کاربرد و تجزیه و تحلیل شیرها در طراحی مهندسی

کاربرد و تجزیه و تحلیل شیرها در طراحی مهندسی

با تجزیه و تحلیل شرایط طراحی و ویژگی‌های اصل عملکرد شیرهای تعادلی هیدرولیک استاتیک، شیرهای کنترل جریان خودکار و غیره، این مطالعه از دیدگاه کاهش مقدار سرمایه‌گذاری سیستم و مصرف انرژی، نیاز به استفاده از دو نوع شیر و طراحی واقعی دو نوع شیر تعادلی و تنظیم و تنظیم دیگر توضیح داده شد.

بحث در مورد کاربرد شیر تعادل هیدرولیک استاتیک

شرایط طراحی اختلالات هیدرولیکی

یک سیستم HVAC عالی می‌تواند به طور کامل تضمین کند که تجهیزات تحت شرایط بار کامل، تمام کاربران بتوانند مقدار آب مورد نیاز طراحی را بدست آورند، همچنین از ایمنی و کارایی اقتصادی عملکرد سیستم به طور کامل اطمینان حاصل شود، کاهش موثر شکایات مشتریان در مورد آب و هدررفت آب و وضعیت‌های دیگر، تنها چنین سیستمی می‌تواند به عنوان تعادل هیدرولیکی سیستم مورد نظر در نظر گرفته شود. اگر سیستم این ویژگی‌ها را نداشته باشد، آنگاه می‌توان آن را یک سیستم ناهماهنگ نامید. به طور کلی، اگر بخشی از سیستم هیدرولیکی، فشار سر مصرف‌کننده بیشتر از فشار سر طراحی شده باشد، آنگاه جریان آب واقعی مصرف‌کننده از جریان طراحی شده بیشتر خواهد بود که بر جریان واقعی حلقه‌های دیگر تأثیر خواهد گذاشت، ما این حالت را برای عدم تعادل هیدرولیکی نامیده‌ایم، عدم تعادل هیدرولیکی استاتیک به عنوان عدم تعادل هیدرولیکی استاتیک شناخته می‌شود، عدم تعادل هیدرولیکی استاتیک معمولاً به دلیل طراحی سیستم یا عوامل ساختمانی رخ می‌دهد، عدم تعادل هیدرولیکی استاتیک نمی‌تواند از خود سیستم جلوگیری کند.

وضعیت دیگری نیز وجود دارد که نرخ جریان واقعی تمام ترمینال‌های کاربر در سیستم بیشتر یا مساوی مقدار طراحی سیستم است. در این حالت نرخ جریان می‌تواند تقاضای مشتری را به طور کامل برآورده کند، بنابراین این وضعیت به طور کلی منجر به شکایت مشتری نمی‌شود، بنابراین این وضعیت نگرانی طراح را ایجاد نمی‌کند. به طور کلی، ما از فرمول ΔP = SG2 برای توصیف رابطه‌ای که بین عوامل فیزیکی مختلف شرایط هیدرولیکی در وضعیت شبکه لوله‌های حلقه بسته وجود دارد (Δp فشار تفاوتی است، S مانع شبکه لوله‌ها است، G نرخ جریان است) استفاده می‌کنیم.

در کشور مفهوم والو تعادل هیدرولیک استاتیک معرفی نشده است، معمولا از شیرهای گلوب یا شیرهای پروانه‌ای برای کنترل سیستم هیدرولیک استاتیک استفاده می‌شود. زیرا این شیرها دارای مزایای ساختار ساده، آسانی در عملکرد، قابل تحمل و غیره هستند که در کشورها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

در طراحی واضح طراحان بر اساس انتخاب، در شرایط بار کامل در سیستم باید پایان همه شرایط کنترل دما را باز کند، و یک تا سه پایان جریان برای 33 متر مکعب در ساعت طراحی شود. در صورتی که شیرهای آن 100٪ باز باقی می‌مانند، آنگاه جریان واقعی پایان اول 39 متر مکعب در ساعت؛ دو 35 متر مکعب در ساعت؛ سه 31 متر مکعب در ساعت است، زمانی که پارامترهای نقطه کاری پمپ حدود 19 متر است، نرخ جریان حدود 105 متر مکعب در ساعت است، بنابراین سیستم دارای پدیده عدم تعادل هیدرولیکی است.

می‌توان با تنظیم باز کردن شیر کنترل گرمایش اول و دوم، سیستم را تنظیم کرد. عملیات خاص به این صورت است: فشار تفاضلی شیر کنترل گرمایش اول را به مقدار 40 کیلوپاسکال کاهش دهید؛ فشار تفاضلی دوم را به مقدار 20 کیلوپاسکال کاهش دهید تا اطمینان حاصل شود که مقاومت شیر کنترل گرمایش گره‌های سه پایانی در هر دو سر 80 کیلوپاسکال باقی می‌ماند و در عین حال با طراحی جریان 33 متر مکعب در ساعت، سر پمپ 20 متر، جریان 100 متر مکعب در ساعت را برآورده کند تا تعادل استاتیک سیستم حاصل شود. بنابراین، نیازی به تنظیم تمام شیرهای بخش نیست تا تعادل هیدرولیک استاتیک سیستم حاصل شود، بنابراین در تعادل هیدرولیک استاتیک انتهای شاخه‌ها، شیر بخش تنظیم شده است، نیازی به پیکربندی یک به یک نیست، به عبارت دیگر، شیر تعادل هیدرولیک استاتیک تنها راه برای برخورد با این نوع مشکل نیست.

در شرایط فعلی، اکثریت قابل توجهی از طراحی سیستم‌های هیدرونیک HVAC فقط برای انتهای شاخه برای طراحی نرخ جریان برچسب، اساسا به مقدار فشار تفاضلی انتهای مربوط به استانداردها و الزامات توجه نمی‌کنند، در فرآیند عملی خاص، برخی از تنظیمات نیازمند تکمیل دستی تعادل تقریباً به طراحی، ساخت و نگهداری و عملیات و تعمیر و نگهداری تکیه می‌کنند تا تجربه انجام شود و سیستم به یک نوع حمایت نظری برای روش تنظیم سیستم تعلق دارد. این به یک روش تنظیم سیستم بدون حمایت نظری تعلق دارد. اما از اثر واقعی، این نوع روش تنظیم بدون حمایت نظری برای سیستم‌های اختلالات هیدرولیکی برخی اثرات را به همراه دارد.

وازل استاتیک تعادل هیدرولیکی و تعادل هیدرولیک

تعادل هیدرولیک استاتیک در واقع یک شیر کنترل دستی چند منظوره است، شیر تعادل استاتیک ویژگی‌های چندگانه یک شیر تکی دارد، "بر اساس داده‌های آزمایشی برای توانایی تعیین، زمانی که Δp در حالت ثابت است، آنگاه شیر تعادل هیدرولیک استاتیک مزایای قابل ملاحظه‌ای در تنظیم ندارد، بنابراین در شرایط فناوری فعلی، استفاده از شیر تعادل هیدرولیک استاتیک به جای شیر کنترل هیدرولیک سنتی کافی نمی‌باشد."

در بازار فعلی توازن ساز هیدرولیک استاتیک، محصولات تعادل سازی با اندازه گیری جریان، صفحه باز شدن شیر، جریان اولیه، تخلیه و سایر وظایف موجود هستند. استفاده از شیرهای تعادل ساز هیدرولیک استاتیک می تواند به وسیله یک ابزار خاص برای اندازه گیری جریان به صورت به موقع انجام شود، همچنین می تواند نقش کلید را ایفا کند. یک بار پس از اتمام تنظیم شیر تعادل، ما نمی توانیم شیر را به دلخواه باز کنیم. این اصلیا به دلیل مشکلات بعدی نگهداری است، ما درمان تراکم محوری بدنه شیر را داریم. کارهایی مانند اندازه گیری نیازی به اجرا در صورت قطع سیستم ندارند، می توانند در محل انجام شوند، و نیازی به تخریب عایق کلی سیستم ندارند. با این حال، از نظر کارآمدی هزینه، قیمت آن نسبت به پمپ های مرکزی با همان نرخ جریان مزیتی ندارد، در حالی که در بازار داخلی فعلی، هنوز مشکلاتی در شیر تعادل ساز هیدرولیک استاتیک وجود دارد. برای مایعات غیر فشرده، شیر تعادل ساز هیدرولیک استاتیک می تواند به عنوان یک قطعه تنظیم مقاومت محلی استفاده شود.

می‌توان به سوپاپ تعادل هیدرولیک استاتیک اعتماد کرد تا باز شدن شیر، مقاومت جریان شیر را تنظیم کند، باز شدن‌های شیر متناظر با مقدار KV هستند، و باز شدن‌های مختلف مقدار KV ثابت است، بنابراین تنها نیاز داریم تا مقدار Δp را در محل بدست آوریم تا مقدار Q آن را مشتق کنیم. به منظور تسهیل اندازه‌گیری، معمولاً یک سوراخ آزمایش فشار ویژه برای دو پورت سوپاپ تعادل هیدرولیک استاتیک نصب می‌شود، این قطعه معمولاً به عنوان یک تروتل استفاده می‌شود. هنگامی که ما کارهای راه‌اندازی مهندسی را انجام می‌دهیم، از تجهیزات مربوط به تعادل هیدرولیک ارائه شده توسط تولیدکننده برای اندازه‌گیری مقدار Δp استفاده می‌کنیم، سپس از نرم‌افزارهای مربوط برای پیدا کردن مقدار KV مربوطه استفاده می‌کنیم، تا بتوانیم مقدار خاص Q را محاسبه کنیم. در این حالت، Δp به عنوان یک مقدار اندازه‌گیری خاص؛ KV به عنوان یک مقدار تنظیمی؛ هنگامی که شرایط ΔP = 0.1MPa را برآورده می‌کند؛ Q مقدار محاسبه شده خاص است، عواملی که بر سرعت محاسبه آن تأثیر می‌گذارند عمدتاً شامل مساحت واپرکشش واقعی شیر و همچنین خشونت مقدار تخمینی دقت هستند.

توجه به این نکته لازم است که ما از شیر تعادل برای برطرف کردن مشکل عدم تعادل هیدرولیک مربوط استفاده می‌کنیم نیاز به شرایط حمایتی خاص است "بر اساس مکانیزم عملکردی شیر تعادل هیدرولیک استاتیک می‌توانیم بدانیم که شیر تعادل هیدرولیک استاتیک، اما پس از قفل کردن، نوسانات Δp در ارزش آبی که از طریق شیر جریان دارد، باعث آسیب به ثبات آب می‌شود و باعث تغییر در کالیبراسیون ارزش نرخ جریان می‌شود.

در بازار فعلی، بسیاری از تأمین‌کنندگان شیرهای تعادل هیدرولیک استاتیک توضیح داده‌اند که محصولات خود دارای تابع تنظیم جریان هستند، اما در عمل، انتخاب مقدار مناسب KVS دشوار است، زیرا شیرهای تعادل بازار فعلی مقدار KVS پیوسته‌ای ارائه نمی‌دهند و با نیاز واقعی برای ارائه مقدار تنظیم KVS همخوانی ندارند. بنابراین، هنگامی که ما جریان را بر اساس مقدار KVS ارائه شده توسط تأمین‌کننده تنظیم می‌کنیم، اختلافی وجود دارد که نیازهای تنظیم واقعی را برآورده نمی‌کند. به دلیل عدم توانایی در روشن‌سازی مقدار Δp میدانی و تنظیم باز شدن شیر ناشی از تغییر در مقدار KV، در فرآیند خاص عملی متوجه شدیم که اگر نتوانیم ضریب لکه‌داری دیوار داخلی شیر را روشن کنیم یا زمانی که مقدار RE آن از 3,500 تجاوز نکند، ممکن است در محاسبه مقدار جریان Q اختلاف زیادی وجود داشته باشد. بنابراین، در ارزیابی تعادل هیدرولیک استاتیک، ضروری است اطمینان حاصل شود که تمام شیرهای خودکار به مقادیر پارامترهای طراحی مربوط رسیده‌اند، تا اطمینان حاصل شود که تمام شیرهای کنترل دمای تجهیزات پایانی در حالت کاملاً باز قرار دارند و می‌توانند اطمینان حاصل کنند که مقدار جریان آن‌ها برای برآورد مقدار مورد نیاز طراحی مناسب است.

به طور ناگزیر بعد از نصب سیستم آب، لازم است تمام شیرها را تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان مقدار Q شیر تعادل آب استاتیک به مقادیر طراحی شده برسد، تا اطمینان حاصل شود که شبکه لوله‌ها در شرایط کاری تعادل آب قرار دارد. در این حالت، شیر تعادل آب استاتیک بر روی درجه باز بسته شده است و در فرآیند عملیاتی نمی‌توان بر روی درجه باز بسته آن تنظیم صاف انجام داد. در عین حال، باید اطلاعات مربوطه ذخیره شده در پرونده‌های راه‌اندازی تجهیزات سیستم را نیز ثبت کنیم تا از توسعه کارهای نگهداری آینده استفاده کرد.

علاوه بر این، به دلیل اینکه تامین کنندگان تجهیزات مختلف مقدار KV نرم‌افزار کامپیوتری را یکسان ارائه نمی‌دهند، منجر به عدم تطابق تجهیزات پشتیبانی از ابزارهای تنظیمی کمیسیونینگ می‌شود. در شیرهای تعادل هیدرولیکی استاتیک، تمام شیرهای تعادل هیدرولیکی استاتیک با یک حفره پشت سرپیچ‌های موهای خود تنظیم شده‌اند، و این حفره نقطه اصلی نگهداری ذرات کثیف در طول عملیات آنلاین می‌شود.

۲ شیر کنترل جریان خودکار

اصل عملیاتی شیر کنترل جریان خودکار 2.1

کنترل جریان خودکار یک نوع جدیدی از شیر کنترل در بازار است که در مقایسه با شیر کنترل دستی سنتی، قابلیت رسیدن به تنظیم خودکار جریان را دارد و بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی قادر به انجام آن است. در فرآیند استفاده واقعی متوجه شدیم که استفاده از این شیرهای کنترل جریان خودکار در سیستم گردش آب بسته می‌تواند به تسهیل توزیع جریان سیستم، تعادل پویا، و ساده‌تر کردن اهداف راه‌اندازی سیستم کمک کند. با توجه به این مزایا، شیرهای کنترل خودکار در پروژه‌های گرمایش و تهویه مطبوع توسط تولیدکنندگان بسیاری مورد توجه قرار گرفته‌اند. شیر کنترل جریان خودکار به ساختار ترکیبی دو شیر تعلق دارد، که از یک شیر کنترل دستی و یک شیر تعادل خودکار تشکیل شده است، آن‌ها مسئول تنظیم نرخ جریان و حفظ نرخ جریان ثابت هستند.

در شیر کنترل دستی، KVS ضریب جریان پورت شیر کنترل دستی است، و P2-P3 ضریب فشار مختلف بین دو طرف پورت شیر کنترل دستی است. اندازه KVS به طور مستقیم با درجه باز بودن مرتبط است، اگر باز بودن ثابت باشد، KVS یک متغیر است، اگر P2-P3 ثابت باشد، C تغییر نمی‌کند. ثابت نگه داشتن P2-P3 بیشتر به تعادل سوئیچ بستگی دارد. به عنوان مثال، اختلاف فشار ورودی و خروجی P1-P3 بزرگتر می‌شود، استفاده از فیلم فشار پویا و نیروی فنر باعث تنظیم خودکار سوئیچ تعادل به صورت کوچک می‌شود، P1-P2 بزرگتر خواهد شد، برای حفظ P2-P3 ثابت، بنابراین تشکیل یک ثابت؛ برعکس، P1-P3 کوچکتر می‌شود، سوئیچ تعادل به صورت خودکار بزرگتر تنظیم می‌شود، P1-P2 کوچکتر خواهد شد، برای حفظ P2-P3 ثابت، به منظور تکمیل ثابت کردن "گروه تنظیم سوئیچ دستی زاویه‌ای که هر شیر باز است" اندازه هر شیر گروه تنظیم سوئیچ دستی دارای یک ضریب جریان متناظر است، رابطه بین زاویه باز شدن هر شیر و ضریب جریان توسط صندلی آزمایشی نشان داده می‌شود، اما دارای نمایش و تجهیزات قفل متناظر نیز می‌باشد.

کنترل جریان خودکار ۲.۲ در سیستم‌های مخلوط کننده آب

کنترل جریان خودکار نیازی به اعتماد به تغذیه خارجی ندارد، بلکه بر اختلاف فشار رسانای خود برای دستیابی به کنترل وابسته است، کنترل جریان خودکار با اجزای کنترل جریان خودکار تجهیز شده است، این اجزا می‌توانند تعادل جریان را تحقق بخشند، از طریق این عملکرد از ریشه مشکل عدم تعادل هیدرولیک حل می‌شود. کنترل جریان خودکار بسیار ساده برای نصب و تنظیم است، در فرآیند استفاده از انرژی کمتری مصرف می‌کند، که افزایش میزان منطقه گرمایشی را بین 25٪ تا 30٪ می‌تواند برساند، بهبود چشمگیری در پایداری عملکرد آن ایجاد می‌کند، برای تضمین کیفیت گرمایش. وقتی ما تبدیل سیستم مخلوط آب را انجام می‌دهیم، ابتدا محاسبه هیدرولیک، منطقه گرمایشی، جریان حلقه و قطر لوله گرمایشی متناظر و سایر عوامل را تجزیه و تحلیل می‌کنیم، بر اساس این اطلاعات داده‌ای برای انتخاب مناسب کنترل جریان، بر اساس دما اندازه جریان را تنظیم می‌کنیم، و سپس با کمک کنترل جریان خودکار با ویژگی منحصر به فرد خود، پایداری مخلوط فشار آب، جریان و دما را دستیابی می‌کنیم، که به طور کامل تضمین می‌کند که ایستگاه مخلوط آب این می‌تواند به طور کامل تضمین کند که ایستگاه مخلوط می‌تواند یک جریان نسبتاً پایدار بین سیستم را برای تضمین تعادل عملکرد به دست آورد.