자동 밸런싱밸브

Automatic balancing valve

자동 밸런싱 밸브는 시스템을 통한 물의 흐름에 의존하는 중앙 냉난방 시스템에 사용된다. 이들은 최신 유량 기술을 사용하여 시스템 내 압력 변화에 관계 없이 설계 유량이 항상 달성되도록 한다.

목적.

냉각 또는 난방용수 분배 시스템은 전체 시스템의 흐름(부품 단자선, 분배선 및 주 배전선을 통한)이 시스템 설계에 지정된 유량에 해당할 때 균형을 이룬다. 시스템의 정확한 밸런스가 확립되지 않으면 흐름의 균등하지 않은 분포를 초래하여 일부 단자에서는 잉여 효과가 있는 반면 다른 단자에서는 불충분하게 된다. 따라서 필요한 난방 또는 냉방이 설비의 모든 부분에서 보장되지는 않을 것이다. 현실적으로 배관을 조작하거나 배관 치수를 변경한다고 해서 완전히 균형 잡힌 시스템을 달성하는 것은 불가능하다. 올바른 밸런싱 밸브 세트만이 시스템 내 흐름의 정확한 분배를 보장할 수 있다.

일반적인 설계 유량

가변 1차 냉수 시스템에서 설계 유량은 코일의 튜브 내 유량 속도에 의해 결정된다.

  • 일반적인 조건에서 초당 6–7피트(1.8–2.1m/초)
  • 최대 12ft/s(3.7m/s)
  • 최소 1.5ft/s(0.46m/s)(레이놀즈 번호 7500 기준)
  • 최소 흐름은 일반적으로 설계 흐름의 50% 이하가 된다.[1]
  • 냉각기 제조업체는 일반적으로 튜브 속도를 초당 5.0~10.0피트(1.5~3.0m/s)로 제한한다.[2]

상수 및 가변 유량 시스템

자동 균형 조정 시스템은 일정 흐름 또는 가변 흐름으로 분류할 수 있다.[3]

압력 독립형 밸런싱 및 컨트롤 밸브

가변 유량 냉수 시스템의 제어 밸브

수소전기 시스템이 바뀌면서 필요한 밸브 사이징 계산도 바뀌었다.

가변 흐름 시스템은 새로운 계산, 새로운 용어, 그리고 가장 중요한 것은 새로운 기술을 필요로 한다. 제어 밸브 사이징의 목적은 시스템에 적합한 밸브 솔루션을 찾는 것이다.[citation needed] 완벽한 밸브를 찾으려면 프로젝트의 수전학을 이해하고 완벽한 제어 흐름의 중요성을 인식해야 한다.

제어-밸브

가변 흐름 시스템이 제어 밸브 선택에 미치는 영향은 처음에는 실현되지 않았다. 제어 밸브는 동일한 K 계산을v 사용하여 선택되었으며, 3포트 밸브의 바이패스가 차단되어 2포트 밸브가 제공되었다. 불행히도, 그것은 그렇게 간단하지 않았다. 우리의v K 계산 때문이다.

Kv = 유량 [m3/h] / ΔP [bar]

일정한 압력과 일정한 K에v 기초하여 일정한 흐름을 전달하였다. 그러나 가변유량계통의 영역이 닫히면서 차압이 증가하여 전달유량을 높이고 개방회로에 오버플로가 발생하였다.

회로의 오버플로우는 비용이 많이 든다. 불행히도 전통적인 제어 밸브는 그것을 불가피하게 만든다. 제어 밸브의 크기를 조정할 때 계산된 K는v 가장 가까운 해당 밸브의 K와v 거의 일치하지 않는다. 예를 들어, 4.5 m3/h의 Kv 계산은 Kv = 6.3 m3/h의 밸브를 선택하게 될 가능성이 가장 높다. 이것은 밸브가 필요 이상으로 40% 더 많은 유량을 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 우리의 가변 유량 시스템에서 압력이 증가함에 따라, 우리의 밸브는 이 여분의 압력 유량을 전달할 것이다.

이 과도한 흐름은 온도가 설정점을 초과하게 만들 것이다. 실내 센서가 이 오버플로를 감지하면 액추에이터가 닫히고 유량이 급격히 감소한다. 그 과정은 "사냥"이라고 묘사되는 현상으로 반복될 것이다.

사냥

사냥은 실내 온도를 지속적으로 변동시켜 환경 품질이 떨어지고 유지관리가 증가한 고객들에게 큰 비용을 발생시킨다. 관리자들에게 하는 항의의 4분의 3이상은 열감각적 성격이다. 이러한 불만사항은 선호 온도의 개인 간 차이 때문에 발생하는 경우가 드물지만, 오히려 온도 편차가 커짐에 따라 증가하는 것이다. 건물 관리자들의 3분의 2 이상이 이런 유형의 불만사항에 답변하기 위해 사용하는 해결책은 설정점을 바꾸는 것이다. 냉각 시스템에서 설정점을 평균 1 °C 낮춤으로써 에너지 사용량을 최대 10%까지 증가시킨다. "사냥"과 냉각수 시스템의 오버플로 문제에 대한 해결책은 압력 독립 제어 밸브의 사용에 있다.

압력 독립형 컨트롤 밸브

압력 독립 컨트롤 밸브는 팬 코일 단자 및 공기 처리 유닛으로의 흐름을 제한하는 데 사용된다. 이 흐름은 흡입구 압력 변화에 영향을 받지 않는다. 밸브 내부의 다이어프램은 출구 압력을 일정하게 유지하며, 이는 단자에 일정한 흐름을 전달한다. 압력 독립형 제어 밸브의 부가적인 장점은 액추에이터가 장착된 경우 수동 밸런싱 밸브와 전동식 제어 밸브를 단일 밸브로 교체하여 설치 비용을 절감한다는 것이다.[citation needed]

전자식 압력 독립 컨트롤 밸브

전자식 압력 독립형 컨트롤 밸브는 오리피스를 가로질러 유량계 또는 압력강하를 사용하여 정확한 유량하강을 제공하는 작동기에 유량 데이터를 제공한다. 이 밸브들은 압력 조절기가 작동을 달성하기 위해 범위 내의 압력을 요구하기 때문에 훨씬 더 낮은 압력 요건을 제공한다. 정착 가능한 유량 범위가 기계적인 유량 범위보다 훨씬 크므로 유연성을 높이며, 간소한 수로 및 건물 관리 시스템에 유량을 보고할 수 있는 기능 덕분에 내습성이 개선되었다.

제어-밸브 전략

압력 독립형 제어 밸브는 모든 제어 시스템과 함께 사용할 수 있다. 액추에이터 옵션은 열, 3점 제어 또는 변조 제어 옵션을 제공한다. 이는 기존 제어 밸브와 동일한 방식으로 건물 관리 시스템 및 개별 룸 제어와 함께 작동할 것이다. 또한 액츄에이터를 사용하여 유량을 제한함으로써 밸브를 설정할 수 있다. 3점 제어 애플리케이션에서는 런타임 제한을 사용하여 이 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 70% 설계 흐름의 경우 작동기에 총 작동 시간의 70%를 제공한다. 변조 액추에이터의 70% 예제를 달성하기 위해 컨트롤러를 0~10V 신호의 0V와 7V 사이에서 제어하도록 설정했다.

결론

오버플로는 설정된 온도를 달성하는 제어 시스템의 능력에 영향을 미친다. 필연적일 필요는 없다. 일부 압력 독립 제어 밸브는 팬 코일과 공기 처리 장치가 설계 흐름에서 정확히 최대 유량을 설정할 수 있도록 한다. 기존 제어 밸브를 압력 독립형식으로 전환하는 것은 설치 비용을 절감함으로써 기계 계약자에게만 이익이 되는 것으로 간주되어서는 안 된다. 이는 시스템 통합업체와 가장 중요한 고객 모두에게 이익이 되며, 에너지 소비 감소와 함께 향상된 편안함 수준을 보장한다. 압력 독립형 제어 밸브는 냉수 용도에 있어 순환식 제어의 필수적인 부분이다. 그것들은 선택하기 쉽고 설정하기 쉽다. 그것들은 꾸준한 압력, 꾸준한 흐름, 그리고 가장 중요한 것은 꾸준한 실내 온도를 가능하게 한다.

차압제어기

각 단자 유닛에 압력 조절 장치가 있는 것과 반대로, 단자가 평행할 때 하나의 큰 차압 컨트롤러를 사용할 수 있다. Dp 컨트롤러는 라이저 전체에서 그리고 따라서 각 단자 장치에 걸쳐 일정한 압력을 유지한다. 이렇게 하면 압력 독립 유닛 하나만 있으면 시스템 비용이 절감되고, 각 단자에 수동 밸런싱 밸브가 있다는 장점(측정, 조정, 양극 차단)도 그대로 유지된다.

참조

  1. ^ Julian de Bullet, "가변 유량 냉각기 플랜트 설계" 2012년 ASHRAE의 웨이백 머신에 2014-04-16년 보관.
  2. ^ James J. Nonenmann, "Cilled Water Plant Pumping Schemes" 2013-05-20 Archived 2013-05-20 Wayback Machine, PE (17 페이지 11)
  3. ^ Cooper, John (14 April 2006). "Automatic balancing is the key to efficient systems". MBS (Modern Building Systems).