三方調節弁

3方向バルブは、システム内のやや一定の流れを維持しながら、コイルを通る可変フローを提供します。

混合と3方向バルブの迂回が示されています図1。混合バルブでは、2つの入っている流れが1つの発信ストリームに結合されます。迂回バルブでは、反対が起こります。混合バルブの出口ポートと迂回バルブの入力ポートは、一般的にC(共通の場合)、または時にはABとラベル付けされた共通ポートと呼ばれます。

図1。混合(左)および迂回(右)バルブ構成

図2、混合バルブの下部ポートは、通常、共通のポートCOMに開いていることが示されています。 (ステムが上がっているときに共通に開かれます)。

図2。 3方向混合バルブ

このポートには通常、NO(通常は開いていない場合)とラベル付けされていますが、B(下部ポート)とラベル付けされることもあります。他のポートは通常共通に閉じられており、通常はNC(通常は閉じられている)とラベル付けされていますが、時々aまたはu(上ポート)とラベル付けされます。一般的なアウトレットには、通常、comまたはoutというラベルが付いています。迂回バルブも同様にラベル付けされています。

図3、迂回バルブの一般的なポートは、ミキシングバルブの位置と同じ場所、側面に表示されます。

図3。三方迂回バルブ

一部のメーカーを使用すると、バルブを設計して、共通のポートが左右に出る底部ポートになるように設計できます。双方向のバルブと同様に、混合バルブと迂回バルブの両方のプラグは、ウォーターハンマーを避けるために配置されています(つまり、流れはバルブシートの下にあります)。したがって、バルブをフロー方向に関して適切に配管およびタグ付けすることが重要であり、混合バルブを使用するために使用してはなりません。

混合バルブは、迂回バルブよりも安価であるため、より一般的です。ほとんどの場合、3方向バルブが必要な場合、それらは混合構成に配置されますが、時には迂回バルブが必要です。

迂回バルブ上の混合バルブのより一般的な使用は、明らかに双方向バルブが伝統的にコイルの戻り側(混合バルブが行かなければならない場合)に配置されている理由です(迂回バルブがある場合)。機能的な観点から、それは作ります違いはありませんコイルのどちら側に双方向バルブが配置されています。コイル配管のリターン側にある双方向のバルブは、コイルリターンヘッダーからの正の空気呼吸を可能にするために、水素コイルのポンプ排出圧力を維持します。さらに、戻り側のバルブを通過する流体は、コイルを介した熱損失/ゲインによって和らげられます。

図42つの典型的な3方向混合バルブ回路図を示しています。

図4。典型的な3方向混合バルブの配置

バルブポートにどのようにラベル付けされているかに注意してください。バルブが目的の構成にパイプされていることを確認して、適切な位置に失敗し、コントローラーの制御作用に適切に応答するように、制御回路図にこの方法でラベル付けされることが重要です。一般的なポートは、流れが常に配布リターンに戻るように方向付けられています。上部の例で図4、バルブは通常ですコイルを流れるように閉じます。通常開いている配置が必要な場合、概略図のポートラベルは単純に逆転する可能性があります(バルブリターンにラベルなしが表示されます)。ただし、実際の3ウェイミキシングバルブの通常開いたポートは底にあるため、概略図を単純に再評価すると、フィールドのエラーが促進されます。の下部に示されているように、回路図を再配置する方が良いです図4、NOポートが適切な位置に表示されるように。

のコイルバイパスラインに示されているバランスバルブに注意してください図4。一般に制御システムの一部ではありません(そして、そのため、通常は制御回路図には表示されません)が、このバルブは、コイルの圧力低下が非常に低い場合を除き、水配布システムの適切な動作に不可欠です。バルブがバイパス位置にある場合、圧力降下がコイルを通るパスに類似するように、コイルの圧力降下と一致するようにバランスをバランスさせる必要があります。バルブがなければ、流体の短絡が発生し、システム内の供給供給差までの差圧が低下し、おそらくより高い差圧を必要とするシステム内の他のコイルを飢えさせる可能性があります。

3方向バルブのプラグは、双方向バルブと同じスタイルで、通常は線形で等しい割合で使用できます。ただし、すべてのメーカーがすべてのサイズで両方のスタイルを作成するわけではないため、デザイナーは常に1つのメーカーのライン内で選択に柔軟性があるとは限りません。まれな例では、バルブは2つの異なるプラグスタイルで構築されており、バルブは1つのポートで線形ファッションで動作し、もう1つのポートでは同等の割合で動作します。迂回バルブは、主に同じ割合のプラグで利用できるようです。プラグスタイルの選択については、次のセクションで説明します。

一定の流体の流れが望まれる場合は、3方向バルブが最も一般的に使用されますが、実際には、どのプラグスタイルが選択されていても、一定の流れにはなりません。上記のように、バランスバルブを使用して、コイルまたはバイパスのいずれかを100%流れると、流れが同じであることを確認できます。ただし、バルブがこれらの両極端の間にある場合、フローは常に線形プラグと、程度は低いが等しいプラグで増加します。次のセクションでバルブのサイズと選択された方法を検討すると、この理由が明らかになります。

選択とサイジングを選択する前に、私たちが考慮すべき変調バルブの行動特性がもう1つあります。変調制御バルブには、「範囲能力係数」と呼ばれる固有の動作特性があります。制御バルブの範囲能力係数は、最小流量と最小制御可能な流れの比です。この特性は、実験室の条件下で測定され、バルブのみに一定の微分が適用されます。 10:1の範囲能力係数は、 バルブだけ10%の最小フローに制御できます。

同じバルブが低流量に制御する設置機能は、「ターンダウン比」です。実際のシステムでは、バルブ全体の圧力は一定ではありません。通常、バルブが閉じると、バルブ全体の差圧が上昇します。バルブがほぼ閉じられているときに完全に開いているときの差圧低下の比は、その「権限」と呼ばれます。プレッシャーが同じにとどまるなら、当局はP/P =1。ただし、圧力が4倍になった場合、当局は¼= 0.25になります。バルブターンダウン比は、バルブ当局の平方根の固有の範囲能力係数倍を掛けることによって計算されます。したがって、まともな範囲の能力(20:1)を持つバルブ(たとえば、0.2など)は、低フロー(範囲能力20•√0.2= 9:1)に制御する良い能力を持たず、流れ範囲の良い部分を「「オンオフ」制御を提供できるかもしれません。

多くのグローブスタイルのHVAC制御バルブには、範囲の能力要因が高くありません。主要なメーカーには、½インチから6インチのグローブバルブの範囲について、6.5:1から25:1の値がリストされています。ただし、ほとんどの特性化されたボールコントロールバルブは、非常に高い範囲能力係数を持っています(通常は150:1> 150:1)。

3方向制御バルブの主要なデータテーブル

HVACシステムに焦点を当てたエンジニアとして、これらの連結データテーブルは、3方向制御バルブアプリケーション、構成、およびパフォーマンス特性を理解するために価値があることがわかります。

表1:3方向バルブの種類と構成

バルブタイプ フロー構成 一般的なポートの場所 応用
混合バルブ 2つの着信ストリームが1つの発信ストリームに結合されます サイドポート(com、c、またはabというラベル) 最も一般的で、コイルの返品側で使用されます
迂回バルブ 1つの着信ストリームは、2つの発信ストリームに分かれています サイドポート(com、c、またはabというラベル) あまり一般的ではなく、より高価で、供給側で使用されます

表2:3方向バルブポートラベル

ポート 混合バルブ 迂回バルブ 代替ラベル
一般 アウトレット インレット com、c、ab
通常は開いています 下のポート 下のポート いいえ、B(下)
通常閉じた アッパーポート アッパーポート NC、A、U(上)

表3:バルブプラグの種類と特性

プラグスタイル フロー特性 アプリケーション 注釈
リニア 茎の位置に直接比例するフロー 簡単なアプリケーション、高圧降下 3方向バルブではあまり一般的ではありません
等しい割合 フローは、STEM位置で指数関数的に増加します ほとんどのHVACアプリケーション 最も一般的な、特に迂回バルブで
デュアルスタイル 各ポートの異なるプラグスタイル 専門的なアプリケーション まれな可用性

表4:制御バルブの性能特性

特性 定義 代表的な範囲 重要性
範囲能力係数 最大流:最小制御可能なフロー比 6.5:1から25:1(グローブバルブ)
≥150:1(特徴付けられたボールバルブ)
固有の制御機能を示します
権限 ΔP(バルブ開いて):ΔP(バルブはほぼ閉じられています) 0.2〜1.0 値が高いと、より良い制御が提供されます
ターンダウン比 範囲能力係数×√authority インストールによって異なります システム内の実際の制御可能なフロー範囲

表5:インストールの考慮事項

考慮 要件 目的 無視された場合の影響
フロー方向 メーカーの仕様に従う必要があります ウォーターハンマーを防ぎます バルブの損傷、ノイズ、コントロール不良
バランスバルブ バイパスラインで必要です コイルの圧力降下に一致します フローショートサーキット、他のコイルを飢えさせます
オリエンテーション 回路図に一致する必要があります 適切な失敗位置を保証します 不適切なシステム応答

表6:3方向バルブを使用したフロー挙動

プラグの種類 ミッドポジションでのフロー挙動 システムの影響
リニア フローは設計よりも増加します より高いエネルギー使用、潜在的なポンピングの問題
等しい割合 流れはわずかに増加します システムの安定性が向上し、ほとんどのアプリケーションに優先されます
任意のタイプ 完全な一定の流れを維持することはできません 最も近い近似のために適切なバランスをとる必要があります