ملاحظاتی برای انتخاب شیرهای کنترل تعدیل کننده – بخش دوم

ملاحظاتی برای انتخاب شیرهای کنترل تعدیل کننده – بخش اول
اردیبهشت ۹, ۱۳۹۷
فناوری جذبی از دیروز تا فردا- بخش اول
اردیبهشت ۲۳, ۱۳۹۷

ملاحظاتی برای انتخاب شیرهای کنترل تعدیل کننده – بخش دوم

ترجمه : مهندس نیره شمشیری
ماخذ:   ماهنامه اشری – فوریه ۲۰

این وسایل اوریفیس ثابت سبب می شوند شیر کنترل اختلاف فشار بالاتر در دبی پایین تر داشته باشد. نسبت turndown همیشه کمتر از نسبت دامنه تغییرات است، چون به فاکتور دامنه تغییرات شیر و اعتبار آن بستگی دارد. شیرهای ساچمه ای معمولاً دامنه تغییرات ۱۰۰:۱ تا ۳۰۰:۱ دارند که بسیار بیشتر از شیرهای بشقابی است.
رده بندی فشار قطع کن، بیشترین افت فشاری است که یک شیر می تواند بدون نشتی تحمل کند و در حالت بسته بماند. رده بندی قطع کن شیر مستقل از رده بندی واقعی بدنه شیر است. توانایی شیر کنترل برای بستن در برابر بالاترین اختلاف فشار پیش بینی شده، ویژگی مهمی برای حفظ اختلاف دما، ΔT ، در سیستم های آب سرد است. اختلاف فشار سیال بر نیروی بستن شیرهای ساچمه ای که رده بندی قطع آ نها معمولا ۲۰۰psi (1379 کیلوپاسکال) است تأثیری نمی گذارد، اما برای شیرهای بشقابی مهم است چون فشار اضافی می تواند سبب شود صفحه شیر سیت آن را بلند کند.
فشار قطع کن به شیر و نوع محرک آن از ۳۰psi  (۲۰۹ کیلوپاسکال) تا حدود ۲۰۰psi (1379 کیلوپاسکال) بستگی دارد. رده بندی فشار قطع کن دینامیک، بیشترین اختلاف فشار مجاز برای عملکرد یکنواخت شیر، مخصوصاً نزدیک قطع شدن است. اگر اختلاف شار بیشتر از رده بندی فشار قطع کن دینامیک باشد، نسبت turndown طراحی شیر کنترل به دست نمی آید.
ویژگی مهم دیگر مجموعه شیر/محرک، قابلیت اطمینان چرخه آن است که به صورت چرخه های کامل عمر پیش بینی شده بیان می شود. بیشتر شیرهای کنترل HVAC با عمر کاری ۱۰۰۰۰۰ چرخه های کامل به مدت حداقل ۵ سال بدون نگهداری کار می کنند.
مسئله دیگر، اندازه عبور جریان در شیر کنترل و نیز این واقعیت است که آیا در هر شیر کنترل برای محافظت از شیر در برابر آشغال ها،گل و لای یا مواد جامد دیگری که در مایع فرایند حمل می شود صافی لازم است یا نه. این امر معمولاً در مورد شیرهای کوچک مثلاً شیرهای با Cv کمتر از ۱ صادق است. در سیستم های باز گرمایش، صافی را جایی بگذارید که به سادگی قابل دسترسی باشد؛ اما برای هر کویل باز گرمایش صافی ها در فضای سقف تعبیه شوند.

شیرهای کنترل مستقل از فشار

شیرهای کنترل مستقل از فشار (PICV ها) تقریباً ۲۰ سال پیش وارد بازار شدند و مؤلف طرح های بیشتری که از این شیرها استفاده می کنند در سال های اخیر دیده است. رایج ترین PICV ها یک رگلاتور اختلاف فشار مکمل را با یک شیر کنترل دوطرفه استاندارد ترکیب می کنند (شکل ۳). رگلاتور فشار (مانند فنر و پیستون) یک اختلاف فشارثابت در شیر کنترل بدون توجه به اختلاف فشار سیستم در مجموعه حفظ می کند. افت فشارثابت در شیر کنترل لزوماً توانایی کنترل نامحدود را فراهم کرده و قابلیت کنترل را در مقایسه با شیرهای کنترل وابسته به فشار استاندارد تا حد زیادی بهبود می بخشد. PICV ها معمولاً به اختلاف فشار در محدوده ۲ تا ۱۴( psi 70 تا ۴۸۳ کیلو پاسکال) نیاز دارد و
حداقل محدوده کاری ۱۰۰:۱ فراهم می کند. خروجی به بدنه شیر معمولاً یک وسیله تنظیم جریان دارد.

این وسیله همانند یک شیر محدودکننده جریان خودکار، امکان تنظیم شیر برای حفظ بیشترین دبی طراحی که توسط طراح مشخص می شود را فراهم می سازد. در بعضی مدل ها، دبی لازم را می توان با استفاده از صفحه مدرج تنظیم جریان که در بدنه شیر تعبیه می شود تنظیم کرد، درحالی که بقیه به تغییر در کارتریج نیاز دارند. معمولاً اگر صفحه تنظیم کننده جریان با شیر کنترل تعدیل کننده مستقل از فشار ترکیب شود، ازآنجایی که تعیین کننده جریان تنظیم می شود، مقداری از حرکت شیر در تنظیم شیر ا می شود. کنترل جریان تعدیل کننده تنها در بقیه حرکت شیر و بعد از اینکه جریان تنظیم شد، موجود است. چندین ورودی فشار روی بدنه شیر برای اندازه گیری و عیب یابی فشار سیستم ساخته می شود.
بعضی سازندگان شیر محدودکننده جریان ادعا می کنند که شیر آن ها به اضافه یک شیر کنترل وابسته به فشار استاندارد همان عملکرد یک شیر کنترل مستقل از فشار را تأمین می کند. این ادعا مشخصاً درست نیست. شیر محدودکننده جریان وقتی جریان کمتر از حد طراحی باشد مثل وقتی شیر جریان را خفه می کند لزوماً کاری انجام نمی دهد. پس کاری برای محدود کردن اختلاف فشار در شیر کنترل نمی کند. با یک شیر مستقل از فشار، اختلاف فشار در شیر کنترل همیشه ثابت است.
انتخاب شیرهای مستقل از فشار تابعی از بیشترین دبی طراحی است. افت فشار شاخه مجموعه و محاسبات Cv لازم نیست.

شکل ۳. طرح شماتیک PICV معمول

سازندگان ادعا می کنند این طرح پایداری کنترل سیستم را افزایش می دهد و این مسئله بر اساس تجربه پذیرش مؤلف درست است. پایداری کنترل برای شیرهای کنترل وابسته به فشار تحت تأثیر میزان تغییر اختلاف فشار در شیرو نحوه عملکرد حلقه کنترل شیر است. سازندگان همچنین ادعا می کنند PICV ها ΔT آب سرد را افزایش می دهند.

اگر شیرهای استاندارد و PICV ها منجر به ثبات کنترل یکسان شوند، این نتیجه صادق نخواهد بود، چون یک دبی منجر به نقطه تنظیم مطلوب برای یک مجموعه مشخص از شرایط آب وهوای ورودی به کویل می شود. با این وجود، پایداری بهتر کنترل، ΔT آب سرد را بهبود می بخشد چون کویل ها غیرخطی هستند؛ مثلاً میانگین جریان وقتی کمتر است که جریان کویل در برابر جریانی که نوسان می کند تا به همان نقطه تنظیم میانگین برسد کمتر باشد. با این وجود، بسیاری عوامل مثل دمای هوای ورودی پایین که سبب تغییر ΔT آب سرد می شوند توسط شیر کنترل بهبود نمی یابند.
نوع دیگر شیر کنترل مستقل از فشار از یک جریان سنج همراه با یک شیر کنترل استاندارد استفاده می کند. این وسیله همانند یک کنترلر مستقل از فشار جعبه VAV استاندارد کار می کند: حلقه کنترل شیر را مستقیم کنترل نمی کند، اما در عوض نقطه تنظیم دبی مطلوب را دوباره تنظیم می کند. این نوع شیر اختلاف فشار مزایایی نسبت به PICV دوشیری معمول دارد. اما مهم ترین مزیت آن توانایی نامحدود شیر برای کنترل بهتر است. این نوع شیر کنترل مستقل از فشار باید همانند شیر وابسته به فشار استاندارد که از Cv استفاده می کند انتخاب شود و درحالی که این وسیله می تواند کنترل را در برابر شیرهای استاندارد بهبود بخشد، به خوبی PICV های دوشیری عمل نمی کند.

 

این مطلب را هم بخوانید  پمپ های حرارتی منبع هوایی

مقایسه گزینه ها

جدول ۱ (شماره قبل) مقایسه کلی از شیرهای کنترل تعدیل کننده مستقل از فشار نوع دو شیری و شیرهای وابسته به فشار فراهم می کند. شکل ۴ مقایسه هزینه اولیه از شیرهای کنترل ساچمه ای (با و بدون یک شیر تعدیل کننده کالیبره) در مقابل شیرهای کنترل مستقل از فشار نوع دوشیری را نشان می دهد. هر سه گزینه شامل پورت های فشار/دما (PT) برای اندازه گیری هستند. مؤلف هزینه واقعی برای شیرهای کنترل ساچمه ای پورت V را با P ICV ها برای شیرهای آب سرد هواساز در سه پروژه ساختمانی جدید مقایسه کرد و دریافت میانگین افزایش هزینه ناچیز و ۰.۰۳ دلار برای هر فوت مربع تا ۰.۰۵ دلار برای هر فوت مربع بود.

توضیحات پایانی

به عنوان طراح سیستم های HVAC ، باید بدانیم یک شیر کنترل ایده آل می تواند به دقت با جریان لازم با بار در همه شرایط مطابقت داشته باشد. ملاحظات انتخاب شیر شامل ثبات کنترل، سهولت طراحی، سهولت کارکرد و هزینه اولیه است. شیرهای کنترل مستقل از فشار امروزی می توانند عملکرد سیستم بلندمدت در سیستم های هیدرونیک جریان متغیر را بهبود بخشند.

 

شکل ۴ : مقایسه هزینه شیر کنترل مستقل از فشار

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اشتراک رایگان تاسیسات نیوز
هفته نامه تاسیسات نیوز تنها نشریه الکترونیکی تاسیسات ایران است. با عضویت در سایت کاشانه این نشریه را هرهفته در میل باکس خود رایگان دریافت کنید.البته عضویت مزایای دیگری نیز دارد...