هر آنچه باید درباره شیر PICV بدانید

برای خرید و اطلاع از قیمت انواع شیرهای PICV با مرکز تماس شرکت مرکز کنترل ایران به شماره 02157859 تماس بگیرید

مشخصات و خرید انواع شیر PICV

شیر کنترل مستقل از فشار یا PICV یکی از پرکاربردترین شیرهای کنترل و بالانسینگ است که در سیستم های جریان متغیر برای انجام همزمان کنترل دمای فضا (از طریق کنترل جریان) و بالانسینگ سیستم مورد استفاده قرار می گیرد. شیر PICV دارای مزایا و ویژگی های بارزی می‌باشد. در ادامه این مطلب به تفصیل به بررسی انواع، نحوه عملکرد، نکات طراحی، مزایا و … شیرهای PICV می پردازیم.

شیرهای مستقل از فشار کمک به کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش رفاه ساکنین در کاربرد‌های کویل‌های گرمایش و سرمایش در ساختمان می‌کنند. به بهترین شکل PICV به ترکیب دو شیر در یک شیر تعریف می‌شود، یک شیر کنترلی استاندارد 2 راهه و یک شیر بالانسینگ.

مقدمه‌ای بر شیرهای PICV

شیرهای کنترل مستقل از فشار، از یک شیر کنترل اتوماتیک دما و یک شیر تنظیم اتوماتیک جریان تشکیل شده‌اند که در یک بدنه قرار دارند. یک شیر توپی در یک محدوده مشخص دمایی به عنوان یک شیر کنترل دما عمل می‌کند و یک کارتریج کنترل فشار، تنظیم خودکار جریان را برای حفظ جریان ثابت آب گرم یا سرد بدون توجه به تغییرات فشار سیستم فراهم می‌کند.

در بسیاری از کاربردهای حلقه بسته HVAC از PICV استفاده می‌شود. سیستم‌های دارای شیرهای کنترل مستقل از فشار نیازی به بالانس و بالانس شدن مجدد در هنگام راه اندازی ندارند. آنها جریان ثابت در کویل را هنگامی که فشار آب در سیستم با تغییر بار تغییر می‌کند، حفظ می‌کنند.

شیرهای PICV باعث بهبود سطح رفاه، افزایش راندمان انرژی، کاهش عملکرد محرک و هزینه‌های راهبری و نگهداری آسان می‌شود. شیرهای مستقل از فشار باعث عملکرد بهتر سیستم می‌شوند. با ورود جریان مناسب به هر کویل، بویلرها و چیلرها بیشترین راندمان را دارند.

استاندارد اشری در سیستم های جریان متغیر

یکی از روش های صرفه جویی مصرف انرژی، جایگزینی سیستم جریان متغیر توزیع آب تهویه مطبوع به جای سیستم جریان ثابت و استفاده از تجهیزات کنترل منطبق بر این روش است.

با توجه به تکامل سیستم ها و تجهیزات در طی سالیان گذشته و روی کار آمدن درایو های کنترل دور و چیلرهایی که قادرند با جریان متغیر منطبق گردند، به تدریج تمایل به استفاده از سیستم های دور متغیر با توجه به مزایای فراوانی که در زمینه صرفه جویی مصرف انرژی دارند بیشتر شده است. استاندارد Ashrae 90.1، به عنوان یکی از استانداردهایی که در زمینه انرژی در بخش ساختمان فعال است، دستورالعمل هایی در این مورد ارائه کرده است.

در بخش ۶٫۵٫۴ نسخه سال ۲۰۱۳ این استاندارد عنوان شده بود که سیستم هایی با مجموع قدرت پمپ بالای ۱۰HP باید دور متغیر باشند (حداقل تا ۵۰ درصد جریان). اما در نسخه سال ۲۰۱۶ که آخرین نسخه چاپ شده این استاندارد است الزام به دور متغیر کردن سیستم توزیع جریان قوی تر شده و بیان شده است هر سیستمی با حداقل ۳ عدد شیر کنترل و یا بیشتر، باید دور متغیر باشد (حداقل تا ۲۵ درصد جریان و یا کمترین جریان مورد نیاز برای عملکرد صحیح تجهیزات سیستم).

شیر PICV چیست؟

در سیستم های جریان متغیر شیرهای کنترل مستقل از فشار، که با نام اختصاری PICV شناخته می شوند، می توانند جایگزین شیر های کنترل دو راهه سنتی گردند. شیر کنترل مستقل از فشار (PICV) در واقع ترکیب یک شیر کنترل دو راهه، یک شیر بالانسینگ و یک شیر کنترل اختلاف فشار در یک بدنه واحد می باشد. بدین معنی که می تواند به تنهایی جایگزین هر ۳ شیر مذکور شده و عملکرد همگی آن ها را بصورت همزمان داشته باشد.

کاربرد شیر PICV

شیر کنترل مستقل از فشار (PICV) در سیستم های سرمایش و گرمایش کاربرد دارد و از آن برای کنترل و بالانس جریان عبوری از فن کویل ها، هوارسان ها (هواسازها)، منابع کویلی و … در سیستم های جریان متغیر استفاده می شود. با وجود این که شیر کنترل مستقل از فشار (PICV) در دسته شیرهای کنترل دو راهه قرار می گیرد، اما کاربرد این نوع شیر، تنها به یک شیر کنترل دو راهه ختم نمی شود. کاربردهای شیر کنترل مستقل از فشار (PICV) در سیستم عبارتند از:

۱. قابلیت تنظیم دقیق جریان عبوری از کویل ها و کنترل دمای فضا

محرک شیر وظیفه تنظیم اوریفیس و کنترل جریان عبوری را بر عهده دارد. در واقع از طریق ترموستات و یا کنترلر، سیگنال کنترلی به محرک شیر ارسال می شود که میزان این سیگنال با اختلاف دمای فضا و دمای نقطه تنظیم متناسب است. محرک با توجه به نوع و مقدار سیگنال ورودی، باز یا بسته شده و یا به صورت تدریجی تغییر وضعیت می دهد. در نتیجه دمای فضا به سمت دمای نقطه تنظیم تغییر کرده و در این دمای مطلوب حفظ می شود.

۲. بالانسینگ و توزیع مناسب جریان بر اساس طراحی سیستم

شیر PICV با ممانعت از عبور جریان مازاد در هر یک از خطوط فرعی، سیستم را بالانس کرده و حداکثر جریان عبوری هر بخش را، که بر اساس جریان طراحی تنظیم شده است، حفظ می کند و بدین ترتیب کل سیستم توزیع جریان بالانس می گردد.

۳. ممانعت از تأثیر نوسانات فشار سیستم بر جریان عبوری از پایانه های حرارتی

عنوان “مستقل از فشار” به دلیل عدم تأثیر نوسانات فشار سیستم بر جریان عبوری از کویل ها به این نوع از شیرهای کنترل دو راهه اطلاق می شود. شیرهای PICV به دلیل نوع ساختار داخلی خود از نوسانات فشار سیستم تأثیر نمی پذیرند، در حالی که در شیرهای کنترل دو راهه سنتی هر نوسان فشاری منجر به نوسان جریان در کویل ها و نتیجتاً نوسان دمای فضا می گردد.

انواع شیر PICV

گاهاً شیر PICV در برخی از برندها PIBCV نامگذاری شده است، به معنی شیر بالانس و کنترل مستقل از فشار. اما با وجود نامگذاری متفاوت هیچ تفاوتی در عملکرد آن ها وجود ندارد. تنها تفاوت در این است که در برخی از برندها بدنه شیر کنترل مستقل از فشار و شیر بالانس اتوماتیک یکسان است. به این صورت که اگر محرک بر روی شیر نصب شود عملکرد شیر کنترل مستقل از فشار را دارد و در صورت عدم نصب محرک، شیر بالانس اتوماتیک نامیده می شود و به علت مشترک بودن بدنه این شیرها، شیر بالانس و کنترل مستقل از فشار (PIBCV) نامیده می شوند.

نحوه عملکرد داخلی و طرز کار شیر PICV

PICV مقدار آب گرم و سرد لازم را (بر حسب GPM) به کویل‌های گرمایش و سرمایش تحویل می‌دهد، بنابراین نتایج موثری دارند. شیرهای کنترلی استاندارد دو طرفه امکان ایجاد جریان بیش از حد یا کمتر از حد لازم را فراهم می‌کنند، به خصوص اگر اندازه CV بزرگ یا کوچک باشد. این باعث تولید آب مازاد به پمپ برای جبران عدم دقت آنها می‌شود، که هزینه پمپاژ را افزایش می‌دهد.

محرک‌ها در شیرهای PICV به اندازه شیرهای دو طرفه استاندارد حرکت نمی کنند تا تغییرات فشار در سیستم را که بر جریان تأثیر می‌گذارد جبران کنند. که این منجر به صرفه‌جویی در انرژی می‌شود.
در ادامه توضیحی ساده از عملکرد PICV به عنوان دو شیر کنترلی ارائه شده است. بخش دوم شیر (V2 در شکل زیر) با استفاده از یک مکانیزم دیافراگم غلتشی که در مقابله با فنر عمل می‌کند، اختلاف فشار را در سراسر بخش شیر اول (V1) تنظیم می‌کند. شیر اول، یک اورفیس متغیر کالیبره شده است که توسط محرک تنظیم می‌شود (مشابه شیر کنترل مدولاسیون استاندارد).

در یک PICV (طراحی زیر)، طبق تنظیم حداکثر جریان عبوری، اندازه اورفیس ورودی تغییر می‌کند، که در طول حرکت تداخلی ایجاد نکند. هنگام مدولاسیون، اورفیس با استفاده از حرکت کامل تحت تأثیر محرک قرار می‌گیرد. این منجر به تغییر اندازه اورفیس با حرکت عمودی می‌شود.

در حین عملکرد شیر، دیافراگم به نوسانات سیستم عکس العمل نشان داده و اختلاف فشار در دو سر اوریفیس شیر کنترل را تنظیم می کند تا بتواند جریان را ثابت نگه دارد. جریان تنها هنگامی تغییر می کند که محرک از ترموستات یا کنترلر فرمان بگیرد و اوریفیس ورودی شیر را تنظیم کند. این در حالی است که با استفاده از شیر PICV نوسانات فشار سیستم هیچ گونه تأثیری بر روی جریان عبوری از شیر و کویل ندارد.

همانطور که گفته شد نوسانات فشار سیستم از طریق مقابله دیافراگم غلتشی و فنر، بر اوریفیس خروجی تاثیر گذشته و بصورت خودکار دهانه خروجی جریان را تنظیم می کند. زمانی که از محرک تدریجی استفاده می شود، در حالت باز جزیی سیستم، اندازه اورفیس ورودی توسط محرک طی یک حرکت عمودی با کورس کامل تغییر می کند. ویدئوی زیر توضیحات ارائه شده را به خوبی نمایش می دهد.

اهمیت یک سیستم بالانس

هدف یک شیر اتوماتیک تنظیم جریان این است که اطمینان حاصل شود هر کویل در تمام مدت و تحت هر شرایط باری، دارای جریان صحیحی است. یک سیستم HVAC زمانی در تعادل است که جریان سیال در کویل 10% بیشتر یا کمتر از جریان طراحی باشد. اگر سیستم بالانس نباشد، توزیع نابرابر جریان باعث ایجاد جریان بیش از حد در برخی کویل‌ها و جریان بسیار کم در برخی دیگر کویلها می‌شود. کویل‌ها با دبی نامناسب در شرایط بازدهی مناسب و ایده ال قرار نمی‌گیرند. کویل‌ها با جریان مازاد کارایی لازم را نداشته و باعث هدر رفت انرژی می‌شوند، زیرا جریان مازادی که برای به حداکثر رساندن انتقال انرژی میان آب و هوای محیط در کویل جاری میشود باعث افزایش مصرف انرژی پمپاژ میشود و ساکنان از نقاط گرم و سرد ساختمان شکایت خواهند کرد.

از یک شیر بالانسینگ دستی برای تنظیم جریان واقعی سیال، به جریان طراحی در هر کویل، این کار با تنظیم دستی یک به یک شیرهای بالانسینگ انجام می‌شود. یک شیر تنظیم می‌شود، سپس شیر بعدی و غیره. هر بار که یک (شیر) تنظیم می‌شود و مجدد سیستم تغییر می‌کند،شیرهایی که قبلا بالانس بودند، دیگر بالانس نیستند.

به همین دلیل است که ASHRAE توصیه می‌کند که هر شیر حداقل 3 بار تنظیم شود تا جریان واقعی در 10% بیشتر یا کمتر جریان طراحی بدست آید و “بالانس” در نظر گرفته شود.

مشکلات استفاده از شیرهای معمولی در سیستم‌های HVAC

حتی پس از اینکه یک سیستم به صورت دستی بالانس می‌شود، فقط در موقعیت جریان کامل بالانس است. هنگامی که هر شیر در سیستم تغییر موقعیت دهد، فشار سیستم را تغییر می‌دهد و باعث عدم بالانس سیستم و کاهش راندمان می‌شود. این باعث ایجاد مشکلاتی در آسایش ساکنین می‌شود، همچنین می‌تواند باعث ایجاد مشکلی به نام سندرم دلتا T پایین شود.

دلتا T اختلاف دمای آب در هر طرف کویل است. اگر جریان آب درون کویل خیلی زیاد باشد، گرما را به طور موثر از فضا نمی‌گیرد. در حالت خنک کننده، دمای آب برگشتی سردتر از آنچه که طراحی شده است خواهد بود، زیرا آب زمان کافی را در کویل سپری نکرده تا انتقال حرارت کافی داشته باشد. بسیاری از سیستم‌های HVAC مدرن امروزی دارای پمپ‌های جریان متغیر مناسب برای صرفه جویی در مصرف انرژی هستند. هنگامی که موتور پمپ با سرعت کمتری به حرکت در می‌آید، سیستم‌های سرعت متغیر، انرژی کمتری نسبت به سیستم‌های جریان ثابت مصرف می‌کنند.

به صورت تئوری، سیستم‌های جریان متغیر با شیرهای کنترل معمولی باید دلتا T را در کویل بهبود بخشند. با این حال با تغییر فشار در این سیستم‌ها، جریان در شیر افزایش یا کاهش می‌یابد. این واقعیت در فرمول پایه جریان (Flow=CV√∆p) مشهود است. همانطور که تغییر فشار (دلتا P) افزایش می‌یابد، اگر ناحیه باز ثابت بماند، جریان باید افزایش یابد. تنها زمانی که قصد تغییر جریان در کویل را داریم، زمانی است که نیاز بار تغییر می‌کند، سپس محرک شیر باید با تغییر دمای محیط پاسخ دهد. این تغییرات در جریان بدون تغییر در موقعیت محرک به ویژه زمانی که نیاز به نرخ بالای جریان کویل است معمولاً منجر به جریان بیش از حد می‌شود. این امر منجر به کاهش دلتا T در سرمایش و گرمایش می‌شود. شیرهای کنترل با رنج تنظیم پایین، کنترل جریان را در این سیستم‌ها دشوارتر می‌کنند.

اگر دلتا T  کویل پایین‌تر از دلتا T طراحی شده باشد، نشان می‌دهد که انتقال حرارت ناکارآمد وجود دارد و آب سردی که به کویل فرستاده شده است وقتی به سمت چیلر بر می‌گردد سرد می‌ماند. این می تواند ناشی از کثیفی کویل‌ها باشد، اما اغلب به دلیل جریان بسیار زیاد ناشی از این نوسانات فشار در سیستم ایجاد می‌شود. این افزایش جریان باعث خنک سازی ضعیف در محیط می‌شود و سبب افزایش بی‌دلیل شدت کار پمپ می‌شود. افزایش ظرفیت چیلرها ممکن است در پاسخ به جریان باشد و نه بار. و حتی ممکن است باعث یخ زدن چیلر شود. اگر جریان در کویل با کاهش سرعت کنترل شود، می‌توان دلتا T را افزایش داده و در عین حال در مصرف انرژی پمپ صرفه جویی شود.

دلتا T پایین همچنین باعث ایجاد مشکلاتی در سیستم‌های گرمایشی، به ویژه در هنگام استفاده از دیگ‌های چگالشی می‌شود. اگر انرژی به طور کامل به کویل‌های گرمایشی منتقل نشود، دمای آب برگشتی به دیگ اجازه کندانس شدن را نخواهد داد در نتیجه دیگ بخار تبدیل به یک دیگ گران قیمت معمولی می‌شود. این عوامل باعث افزایش هزینه بهره‌برداری و کاهش رفاه می‌شود.

دلتا T پایین به تجهیزات اضافی برای گرم کردن یا خنک کردن آب نیاز دارد زیرا سرعت جریان بسیار بالا است. جریان در تجهیزات به طور مستقیم با دلتا T و انتقال حرارت مرتبط است. دلتا T = BTUH/(500 gpm) بنابراین اگر بتوان جریان را کاهش داد، دلتا T افزایش می‌یابد در نتیجه از تجهیزات کمتری برای گرم یا سرد کردن اب استفاده می‌شود. اگر جریان نصف شود، دلتا T دو برابر می‌شود. این باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های سرمایه‌گذاری به علت اجتناب از خرید چیلرها یا پمپ‌های اضافی می‌شود.

شیرها در یک سیستم ناکارآمد، اغلب موقعیت خود را تغییر می‌دهند تا نوسانات دما ناشی از تغییرات جریان را جبران کنند. این باعث کاهش عمر محرک‌های شیرها می‌شود، بنابراین ممکن است زودتر کارایی خود را از دست دهند.

مزایای شیر کنترل مستقل از فشار (مزایای PICV)

شیرهای کنترل مستقل از فشار، بالانس دینامیکی و کنترل را در یک شیر واحد انجام میدهد. آنها برای حفظ جریان مورد نظر، به تغییرات فشار پاسخ می‌دهند. قسمت تنظیم کننده تغییرات فشار شیر دارای یک دیافراگم لاستیکی است که توسط تغییرات فشار و فنر حرکت می‌کند. این از یک طرف در معرض فشار ورودی و از طرف دیگر در معرض فشار خروجی قرار دارد. با حرکت دیافراگم،عملکرد شیر فعال شده و بدون توجه به تغییرات فشار سیستم، افت فشار را در سراسر شیر توپی ثابت نگه می‌دارد. سپس شیر توپی با نوسان سعی در حفظ نقطه تنظیم دمای اتاق می‌کند، که جریان بر اساس تقاضای اتاق تغییر کند، نه با تغییر در فشار سیستم.

و از آنجا که این شیر، هم یک شیر کنترلی و هم یک شیر با لانسینگ خودکار است، نصب را آسانتر میکند. نیازی به خرید و نصب شیر بالانس و شیر کنترل نیست. در نتیجه علاوه بر عدم نیاز به بالانسینگ سیستم و بالانس مجدد، باعث صرفه جویی در هزینه‌های نصب می‌شود.

شیرهای کنترل مستقل از فشار، هزینه اولیه را کاهش و همچنین باعث کاهش تعداد و سایز لوله‌ها می‌شوند. آنها همچنین نیاز به سیستم لوله‌کشی برگشت معکوس گران قیمت و پیچیده را از بین می‌برند. و تا حد زیادی کار آزمایش و تنظیم و بالانس را کاهش می‌دهند. این امر به ویژه در پروژه‌های طرح توسعه که در آن کل سیستم باید با تکمیل هر مرحله جدید مجدد بالانس شود، مشهود است.

اقتدار شیر PICV

در محاسبه اقتدار شیر PICV، برهم‌کنش بین اجزای مدار لحاظ می‌شود. تضمین انتخاب درست شیر کنترل دوراهه و اطمینان از این‌که شیر دارای اقتدار لازم جهت کنترل جریان می‌باشد، از این طریق صورت می‌گیرد. اقتدار، مشخص می‌کند که شیر کنترل دوراهه دقیقاً چه مقدار باید تغییر وضعیت دهد تا تأثیر بقیه اجزای مدار را جبران کند. اقتدار از رابطه زیر تعیین می‌شود:

(Au = ΔPControl Valve / (ΔPControl Valve+ΔPBalancing Valve+ΔPCoil

 ازآنجایی‌که افت فشار لوله در برابر سایر اجزای مدار ناچیز است، معمولاً در رابطه بالا از آن صرف‌نظر می‌شود، اما در واقعیت در اقتدار شیر به میزان اندکی دخیل است.

اقتدار قابل ‌قبول شیر باید در حدود ۵۰% باشد، بنابراین حداقل افت فشار مورد نیاز شیر کنترل دوراهه برابر است با:

ΔPControl Valve =ΔPBalancing Valve+ΔPCoil

که اغلب منجر به افت فشار بالایی برای شیر کنترل دوراهه خواهد شد و این خود به معنی مصرف انرژی مازاد جهت پمپاژ می‌باشد.

اقتدار کمتر از ۵۰% نشان ‌دهنده این است که شیر کنترل دوراهه، جریانی پیش از مقدار مورد نیاز را عبور می‌دهد. که این امر منجر به مصرف زیاد انرژی و عدم آسایش حرارتی می‌شود.

برخلاف شیر کنترل سنتی، اقتدار شیر کنترل مستقل از فشار PICV) 100%) است. تا زمانی که اختلاف فشار حین عملکرد شیر در محدوده اختلاف فشار مجازش باشد، ضریب جریان (Kv) شیر متغیر است. بدین معنی که ضریب جریان بصورت خودکار و پیوسته در حال تنظیم است تا بتواند اقتدار شیر کنترل را در تمامی نقاط کنترل جریان حفظ کند.

نحوه انتخاب شیر PICV و طراحی سیستم

برخلاف شیرهای کنترل سنتی که انتخابشان بر اساس ضریب جریان (Kv و Cv) صورت می گیرد، این پارامتر نقشی در انتخاب شیر PICV ندارد. انتخاب شیر PICV به سهولت و بر اساس ۳ فاکتور زیر انجام می گیرد:

۱. میزان جریان

حداکثر جریان طراحی مدار باید در محدوده جریان مجاز شیر PICV انتخاب شده باشد.

۲. محدوده اختلاف فشار

الف) ابتدا افت فشار حداقل و حداکثری که به شیر PICV وارد می شود را باید تعیین کرد (حداکثر افت فشار برای نزدیک ترین شیر به خروجی پمپ ها و زمانی اتفاق می افتد که سایر مدارها بسته باشند و حداقل افت فشار برای دورترین شیر از پمپ و زمانی که سایر مدارها باز هستند.)

ب) بازه کنترلی شیر PICV را باید بزرگتر از بازه محاسبه شده مرحله قبل انتخاب کرد.

۳. قطر نامی

قطر نامی شیر کنترل بر اساس سایز لوله انتخاب می گردد.

لازم به ذکر است در محاسبات هد پمپ بایستی یک افت فشار معین برابر با حداقل افت فشار مورد نیاز شیر PICV برای عملکرد صحیح شیر در نظر گرفته شود، همچنین با استفاده از شیرهای PICV نیازی به استفاده از سیستم لوله کشی برگشت معکوس وجود نداشته و در طراحی سیستم می توان از لوله کشی برگشت مستقیم بهره گرفت.

در جدول زیر اطلاعات کلی برخی از انواع شیرهای PICV برند فلوکان و هانیول را مشاهده می کنید، برای کسب اطلاعات بیشتر روی نام محصول کلیک کنید:

جدول ۱: اطلاعات انواع شیرهای PICV فلوکان و هانیول

نوع شیر	سری	کاربرد	محدوده سایز	محدوده جریان
شیر کنترل مستقل از فشار (PICV)	UniQ	فن کویل‌ های کوچک، کویل ری-هیت و …	DN15-DN20	۰٫۰۸۹-۳٫۳۰۵GPM
شیر کنترل مستقل از فشار (PICV)	Green	فن کویل، کویل ری-هیت و …	DN15-DN50	۰٫۱۶۳-۶۰GPM
شیر کنترل مستقل از فشار (PICV)	SM	هوارسان، مبدل های حرارتی و …	DN15-DN250	۲٫۷۸-۱۲۲۰GPM
شیر کنترل مستقل از فشار (PICV)	V5005T	فن کویل، کویل ری-هیت و …	DN15-DN25	۰٫۰۸۸-۶٫۶GPM

 

محل قرار گرفتن شیر PICV در مدار سرمایش / گرمایش

محل قرار گرفتن شیر کنترل مستقل از فشار (PICV) در هر نقطه ای از سیستم است که انتقال حرارت در آن محل صورت می گیرد، به طور مثال در کویل های فن کویل، هوارسان، منابع کویلی، کویل های ری-هیت (دوباره گرم کن) و …

با استفاده از شیرهای PICV نیازی به استفاده از هیچ گونه شیر دیگری جهت کنترل و یا بالانس جریان در هیچ کجای مدار از جمله خطوط اصلی، رایزرها و ورودی طبقات وجود ندارد.

نحوه نصب و تنظیم شیر PICV

نصب شیر PICV مانند نصب سایر شیرآلات کنترلی می باشد و تفاوتی در نصب آن ها وجود ندارد. پیشنهاد می گردد جهت حفاظت از کویل و شیر کنترل و افزایش طول عمر مفید آن ها، در خط رفت از صافی استفاده شود و شیر کنترل PICV در خط برگشت نصب گردد.

حداکثر جریان عبوری شیر PICV را می توان توسط کلید تنظیم از طریق تغییر اندازه اوریفیس ورودی شیر تغییر داد (در برخی از مدل ها تنظیم حداکثر جریان از طریق تنظیمات انجام شده بر روی صفحه نمایشگر محرک انجام می گیرد).

لازم به ذکر است که تغییر نقطه تنظیم هیچ گونه تأثیری بر طول کورس شیر ندارد، زیرا تغییر اندازه اوریفیس ورودی در راستای افقی انجام می گیرد، نه راستای عمودی و شیر همواره در تمامی نقاط تنظیم بصورت کورس کامل عمل می کند.

توجه: تنها شیرهای PICV برخی از سازنده ها مانند برند فلوکان این قابلیت را دارند.

تنظیم جریان عبوری مورد نظر با استفاده از جدول تنظیم جریان انجام می شود (شکل ۷).

به عنوان مثال در مورد شیر PICV سری Green فلوکان جریان طراحی (حداکثر جریان در بار کامل) توسط کلید مربوطه بر روی کارتریج تنظیم می شود. نقطه تنظیم جریان با دو عدد بر روی صفحه بالای کارتریج نمایش داده می شود، عدد اول از اعداد سفید رنگ (اعداد ۱ تا ۵) و عدد دوم از اعداد قرمز رنگ (۱ تا ۹). بدین ترتیب هر نقطه تنظیم در جدول، نمایشگر یک جریان عبوری معین است. به طور مثال در کارتریج Green.1، نقطه تنظیم ۳٫۷ نشان دهنده جریان عبوری GPM 32/4 می باشد.

نمودار جریان بر اساس اختلاف فشار شیر PICV

نمودار شکل ۸، نتیجه یک سری آزمایشات انجام شده بر روی یک نمونه از شیرهای کنترل مستقل از فشار برند فلوکان می باشد که به خوبی نشان دهنده استقلال از فشار در درصدهای مختلف جریان عبوری در بازه اختلاف فشار شیر PICV می باشد.

مقایسه شیر PICV و شیر کنترل سنتی

در ادامه جمع بندی و مقایسه ای از نقطه نظرات مختلف بین شیرهای کنترل مستقل از فشار و شیرهای کنترل سنتی صورت گرفته و مزایای استفاده از شیرهای PICV  بیان شده است:

۱. محاسبات ضریب جریان

شیرهای کنترل سنتی نیاز به محاسبات Kv و Cv دارند. این محاسبات بسیار زمان بر بوده و احتمال خطا در محاسبات زیاد است، برای این شیرها اقتدار در جریان های مختلف تغییر کرده و در صورت فرض مناسب افت فشار، حدود ۵۰% می باشد. در صورتی که شیر PICV به این محاسبات نیازی ندارد و به دلیل عملکرد مستقل از فشار در همه جریان ها دارای اقتدار ۱۰۰% می باشد.

۲. سیستم لوله کشی

در سیستم های سنتی با شیرهای کنترل کلاسیک برای بالانس جریان ها از سیستم لوله کشی برگشت معکوس استفاده می شود اما با استفاده از شیر PICV نیازی به طراحی پیچیده و هزینه بر سیستم برگشت معکوس نبوده و سیستم برگشت مستقیم در کنار استفاده از شیر PICV یک انتخاب کامل و کارآمد می باشد.

۳. حذف شیرهای بالانس پارتنر

با استفاده از شیر PICV، نیازی به شیرهای بالانس استاتیک وجود ندارد و این شیرها که اصطلاحا شیرهای پارتنر نامیده می شوند از همه خطوط اصلی، رایزرها و انشعابات حذف خواهند شد. حذف شیرهای بالانس پارتنر به معنی حذف افت فشار این شیرها از مسیر جریان آب است. بنابراین افت فشار سیستم و بالطبع هد مورد نیاز پمپ ها کاهش پیدا می کند. کاهش هد پمپ، به معنی کوچک تر شدن پمپ انتخابی و کاهش انرژی مصرفی سیستم می باشد.

۴. هزینه

با حذف شیرهای بالانس پارتنر، هزینه اولیه خرید شیرآلات، همچنین زمان و هزینه نصب کاهش خواهد یافت. ضمناً با توجه به کوچکتر شدن پمپ ها و جایگزینی سیستم لوله کشی برگشت مستقیم به جای برگشت معکوس هزینه کلی سیستم در مقایسه با سیستم سنتی، کمتر و یا مساوی خواهد بود. از طرفی هزینه های نگهداری هم به دلیل تعداد کمتر شیرآلات کنترلی کاهش خواهد یافت.

۵. تنظیم شیر

پروسه بالانس دستی نیاز به صرف وقت و زحمت فراوانی دارد. هر بار که یک شیر تنظیم می شود، جریان عبوری از بقیه شیرها شامل شیرهایی که قبلا تنظیم شده اند تغییر می کند. بنابراین این شیرها هم نیاز به تنظیم دوباره دارند که مجدداً روی شیرهای دیگر اثرگذار است. در سیستم های بزرگ حداقل ۳ بار تنظیم برای هر شیر نیاز است در حالی که هر شیر کنترل جریان اتوماتیک مادامی که پمپ روشن است بصورت خودکار بالانس می گردد. بنابراین کل سیستم هیدرونیک با هر تعداد شیر بصورت خودکار بالانس خواهد شد.

۶. دقت شیر

با استفاده از شیرهای کنترل مستقل از فشار نیازی به پروسه پیچیده، زمان بر و هزینه بر تنظیم شیرهای بالانس دستی نیست، در ضمن این سیستم دارای دقت ۵± درصد می باشد، در حالی که در سیستم بالانس دستی دقت توزیع جریان نه تنها به کیفیت شیرها بلکه به تخصص و خبرگی افرادی که پروسه بالانسینگ را انجام می دهند بستگی دارد و به طور متوسط از سیستم بالانس دستی نمی شود دقتی بیش از ۱۵± درصد انتظار داشت.

۷. یکنواختی و عدم نوسان دما

بدلیل توزیع مناسب و دقیق جریان، آسایش حرارتی بالایی با استفاده از شیرهای PICV حاصل می شود که هرگز با استفاده از سیستم بالانس دستی یا روش طراحی برگشت معکوس قابل حصول نخواهد بود. ایجاد دمای یکنواخت در فضا و عدم نوسان دمای محیط تنها با استفاده از شیر PICV  امکان پذیر است. به این دلیل که شیر PICV، مستقل از فشار است، پس نوسان فشاری وجود ندارد که منجر به نوسان جریان و در نتیجه نوسان دمای فضا شود.

۸. سهولت نصب

به دلیل هم سایز بودن شیر PICV با قطر لوله، عملیات نصب بسیار آسان تر و سریعتر است در صورتی که انتخاب سایز شیر کنترل سنتی منوط به محاسبه Kv و Cv بوده و بر این اساس اکثر اوقات سایز شیر انتخاب شده یک یا دو سایز پایین تر از سایز لوله است، بنابراین نصب آن دشوارتر بوده و زمان و هزینه بیشتری را می طلبد.

۹. محدودیت نصب

شیرهای کنترل جریان مستقل از فشار در هر نقطه ای از مسیر لوله کشی قابل نصب هستند. نصب در مجاورت خم لوله، اتصالات و …، در جهت افقی یا عمودی روی عملکرد شیر تاثیرگذار نمی باشد. در صورتی که برای حفظ دقت شیرهای بالانس دستی باید قبل و بعد از شیر الزام حداقل طول مستقیم لوله رعایت شود. این الزام در سازنده های مختلف متفاوت بوده و به طور معمول ۳ تا ۱۰ قطر لوله قبل و ۱ تا ۲ قطر لوله بعد از شیر بالانس دستی می باشد.

۱۰. خرابی و تعویض شیر

در صورت هرگونه مشکل و خرابی در شیرهای PICV نیازی به تعویض کل شیر نیست و به راحتی می توان کارتریج شیر را بدون تعویض بدنه عوض کرد، در حالی که سایر شیرهای کنترل و بالانس دستی را در صورت بروز مشکل، به دلیل یکپارچه بودن، بصورت کامل باید تعویض کرد. همچنین هنگام نصب شیر و فلاشینگ سیستم می توان به جای کارتریج، درپوش را بر روی شیر قرار داد و از کثیف شدن، گرفتگی و آسیب به کارتریج جلوگیری کرد. (قابلیت اختصاصی شیر کنترل مستقل از فشار برند فلوکان).

۱۱. سندروم اختلاف دمای پایین

با کاهش بار فضاها در شیرهای کنترل سه راهه، اکثر اوقات مقداری از جریان آب بدون تغییر قابل توجه دما، بای پس می شود. این مسئله موجب کاهش دمای آب برگشت به چیلر شده و باعث ایجاد سندروم اختلاف دمای پایین و کاهش قابل توجه بازده چیلر می گردد. این مشکل با استفاده از سیستم جریان متغیر و شیرهای PICV برطرف خواهد شد.

۱۲. پدیده Hunting

شیرهای کنترل سنتی به نوسانات فشار، دائماً واکنش نشان می دهند. هنگامی که اختلاف فشار تغییر می کند، جریان بدون توجه به تغییر یا عدم تغییر بار سرمایشی / گرمایشی فضا تغییر می کند. به این پدیده Hunting می گویند. شیرهای وابسته به فشار، دایماً در حال باز و بسته شدن هستند تا با تغییر کورس حرکت به جریان مناسب بر اساس بار دست یابند. شیرهای کنترلی که دچار پدیده hunting شده اند همچنین در سندروم اختلاف دمای پایین دخیل هستند. این مشکل معمولاً با جریان مازاد، هدر رفت انرژی، ظرفیت قابل دسترس محدود و کنترل ضعیف دما و رطوبت نمایان می شود

در مقابل، شیرهای PICV با تغییرات فشار سیستم تحت تأثیر قرار نمی گیرند و دچار پدیده hunting نمی شوند. جریان تنها هنگامی تغییر می کند که وضعیت محرک شیر تغییر کند و در همه شرایط با بار هماهنگ و متناسب می ماند، که این امر منجر به ثبات و عملکرد عالی، حصول بیشترین اختلاف دمای ممکن و کمترین مصرف انرژی می شود. در ضمن باز و بسته شدن مکرر شیر توسط محرک عمر محرک را کاهش داده و آن را دچار استهلاک می کند که این مشکل با استفاده از شیر کنترل PICV مرتفع می گردد.

صرفه جویی در هزینه و انرژی

به طور کلی استفاده از شیرهای PICV منجر به صرفه جویی های قابل توجهی در هزینه و انرژی سیستم می شود که به قرار زیر می باشد:

صرفه جویی در هزینه اولیه

• پمپ و الکتروموتور کوچکتر
• تعداد شیرهای کمتر
• لوله کشی، اتصالات و تجهیزات جانبی کوچکتر
• هزینه کمتر عایق بندی
• نصب و ساپورت گذاری کمتر
• سیستم با TΔ بالا ظرفیت مازاد سرمایشی ایجاد می کند و این مسئله گسترش سیستم در آینده را ممکن می کند (با همان ظرفیت موجود).

صرفه جویی در هزینه جاری

• حذف هزینه پروسه تنظیم شیرهای بالانس دستی
• هزینه های پمپاژ پایین تر
• چیلر با حداکثر ظرفیت زیر بار می رود، ازینرو بازده آن افزایش می یابد و قدرت مصرفی در هر تن به نوبه خود کاهش می یابد.
• استهلاک کمتر محرک ها
• کاهش هزینه های نگهداری به دلیل کم شدن تعداد شیرها

خرید و قیمت شیر PICV

شیرهای PICV در ابتدای تولید از قیمت بالایی برخوردار بودند و شاید استفاده از آن ها در پروژه‌ها توجیه اقتصادی نداشت. اما رفته رفته با بهبود طراحی و تولید انبوه، قیمت های تمام شده محصول منطقی تر شد و در حال حاضر با توجه به توضیحاتی که در متن مقاله در ارتباط با کاهش کلی تعداد شیرهای بالانسینگ و کنترل جریان در سیستم و حذف لوله کشی برگشت معکوس و … ارائه شد و با در نظر گرفتن مزایای فراوانی که این شیرها و سیستم دور متغیر در جهت بهبود عملکرد و کاهش هزینه های جاری سیستم دارند استفاده از آن ها کاملا منطقی و مفید به نظر می رسد.

جهت اطلاع از قیمت ها و نحوه خرید شیر PICV و دریافت مشاوره فنی خواهشمند است با کارشناسان شرکت مرکز کنترل ایران از طریق مرکز تماس 02157859 در ارتباط باشید.