圧力独立制御バルブ（PICV）は、エネルギーコストを削減し、建物内の暖房および冷却コイル用途の居住者の快適性を高めるのに役立ちます。 PICVは、1つの2つのバルブとして最もよく説明されています：標準 2ウェイコントロールバルブ と バランスバルブ.

PICVバルブの紹介

圧力独立制御バルブは、自動温度制御バルブであり、1つのバルブ本体にパッケージ化された自動フロー調整バルブです。特徴づけられたインサートを備えたボールバルブは、通常の作動温度制御バルブとして機能し、圧力制御カートリッジは、システムの圧力の変化に関係なく、温水または冷水の一定の流れを維持する自動流量調節を提供します。

これらは、多くの閉鎖ループHVACアプリケーションで使用されます。圧力独立した制御バルブを備えたシステムは、試運転中にバランスを取り、バランスをとる必要はありません。システムの水圧は、荷重の変化によって異なるため、コイルへの一定の流れを調節して維持します。

これにより、快適さが向上し、エネルギー効率が向上し、アクチュエータの操作が減少し、高価なコールバックが減少します。圧力独立バルブにより、システムのパフォーマンスが向上します。各コイルへの適切な流れがあるため、ボイラーとチラーは最も効率的です

操作の原則

PICVは、必要な量のお湯（GPM）と冷水（GPM）のみが加熱および冷却コイルに供給されるため、最適な結果を得ます。標準の2方向制御バルブは、特にCVが特大または小さくなっている場合、オーバーフローとアンダーフローを可能にします。これにより、ポンプに余分な水が生成され、不正確さを補償し、ポンプコストが増加します。

PICVバルブ上のアクチュエーターは、流れに影響を与えるシステムの圧力変化を補うために標準的な2ウェイバルブほど頻繁にサイクリングしません。

2バルブシステムを使用したPICV操作の簡略化された説明を次に示します。 2番目のバルブ（下のグラフィックのV2）は、スプリングで対抗するローリングダイアフラム要素を使用して、最初のバルブ（V1）全体の圧力差を調節します。最初のバルブは、アクチュエータによって調整された校正可変オリフィスデバイスです（標準変調制御バルブと同様）。

ダイアフラムはシステムに反応し、作動化された制御バルブオリフィス全体の圧力差を調節して、その流量を維持します。

PICV（以下のグラフィックを参照）では、最大流量を事前に設定すると、インレットオリフィスのサイズが変化します。これは、ストロークの長さを妨げません。変調するとき、オリフィス領域は完全なストロークを使用してアクチュエーターの影響を受けます。これにより、オリフィス領域のサイズが垂直に変化します。

バランスの取れたシステムの重要性

自動フロー調整バルブの目的は、各コイルが常にすべての荷重条件下で正しいフローを持っていることを確認することです。 HVACシステムは、コイルを通る流体の流れが設計フローのプラスまたはマイナス10％内にあるときにバランスが取れています。システムのバランスが取れていない場合、フローの不平等な分布は、一部のコイルにはあま​​りにも多くの流れを生み出し、他のコイルではあまりにも少なすぎます。不十分な流量を持つコイルは、適切に条件付けられません。余剰流れのコイルは効率的に機能しません。流れが高すぎるため、水とコイルを流れる空気がポンプエネルギーを増加させるため、流れが高すぎるため、彼らはエネルギーを無駄にします。

マニュアルバランスバルブを使用して、各コイルを通る実際の流体の流れを調整してフローを設計し、すべての自動制御バルブをフルフロー位置に開きます。これは、バランスバルブを1つずつ手動で設定することによって行われます。 1つのバルブが設定され、次に次のバルブなどが設定されています。システムが変更されるたびに変更されるため、以前にバランスが取れていたバルブはバランスが取れなくなります。

これが、Ashraeが各バルブを少なくとも3回設定して、設計フローのプラスまたはマイナス10％内の実際の流れを取得し、「バランス」と見なされることを推奨する理由です。

従来の制御バルブを使用したHVACシステムの問題

システムが手動でバランスされていた後でも、フルフロー位置でのみバランスが取れます。システム内のバルブが位置を変更すると、システムの圧力が変更され、システムが不均衡になり、効率が低下します。これは快適な問題を引き起こしますが、 低デルタT症候群.

デルタTは、コイルの両側の水温差です。コイルを通る水の流れが高すぎる場合、空間から熱を効率的に抽出しません。冷却モードでは、水が適切な熱伝達をするのに十分な時間をコイルに費やしていなかったため、戻り水温は設計よりも低くなります。今日の最新のHVACシステムの多くには、エネルギーを節約するための可変フローポンプがあります。可変速度システムは、ポンプモーターが遅い速度で駆動される場合、一定の流量システムよりも少ないエネルギーを使用します。

理論的には、従来の制御バルブを備えた可変フローシステムは、コイルのデルタTを改善するはずです。ただし、これらのシステムの圧力が変化すると、バルブを通る流れが増加または減少します。この事実は、基本的なフロー式（flow =cv√Δp）で明らかです。圧力差（Delta P）が増加するにつれて、オープンエリアが同じままである場合、流れは増加する必要があります。コイルのフローを変更したいのは、負荷要件が変更されたときだけ、バルブのオープンエリアを変更してアクチュエーターが応答する必要があります。アクチュエータの位置に変化することなく、これらの流れの変化は通常、特に高いコイルの流量を要求する場合、過度の流れをもたらします。これにより、冷却と加熱が低くなります。範囲が低い制御バルブにより、これらのシステムでは流れの制御がさらに困難になります。

設計よりも低いコイルデルタTは、非効率的な熱伝達があり、コイルに送られた冷水がチラーに戻ると冷たいままであることを示しています。これは汚れたコイルによって引き起こされる可能性がありますが、システム内のこれらの圧力の変動によって引き起こされるほど高い流れによって引き起こされることがよくあります。この増加した流れは、占有された空間の冷却が不十分であり、ポンプを不必要に激しく動作させます。チラーは、荷重ではなく、流れに応じてステージ上することができます。チラーが氷上になることさえあります。コイルを減速してコイルへの流れを制御できる場合は、ポンプエネルギーを節約しながらデルタTを増やすことができます。

低いデルタTは、特に凝縮ボイラーを使用する場合、暖房システムに問題を引き起こします。エネルギーが暖房コイルに完全に伝達されない場合、ボイラーに戻る水の温度はボイラーが凝縮することを許されません。これが起こると、ボイラーは高価な従来のボイラーになります。これらの要因により、運用コストが増加し、スペースが快適になります。

低いデルタTでは、流量が非常に高いため、水を加熱または冷却するために追加の機器が必要です。フローレートは、デルタTと機器の熱伝達に直接関係しています。 Delta T = btuh/（500 gpm）したがって、流量を減らすことができる場合、Delta Tが増加するため、水を加熱または冷却するために使用できる機器が少なくなります。フローレートが半分にカットされている場合、デルタTの2倍になります。追加のチラーやポンプを購入することを回避できるため、これにより資本費用が節約される可能性があります。

このような非効率的なシステムのバルブは、流れの変化によって引き起こされる温度変動を補うために位置を頻繁に変えます。これにより、バルブアクチュエータの摩耗が増加するため、時期尚早に失敗する可能性があります。

圧力独立制御バルブの利点（PICVの利点）

圧力独立制御バルブは、動的バランスと制御機能を単一の製品に統合します。彼らは、望ましい流れを維持するために、圧力の変化に反応します。バルブの微分圧力レギュレータ部分には、圧力差とスプリングによって移動するゴム製ダイヤフラムが組み込まれています。片側の入口圧力にさらされ、もう片方の出口圧力にさらされます。ダイアフラムが動くと、システムの圧力の変化に関係なく、ボールバルブ全体に圧力が低下するバルブを動作させます。次に、ボールバルブセクションは、システムの圧力の変化ではなく、部屋の需要によって流れが変化するように部屋の設定点を維持するように調節します。

また、バルブはコントロールバルブと自動バランスバルブの両方であるため、設置は簡単です。バランスバルブとコントロールバルブを購入して設置する必要はありません。これは、システムのバランスと再バランスがないことに加えて、インストールコストを節約します。

圧力独立した制御バルブは、より低いコスト、小規模、機器容量、およびパイピングサイズが小さいため、最初のコストを削減します。また、高価で複雑なリバースリターン配管の必要性を排除します。彼らは、テスト、調整、バランスの労働を大幅に減らします。これは特に、新しいフェーズが完了するたびにシステム全体のバランスをとる必要がある段階的プロジェクトで特に顕著です。

PICVバルブの選択、設置、メンテナンス

さまざまなアプリケーションを満たすために、圧力独立制御バルブには、さまざまな増分フロー設定があります。コイル設計の流量に一致するバルブを選択して、アプリケーションの正しいバルブを選択します。この設計フローレートを提供できる最小のバルブを選択しますが、必要に応じて次のサイズにまとめます。

他のインストールと同様に、分離バルブを使用してメンテナンスを容易にすることをお勧めします。

圧力独立制御バルブには、バルブ本体にダイアフラムの両側に小さなチャネルがあります。これにより、良好な水質が重要になります。各バルブの前に設置されたストレーナーは、比較的大きな汚染物質を除去するのに効果的です。これらのストレーナーは、システムのコイルと機器も保護します。しかし、それらは非常に小さな粒子をフィルタリングしません。このためには、進行中の水処理とサイドストリーム（バイパス）フィルターによるろ過を伴う媒体の品質を確保することが重要です。適切な試運転には、システムのフラッシュが含まれます。

さらに、ポンプの速度がリモートの差圧センサーで制御されている場合、センサーをポンプから最も遠い圧力独立制御バルブに配置することで最大の節約が達成されます。このようにして、ポンプは、システム内の最もリモートバルブとコイルをサポートするために必要なヘッドのみを開発するように駆動されます。

結論

結論として、圧力独立制御バルブにより、設置と試運転がより簡単になります。システム内の荷重が変化し、バルブが開閉している場合でも、一定の流れをもたらします。これにより、アクチュエータの動作が削減され、より良いゾーン制御が実現します。また、各コイル、ポンプ、チラーへの適切なフローが効率的に動作するため、コストを削減し、システム全体をより良く機能させます。

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