Зональный клапан

Зонный клапан — это особый тип клапана, используемый для управления потоком воды или пара в гидравлической системе отопления или охлаждения.

В целях повышения эффективности и комфорта пассажиров такие системы обычно делятся на несколько зон. Например, в доме первый этаж может обслуживаться одной зоной обогрева, а спальни наверху — другой. Таким образом, тепло может быть направлено преимущественно на первый этаж в течение дня и преимущественно в спальни ночью, позволяя незанятым помещениям остыть.

Зонирование может быть осуществлено одним из двух способов:

• Несколько циркуляционных насосов или
• Один циркуляционный насос и зональные клапаны.

Конструкция и работа зонального клапана

Зональные клапаны, используемые в домашних гидравлических системах, обычно имеют электрический привод. В крупных коммерческих установках вакуум или сжатый воздух вместо этого можно использовать . В любом случае двигатель обычно подключается к водяному клапану через механическую муфту.

Для клапанов электрических зон двигатель часто представляет собой небольшой синхронный двигатель с затененными полюсами в сочетании с поворотным переключателем, который может отключить двигатель в любой из двух точек остановки («клапан открыт» или «клапан закрыт»). Таким образом, подача питания на клемму «открытый клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не откроется, а подача питания на клемму «закрытый клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не будет закрыт. Двигатель обычно питается от того же источника переменного тока напряжением 24 , В который используется для остальной части системы управления. Это позволяет напрямую управлять зональными клапанами с помощью низковольтных термостатов и подключать их низковольтной проводкой. Этот тип клапана требует использования термостата SPDT или реле .

В более простом варианте моторизованной конструкции отсутствует переключатель, определяющий положение клапана. Двигатель просто приводится в движение до тех пор, пока клапан не достигнет механического упора, который останавливает двигатель. В альтернативной конструкции двигатель продолжает вращаться, а фрикционная муфта позволяет прижать клапан до механического упора. Обычно клапан остается открытым, пока подается питание, и сильная пружина закрывает его при отключении питания. Эта более простая конструкция потребляет электроэнергию всякий раз, когда клапан открыт. Нет обратной связи для проверки состояния клапана, который, как предполагается, выполняет команду.

Зональные клапаны также могут быть изготовлены с использованием восковых двигателей и механизма пружинного возврата. В этом случае клапан обычно закрывается силой пружины, но может быть открыт силой воскового двигателя. При отключении электропитания клапан снова закрывается. Зональный клапан этого типа работает с обычным термостатом SPST .

Для зонных клапанов с вакуумным или пневматическим управлением термостат обычно включает или выключает давление или вакуум, заставляя подпружиненную резиновую диафрагму или шаровой клапан перемещаться и активировать клапан. В отличие от клапанов электрических зон, контролируемых переключателем, эти клапаны автоматически возвращаются в положение по умолчанию без подачи какого-либо питания, а положение по умолчанию обычно «открыто», позволяя теплу течь.

Высокосложные системы могут использовать ту или иную форму автоматизации здания , например BACnet или LonWorks, для управления зональными клапанами.

Сравнение с несколькими циркуляционными насосами

Несколько зон могут быть реализованы с использованием либо нескольких циркуляционных насосов с индивидуальным управлением, либо одного насоса и нескольких зонных клапанов. Каждый подход имеет преимущества и недостатки.

Система с несколькими насосами

Преимущества:

• Снижение совокупной стоимости владения, если принять во внимание отказ зонального клапана и затраты на ремонт.
• Более прочная и надежная система.
• Простая механическая конструкция и конструкция управления («термостаты SPST»)
• Резервирование : если один насос зоны выходит из строя, остальные могут продолжать работать.
• Гораздо превосходный метод объединения нескольких источников тепла. Например, газ и твердое топливо в одной системе.

Недостатки:

• Более высокая первоначальная стоимость установки. Циркуляционные насосы стоят дороже, чем зональные клапаны
• Более высокое энергопотребление. Работающие циркуляторы потребляют больше энергии каждый раз, когда зона активно нагревается. Зональные клапаны, напротив, потребляют мало энергии в любой момент времени, а многие конструкции потребляют мощность только при переходе из открытого состояния в закрытое или наоборот.

Система зональных клапанов

Преимущества:

• Более низкая первоначальная стоимость установки.
• Низкое энергопотребление.
• Простота обслуживания некоторых моделей.

Недостатки:

• Зональные клапаны, управляемые электродвигателями синхронизации, не являются «отказоустойчивыми» (не переходят в «открытое» состояние).
• Отсутствие внутреннего резервирования насоса. Система зональных клапанов зависит от одного циркуляционного насоса. В случае сбоя система становится полностью неработоспособной.
• Систему может быть сложнее спроектировать, поскольку для этого требуются как термостаты или реле «SPDT», так и способность системы выдерживать неисправное состояние, при котором все зональные клапаны закрываются одновременно.
• Зональные клапаны в разной степени увеличивают падение давления в системе. При проектировании системы необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить надлежащую скорость потока с помощью зональных клапанов.

Избранные производители

• Ханивелл
• Сименс

См. также

• Зональный демпфер