 6 اینچ ذکر می کند. با این حال ، بیشتر دریچه های کنترل توپ دارای فاکتور توانایی بسیار بالایی هستند (معمولاً> 150: 1).