Четырехходовой клапан для отопления: Четырехходовой клапан для отопления: принцип работы, схема отопления

Четырехходовой клапан для отопления — Микроклимат в квартире и доме

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан – это элемент системы отопления, к которому подключены четыре трубы, имеющие теплоносители разной температуры, используется, чтобы предотвратить перегрев твердотопливного котла. Термостатический клапан не допускает превышение температуры внутри котла выше 110 °C. Уже при температуре 95 °C он запускает холодную воду для охлаждения системы.

Конструкция четырехходового клапана

Корпус сделан из латуни, к нему присоединены 4 соединительных патрубка. Внутри корпуса расположена втулка и шпиндель, работа которого имеет сложную конфигурацию.

Термостатический смесительный кран выполняет такие функции:

• Смешивание потоков воды разных температур. Благодаря смешиванию работает плавное регулирование нагрева воды;
• Защита котла. Четерехходовой смеситель предотвращает появление коррозии, продлевая этим срок эксплуатации оборудования.

Схема четырехходового смесителя

Принцип работы такого клапана для отопления заключается во вращении шпинделя внутри корпуса. Причем это вращение должно быть свободным, так как втулка не имеет резьбы. Рабочая часть шпинделя имеет две выборки, через которые открывается поток по двум проходам. Таким образом, поток будет регулироваться и не сможет пройти напрямую ко второй выборке. Поток сможет поворачивать в любой из патрубков, расположенных с левой или правой стороны от него. Так, все потоки, идущие с противоположных сторон, смешиваются и распределяются по четырем патрубкам.

Существуют конструкции, в которых вместо шпинделя работает нажимной шток, но такие устройства не могут смешивать потоки.

Работа клапана контролируется двумя способами:

• Ручной. Распределение потоков требует установки штока в одном определенном положении. Регулировать это положение нужно вручную.
• Автоматический. Вращение шпинделя происходит в результате получаемой команды от внешнего датчика. Таким образом, в системе отопления постоянно удерживается заданная температура.

Четырехходовой смесительный клапан обеспечивает стабильный расход холодного и горячего теплоносителя. Принцип его работы не требует установки дифференциального байпаса, ведь клапан сам пропускает нужное количество воды. Устройство используется там, где необходима регулировка температуры. Прежде всего, это система радиаторного отопления с твердотопливным котлом. Если в других случаях регулирование теплоносителей происходит с помощью гидронасоса и байпаса, то здесь работа клапана полностью заменяет эти два элемента. В итоге котел работает в стабильном режиме, постоянно получая дозированное количество теплоносителя.

Отопление с четырехходовым клапаном

Монтаж системы отопления с четырехходовым клапаном:

1. Подключение циркуляционного насоса. Устанавливается на обратной трубе;
2. Установка предохранительных линий на входной и выходной трубе котла. Нельзя производить установку клапанов и кранов на предохранительных линиях, так как они находятся под высоким давлением;
3. Установка обратного клапана на трубе водоподачи. Принцип работы направлен на защиту системы отопления от влияния обратного давления и сифонного дренажа;
4. Монтаж расширительного бака. Устанавливается на самой высшей точке системы. Это нужно, чтобы не затруднялась работа котла в процессе расширения воды. Расширительный бак полноценно работает как в горизонтальном, так и в вертикальном положении;
5. Установка предохранительного крана. Термостатический клапан устанавливается на трубе подачи воды. Он предназначен для равномерного распределения энергии для нагрева. Данное устройство имеет двойной датчик. При превышении температуры 95 °C, этот датчик посылает сигнал в термостатический смеситель, в результате чего открывается поток холодной воды. После охлаждения системы на датчик поступает второй сигнал, который полностью закрывает кран и прекращает подачу холодной воды;
6. Установка редуктора давления. Размещается перед входом в термостатический смеситель. Принцип работы редуктора заключается в минимизации перепадов давления при подаче воды.

Схема подключения отопительной системы с четырехходовым смесителем состоит из следующих элементов:

1. Котел;
2. Четырехходовый термостатический смеситель;
3. Предохранительный клапан;
4. Редукционный вентиль;
5. Фильтр;
6. Шаровой кран;
7. Насос;
8. Отопительные батареи.

Смонтированную отопительную систему нужно обязательно промыть водой. Это необходимо, чтобы из нее удалились различные механические частицы. После этого должна быть проверена работа котла под давлением 2 бар и при выключенном расширительном баке. Следует обратить внимание на то, что между началом полноценной работы котла и его проверкой под гидравлическим давлением должен пройти небольшой промежуток времени. Ограничение по времени обусловлено тем, что при долгом отсутствии воды в отопительной системе, она будет подвержена коррозии.

Как сделать систему отопления с четырехходовым клапаном

Четырехходовой клапан для отопления позволяет смешивать и направлять 4 потока теплоносителя.

Принцип работы четырехходового клапана заключен в возможности смешения теплоносителя в разных пропорциях.

Источник: domotopim.ru

Новости на тему «четырехходовой клапан для отопления»

Контроллер для смесительных узлов VT.K200.M (VALTEC) VT.K200.M.0

11.02.2015 - Электротехнический рынок России и СН

K200.M.0. Контроллер VT.K200.M Валтек предназначен для измерения и автоматического пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулирования температуры теплоносителя в смесительных узлах систем напольного отопления в соответствии с заданным графиком….

Найдено в интернете по запросу «четырехходовой клапан для отопления»

Четырехходовой клапан для отопления: принцип работы, схема

Как устроен четырехходовой клапан для отопления. Принцип действия элемента, примеры …

Четырехходовой клапан для отопления: принцип работы, схема …

Четырехходовой клапан для отопления позволяет смешивать и направлять 4 потока …

Трехходовой клапан на системе отопления: подключение и …

Кран для системы отопления с тройным ходом монтируется … трехходовой клапан для …

Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны

Что такое клапан? Клапан — это механизм, который служит для того чтобы пропустить или не …

Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором

Правильно выполненная обвязка отопительного контура позволяет создать в доме максимально комфортные температурные условия проживания. Не менее важна и комплектация тепловой магистрали. Так, например, трехходовой клапан для отопления с терморегулятором, как и прочие идентичные по функциональности элементы играют значительную роль в устройстве тепловой магистрали.

1. Чем должен оснащаться отопительный контур?
2. Смесительные краны
3. Группа безопасности нагревательного устройства
4. Особенности монтажа запорной арматуры
5. Перепускные и обратные вентили
6. Термостаты
7. Другие запорные арматурные комплектующие

Чем должен оснащаться отопительный контур?

Несмотря на то, что основная группа защиты для отопления подбирается непосредственно сотрудниками магазина, где производится покупка оборудования, не будет лишним, если вы узнаете, что именно должно входить в набор заборной арматуры.

Смесительные краны

Посредством этих деталей есть возможность осуществления качественной регулировки температурного режима в тепловом блоке. Принцип работы подобного устройства прост: при повороте рукоятки отопительного трехходового крана происходит открытие байпаса, что обусловливает втягивание остывшей воды в отсек подачи, где происходит смешение горячей и холодной воды.

По такой схеме можно добиться необходимого температурного режима в помещении. Действует трехходовой клапан гибко, не создавая резких скачков температур в обогревательной установке. Как правило, такими смесительными блоками оснащаются практически все коллекторных узлы обогревательных систем частных домов. Это позволяет снизить расходы на потребление энергетических ресурсов для прогрева той или иной комнаты, которую, при необходимости, можно попросту отключить от основной магистрали.

Группа безопасности нагревательного устройства

Блок защиты нагревателя включает в себя предохранительный клапан, прибор для измерения давления и дроссель для спуска воздуха из теплового узла. Благодаря этим элементам можно предотвратить как поломку самого оборудования, так и избежать аварийной ситуации в случае повышения давления в магистрали. Ведь это может привести к разрыву трубопровода и, как следствие, кто-либо, находящийся рядом в этот момент, может сильно пострадать.

Вне зависимости от выбора типа отопительной системы, она должна в обязательно порядке комплектоваться предохранительным гидровентилем для котла.

Предохранительный дроссель может быть выполнен в двух исполнениях – открытый и закрытый. Первый вариант характеризуется отсутствием противодавления и выводом лишней жидкости из теплового контура. Тогда как посредством закрытого регулировочного клапана выполняется сброс избыточной жидкости в трубопровод. При этом работает еще и противодавление.

С целью увеличения эффективности обогревательного блока необходимо правильно выполнить установку группы защитной арматуры. Весь свод правил присутствует в специальном документе СНиП. А представить его к вашему вниманию в полном объеме не представляется возможным, поскольку все зависит от конкретного оборудования, его мощности и прочих индивидуальных факторов. Но вместе с тем основные принципы монтажа запорной арматуры все же можем рассмотреть.

Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором, равно как другие элементы отопительной системы, определяются исключительно по показателям давления и диаметру трубопровода. Это императивное требование определяет ГОСТ и любое отклонения от нормы является нарушением, что в итоге может привести к аварийной ситуации.

Особенности монтажа запорной арматуры

1. Установка предохранительного клапана осуществляется на подающем трубопроводе в непосредственной близости с нагревательным агрегатом.
2. В тепловых контурах, которые снабжаются горячей водой, гидроклапан ставится на выходе горячей воды в наивысшей точке бойлера.
3. Обустройство системы водяного обогрева характеризуется отсутствием всевозможных приборов между запорной арматурой и тепловым контуром.
4. Спускные клапана на отопление следует стыковать к магистральным трубам сравнительного большого диаметрального размера. А их вывод осуществляется в любое безопасное место или канализационную сеть.

Во время монтажа отопительного узла категорически запрещается сужать трубы на диаметр меньше, чем имеющийся диаметральный размер вентиля.

ВИДЕО: Трехходовой клапан в системе

При подключении отопления в двухэтажных домах запорная арматура устанавливается отдельно на каждом этаже. Специалисты рекомендуют устанавливать ее как можно больше, так котел будет проще обслуживать.

1. Настройка дросселей производится на 15-25% больше, чем рабочее давление в тепловом контуре.
2. Необходимо выполнять проверку работоспособности вентилей как минимум один раз в год, желательно после начала отопительного сезона. А делается это очень просто: нужно произвести принудительное открытие дросселя.

Перепускные и обратные вентили

Для стабилизации давления в системе необходим обратный вентиль для отопления. Кроме этого применяется также еще и другой конструктивный элемент – перепускной клапан отопительной системы. Принцип его работы – такой же, как и у предохранительного, но в том случае патрубок соединяется с обраткой. При увеличении давления этот прибор включается и осуществляет перевод теплоносителя в обратный контур. А с целью уравновешивания этой характеристики используется обратный гидровентиль.

Принцип функционирования: посредством обратного клапана в системе отопления осуществляется перемещение жидкости в одну сторону, препятствуя ее обратному перемещению.

Термостаты

Термостат характеризуется применением двух основных конструктивных элементов – вентиля и термоэлемента. Первый применяется в качестве регулятора теплоотдачи. Это происходит за счет изменения расхода теплоносителя в зависимости от температуры воздуха. В свою же очередь термоэлемент позволяет контролировать температуру теплоносителя и, при необходимости, подогревать или охлаждать его.

В зависимости от перемещения золотника, которым оснащен гидровентиль, эта конструктивная делать производится в двух исполнениях: малоподъемные и полноподъемные. В первом случае высота подъема золотника приравнивается к 0,05 диаметрального размера седла. Как правило, малоподъемные дросселя применяются в тех блоках, в которых нет необходимости в высокой пропускной способности. А вот что касается полноподъемных дросселей, то они имеют высоту золотника равную 0,25 диаметральной величины седла. Такие детали, в большинстве своем, используются в тепловых магистралях с газообразной средой.

Другие запорные арматурные комплектующие

Помимо вышеуказанных конструктивных элементов используются еще и игольчатые дросселя. Они представляют собой затвор в виде узкого конуса и способствуют надежному перекрытию и регулировке потоков теплоносителя при повышенных показателях давления.

Есть еще и электромагнитные вентиля, которые являют собой примитивный и наиболее доступный вариант автоматизации регулировки перемещения горячей воды по трубопроводу. Однако, чтобы использовать подобные детали крайне важно использовать воду с минимальной жесткостью и отсутствием твердых частиц.

Многие обогревательные узлы оснащаются еще компенсаторами, благодаря которым осуществляется компенсация деформаций трубопроводных магистралей под действием высоких температур. Кроме этого, такие приборы помогают снизить вибрации в системе, что также позволяет исключить возможные повреждения теплового контура.

На самом деле устройство обогревательного оборудования – это вполне посильная задача даже для того, кто ни разу в жизни не выполнял подобных процессов. И если грамотно подойти к реализации поставленной цели и выполнить работу согласно всем требования, то можно снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций и необходимости проведения ремонтно-восстановительных мероприятий.

Вот, собственно, и весь набор запорной арматуры, который используется при устройстве теплоблоков. Теперь, когда вы знаете, что должно входить в обогревательный узел, вы сможете выполнить качественную обвязку теплового оборудования, которая прослужит вам не один десяток лет.

Трёхходовой клапан для отопления с терморегулятором

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором, как и прочие идентичные по функциональности элементы играют значительную роль в устройстве тепловой магистрали.

Источник: www.portaltepla.ru

Четырехходовой смесительный клапан для отопления: tvin270584 — LiveJournal

Четырёхходовой клапан – это элемент сантехники, выполняющий важные функции в системе обогрева. А какие именно расскажет мастер сантехник в этой статье.

Устройство и функции

Четырёхходовой клапан для отопления вращает шпиндель в самом корпусе. Вращение обязательно должно осуществляться в свободном порядке, потому что втулка не содержит резьбы. Функционирующая часть шпинделя имеет пару выборок, при помощи которых открывается поток по двум проходам.

Как следствие, поток регулируется и не в силах пройти напрямую ко второй выборке. Поток может сворачивать в любой патрубок, что находится с левой либо правой стороны от него. Получается, что все потоки, которые проходят с разных сторон, перемешиваются и расходятся по четырём патрубкам.

Есть устройства, где вместо шпинделя функционирует нажимный шток, однако такие конструкции не предназначены перемешивать потоки.

Четырёхходовой клапан для отопления – это элемент обогревательной системы, к которому подсоединены четыре трубы, имеющие тепловой носитель разной температуры. Внутри корпуса находятся втулка и шпиндель. Последний имеет работу с трудной конфигурацией.

Работу 4-х ходового смесителя можно контролировать следующим образом:

• Ручной. В данном случае для распределения потоков необходим монтаж штока в одном конкретном положении. И проводить регулировку этого положения требуется вручную.


• Автоматический (с терморегулятором). Здесь внешний датчик отдаёт команду шпинделю, в результате чего последний и начинает вращаться. Из-за этого в обогревательной системе сохраняется стабильная указанная температура.

Основные функции клапана 4-х ходового клапана следующие:

• Смешивание водяных потоков с разным температурным нагревом. Устройство используется для предотвращения перегрева твердотопливного котла. Четырёхходовой смесительный клапан не позволяет температуре повышаться в котельном оборудовании выше 110 °C. При нагреве 95 °C прибор запускает холодную воду для охлаждения системы.


• Защита котельного оборудования. 4-х ходовой клапан препятствует образованию коррозии и тем самым продлевает срок службы всей системы.

Благодаря 4-х ходовому клапану для отопления осуществляется равномерный расход горячего и холодного теплового носителя. Для нормального функционирования не требуется монтажа байпаса, так как клапан сам пропускает необходимый объём жидкости. Прибор применяется там, где требуется температурная регулировка. В первую очередь, в системе обогрева радиаторами совместно с твердотопливным котлом. Если в иных случаях настройка жидкости осуществляется с применением гидронасоса и байпаса, то в данном случае работа клапана целиком заменяет данные приборы. Получается, что котёл функционирует стабильно и постоянно получает определённый объём теплового носителя.

Видео

В сюжете — Смесительный клапан четырехходовой.

Производители

Четырёхходовой клапан для отопления производят такие компании, как Honeywell, ESBE, VALTEC и другие.

На сегодняшний день это производитель, который входит в список 100 ведущих мировых фирм, составляемый журналом Fortune.

Четырёхходовые клапаны Honeywell серии V5442A изготовлены для систем, где в качестве теплоносителя выступает вода либо жидкости, с процентом гликоля до 50. Они предназначены для работы при температуре от 2 до 110 °С и в рабочем давлении до 6 бар.

Хоневелл изготавливает клапаны с размером соединения 20, 25, 32 мм. Поэтому значения коэффициента Kvs – от 4 до 16 м³/ч. Работают устройства серии вместе с электрическими приводами. Для систем с большей мощностью применяется фланцевая серия клапанов ZR-FA.

Четырёхходовой клапан Honeywell не вызовет трудностей при монтаже, существует много вариантов реализации.

Все её изделия экономичны, надёжны и удобны при эксплуатации в системах обогрева, охлаждения и водяного снабжения.

ESBE предлагает 4-х ходовой клапан для отопления с внутренней резьбой. Корпус клапана изготовлен из латуни. Рабочее давление 10 атмосфер, температура 110 градусов (кратковременная — 130 градусов). Четырёхходовой смесительный клапан производится в размерах 1/2-2″, с пропускной способностью 2,5 -40 Kvs.

Валтек предлагает смесительные клапаны различного назначения, которые рассчитаны на долговечную работу в системе инженерии (водяной тёплый пол, вмонтированное настенное, потолочное отопление и охлаждение, горячее водяное снабжение). Продукцию производителя можно найти в любой точке России и стран СНГ.

Нельзя утверждать, что четырёхходовой клапан для отопления не потребует финансовых вложений. Установка прибора будет стоить дорого, однако, с другой стороны, эффективность работы и, как следствие, экономичность, оправдывает денежные затраты. Есть только главное условие – наличие качественной электрической сети, так как без неё привод клапана перестанет работать.

Видео

В сюжете — Регулирование температуры без смесителя.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Трёхходовой клапан для котла — устройство и производители

Источник
http://santekhnik-moskva.blogspot.com/2018/04/chetyrekhkhodovoy-smesitelnyy-klapan.html

Компоненты для тепловых насосов – часть 5: четырехходовые реверсивные клапаны

Четырехходовые реверсивные клапаны используются для полного реверсирования цикла в системах с тепловыми насосами один к одному. Такие клапаны можно использовать для облегчения использования системы как для обогрева, так и для охлаждения или для обеспечения эффективного и энергетически оптимизированного метода размораживания.

Конструкция

Четырехходовой реверсивный клапан имеет четыре патрубка, три из них на одной стороне и четвертый на противоположной стороне, при этом три медных патрубка имеют больший диаметр, чем один на противоположной стороне. Средний из трех разъемов большого диаметра постоянно находится на стороне всасывания, а единственный разъем малого диаметра постоянно находится на стороне высокого давления. Так как два оставшихся патрубка могут находиться либо на стороне всасывания, либо на стороне высокого давления – в зависимости от того, как блок в данный момент переключается, – они имеют тот же размер, что и постоянный всасывающий патрубок, чтобы учесть перепады давления. Четырехходовой клапан также имеет соленоидный управляющий клапан с катушкой, на которую можно подавать питание для изменения направления потока хладагента. Между штуцером клапана малого диаметра и соленоидным пилотным клапаном, а оттуда к центральному коннектору большого диаметра, имеются небольшие пилотные соединения.

Для следующего описания мы предположим, что маленькое соединение (высокое давление) направлено вверх, три других соединения направлены вниз, а малый соленоидный управляющий клапан и его катушка видны на передней части агрегата. Стандартный четырехходовой клапан имеет только два положения переключения – промежуточных положений нет. В положении переключателя 1 напряжение на катушке электромагнитного пилотного клапана отсутствует. В этом положении горячий газ под высоким давлением из пилотной линии более узкого соединителя поступает в камеру, содержащую скользящий механизм, справа. В то же время давление на левой стороне камеры золотника можно сбросить через постоянное всасывающее соединение, выбрасывая газ на сторону низкого давления. Это смещает ползунок влево и открывает основные пути вверху, ведущие вниз вправо и слева в центр. В положении переключателя 2 горячий газ движется сверху влево, в то время как всасываемый газ одновременно может течь вниз справа в центр. Это достигается за счет подачи сетевого напряжения на катушку электромагнитного пилотного клапана, в результате чего газ под высоким давлением поступает в камеру ползуна слева. Это позволяет снять давление справа через центральное основное соединение внизу, заставляя ползунок двигаться вправо.

Падение давления и размеры

Падение давления всегда важно, когда речь идет о размерах клапанных систем. Чрезмерный перепад давления обычно оказывает пагубное влияние на энергоэффективность теплового насоса, в то время как слишком маленький перепад может, например, нарушить стабильное поведение электромагнитного клапана с сервоприводом. Ни одно из этих соображений не является столь важным для четырехходовых клапанов. Минимальные перепады давления на стороне нагнетания или всасывания не являются проблемой для четырехходовых реверсивных клапанов, поскольку ползунковый механизм, который фактически переключает клапан, приводится в действие перепадом давления между сторонами высокого и низкого давления холодильной установки. . Это очевидный подход, потому что этот тип клапана расположен на границе между высоким и низким давлением, что обычно не имеет место для клапанов в обычном тепловом насосе с сухим расширением, чем внешнее давление. Таким образом, фактический перепад давления между, скажем, входом и выходом хладагента на стороне всасывания не имеет решающего значения для надежной работы клапана. Вопрос «чрезмерного перепада давления» также почти не рассматривается для четырехходовых клапанов Danfoss-Saginomiya при условии, что конструкция в первую очередь ориентирована на размеры всасывающей линии. Если четырехходовой клапан выбран в соответствии с размером этой трубы, то, как правило, вы получите клапан с довольно умеренными перепадами давления, но все же рекомендуется свериться с соответствующими таблицами производительности, чтобы убедиться, что выбранный клапан будет достаточно большим. Первичным критерием должен оставаться диаметр трубы на стороне всасывания, иначе производителю теплового насоса придется устанавливать переходники на три патрубка, что будет не только крайне затратно, но и весьма неэстетично.

Конфигурация

Клапан этого типа интегрируется как в линию горячего газа, так и в линию всасывания теплового насоса, при этом два постоянных соединения – т. е. трубопровод, по которому всегда проходит горячий газ независимо от настройки клапана, и трубопровод, который всегда является всасывающим линии – особенно легко различимы для установки. Линия горячего газа от компрессора идет к узкому патрубку на четырехходовом клапане, а линия всасывания к компрессору присоединяется к среднему из более широких патрубков. Эти два трубопровода между клапаном и компрессором никогда не меняют своей функции. В этом контексте важно отметить, что внешнее выравнивание давления расширительного клапана всегда должно быть подключено к постоянной линии всасывания, то есть линии от среднего одного из соединений большого диаметра на четырехходовых клапанах. Если этого не сделать, внешнее выравнивание давления будет подвергаться слишком высокому давлению, что не только не позволит расширительному клапану функционировать (принудительно удерживая его закрытым), но также может привести к его необратимому повреждению. Остаются два внешних патрубка большого диаметра, которые иногда могут находиться на стороне высокого, а иногда на стороне низкого давления.

Монтаж

Если клапан устанавливается с использованием стандартных методов пайки (соединение медь-медь, припой, такой как SilFos 15), обязательно соблюдайте следующее: подходит для пайки к медным трубам, но благодаря отличной теплопроводности меди и точной посадке ползункового механизма крайне важно свести к минимуму тепло, подаваемое на клапан во время процесса пайки. Поэтому вы всегда должны обернуть клапан холодной влажной тканью, пока он припаивается на место. Как только это препятствие будет преодолено, вы обнаружите, что четырехходовой клапан надежно функционирует на протяжении всего жизненного цикла вашего теплового насоса.

Применение

Четырехходовые клапаны используются для реверсирования цикла тепловых насосов один к одному. Это превращает испаритель в конденсатор, а конденсатор в испаритель. Эта возможность также приветствуется для тепловых насосов типа «воздух-воздух», которые используются летом для охлаждения и в переходные периоды для обогрева. Если летом четырехходовой клапан вряд ли понадобится, пока система находится в режиме охлаждения, то зимой может потребоваться реверс цикла, чтобы разморозить систему. Четырехходовые клапаны обеспечивают чрезвычайно эффективный способ оттаивания как тепловых насосов воздух-воздух, так и воздух-вода. Реверсирование цикла системы «один к одному» позволяет испарителю, который стал конденсатором, размораживаться изнутри. Это означает, что нет необходимости нагревать испарительный блок с помощью электрического нагревателя, вместо этого горячий газ направляется по обледеневшим трубам. Это очень хорошо размораживает систему и едва ли может превзойти ее по скорости, потреблению энергии и целенаправленному нагреву.

Thermo Fluid Dynamic Конструкция 4-ходового реверсивного клапана

ОПИСАНИЕ: Поставка новых 4-ХОДОВЫХ реверсивных клапанов для транскритического теплового насоса R744.
ТЕХНОЛОГИЯ: CAD/CFD/FEM

Нашими клиентами являются мировые японские производители, специализирующиеся на высокоэффективных электрических тепловых насосах и водонагревателях для бытового, промышленного и коммерческого использования. Вместо более традиционных аммиака или фторированных хладагентов и углеводородов в качестве хладагента используется сверхкритический диоксид углерода: эта технология предлагает средства энергосбережения и снижает выбросы парниковых газов.

Они постоянно модернизируют свои регулирующие клапаны для удовлетворения потребностей развивающихся рынков. Один такой клапан требуется для рабочего давления до 120 бар и при полном перепаде давления системы теплового насоса (70 бар). Заказчик попросил нас проверить Kv, мощности и температуры, достигаемые критическими компонентами новой разработанной конструкции, с помощью численного моделирования.

ПОМЕЩЕНИЕ: Европейская законодательная база

В 2007 году лидеры ЕС одобрили комплексный подход к климатической и энергетической политике, направленный на борьбу с изменением климата и повышение энергетической безопасности при одновременном повышении ее конкурентоспособности. В 2008 году Европейская комиссия предложила обязательный закон для реализации целей 20-20-20. Этот «климатический и энергетический пакет» стал законом в 2009 году.
Цели 20-20-20 к 2020 году включают:
• Сокращение выбросов парниковых газов в ЕС не менее чем на 20% по сравнению с уровнями 1990 года;
• 20% потребления энергии в ЕС будет поступать из возобновляемых источников;
• Сокращение потребления первичной энергии на 20% по сравнению с прогнозируемым уровнем за счет повышения энергоэффективности.

ПОМЕЩЕНИЯ: Технология теплового насоса

Возобновляемая энергия вырабатывается из природных ресурсов, таких как солнце, ветер и вода, с использованием технологии, обеспечивающей естественное пополнение запасов энергии. Добавляя небольшое количество энергии привода, тепловой насос может перемещать тепло от низкой температуры к высокой температуре. Это означает, что одно и то же оборудование можно использовать для отвода тепла из помещения (охлаждения) с одной стороны и одновременного добавления тепла в другое пространство (обогрев).
Тепловые насосы чаще всего используются для охлаждения, т.е. обычный бытовой холодильник или кондиционер, но все чаще тепловые насосы также используются для повышения температуры до полезной температуры нагрева.

ПОМЕЩЕНИЕ: Эффективность теплового насоса

Чем эффективнее тепловой насос, тем он более рентабельный и менее энергозатратный.
COP, или коэффициент производительности, описывает эффективность теплового насоса и определяется как соотношение между полезной теплопередачей для обогрева или охлаждения и требуемой энергией привода. Полезная энергия может представлять собой энергию нагрева или охлаждения в зависимости от того, используется ли тепловой насос для обогрева или охлаждения.
Существует ряд факторов, влияющих на эффективность теплового насоса.
Значительное повышение эффективности систем тепловых насосов было
достигнуто благодаря разработкам в области теплообменников, компрессоров, двигателей и компонентов.

ПОМЕЩЕНИЕ: Компоненты, имеющиеся на рынке

Фактически представленные на рынке 4-ходовые клапаны представляют собой реверсивные клапаны с электромагнитным управлением — шиберного типа с пилотным клапаном, состоящие из трех основных компонентов
— управляющий клапан
— корпус основного клапана, включая золотник клапана
— электромагнитная катушка
Ползунок 4-ходового клапана смещается за счет изменения перепада давления в клапане, который приводится в действие управляющим электромагнитным клапаном.
Принципы работы в цикле охлаждения и обогрева достаточно сложные.

Зимние условия

Когда на электромагнитную катушку подается питание (рис. 1), пилотный клапан перемещается вправо, и жидкость под высоким давлением поступает в поршневую камеру. С другой стороны, жидкость высвобождается из поршневой камеры, а поршень и часть золотникового клапана перемещаются вправо.

Летние условия

При обесточивании катушки соленоида (рис.2) пилотный клапан перемещается влево, и жидкость под высоким давлением поступает в нагнетательный капилляр и поступает в поршневую камеру . С другой стороны, жидкость высвобождается из поршневой камеры, а поршень и часть золотникового клапана перемещаются влево.

Ограничения по использованию

Из-за довольно чувствительной технологии движения ползуна, которая работает за счет перепада давления, регулируемого электромагнитным электрическим клапаном, такие клапаны имеют много ограничений по использованию, как указано в инструкции пользователя руководство:

1. установка 4-ходового реверсивного клапана возможна только в горизонтальном положении, ориентация должна быть в диапазоне от 0° до 180°; в вертикальном положении клапаны могут быть установлены в любом положении, если шток змеевика находится вверху.
2. Перед установкой тщательно очистите внутреннюю часть труб, чтобы предотвратить попадание частиц пыли или грязи в клапан. Используйте сетчатый фильтр с размером ячеек от 80 до 100 на входе клапана, если частицы пыли или грязи из труб могут попасть в клапан.
3. Не нагревать корпус до температуры выше 120°С при пайке соединений. Пайку необходимо проводить при снятой катушке.
4. Не подвешивайте клапан за подводящий провод катушки соленоида и не применяйте к нему силу.
5. Не оборачивайте катушку соленоида теплоизоляцией. Это может привести к перегреву и перегоранию катушки.
Итак, для катушки:
1. Убедитесь, что напряжение питания соответствует напряжению, указанному на корпусе катушки (или наклейке).
2. При монтаже электромагнитной катушки необходимо плотно затянуть болт крепления корпуса.
3. При подключении катушки соленоида оставьте достаточный провис, чтобы убедиться, что провода питания и соединение катушки не подвергаются нагрузкам.
4. При извлечении электромагнитной катушки из корпуса обязательно отключите питание. Когда вы держите катушку под напряжением в течение ненужного времени, катушка может сгореть.

ПРОЕКТ: 4-ХОДОВЫЕ ИНВЕРСИОННЫЕ КЛАПАНЫ ДЛЯ ТРАНСКРИТИЧЕСКОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА R744. Клапаны подходят для всех P.E. Директивы группы 1 или 2 хладагентов и работают под полным давлением системы теплового насоса. Инверсия цикла не требует соленоидного пилотного клапана и перемещения ползунка, что снижает риск механических заеданий из-за условий окружающей среды, наличия грязи или
частицы. Более того, по сравнению с клапанами с электромагнитным управлением, где перепад давления регулирует движение ползунка, изменяющего направление потока хладагента, конструкция шарового клапана гарантирует минимальное падение давления и очень низкий риск утечки, предотвращает неисправность полный цикл переключения открытие/закрытие и обеспечивает быстрое переключение даже без перепада давления: шар подвешен на 4-х тефлоновых седлах, способных безукоризненно работать даже при максимальной температуре или даже при полном отсутствии давления в системе.
Качество и дизайн этого нового компонента были тщательно разработаны, чтобы гарантировать безопасность и долговечность в самых суровых условиях работы. Корпус и соединения из нержавеющей стали обеспечивают высокую производительность даже в широком диапазоне применений R744. В качестве опции Refrigera может поставить трубки CuFe2P для крепления клапана с соединениями под сварку враструб. Фланец ISO5211, специально разработанный для тяжелонагруженных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, позволяет легко подсоединяться к любой модели привода, представленной на рынке.

ПРОЕКТ: МОДЕЛИРОВАНИЕ CFD

В тесном сотрудничестве между Refrigera и Международной школой докторантуры в области механики окружающей среды и промышленных жидкостей Университета Триеста и Лабораторией IEFLUIDS была решена задача обеспечения соответствующих проходных сечений в обеих конфигурациях отверстий. , который протестировал весь новый 4-ходовой диапазон с помощью программного обеспечения CFD и холодильных мощностей для всех диаметров с соответствующей теоретической поддержкой. IEFLUIDS провела гидравлический анализ с помощью программного обеспечения OpenFoam CFD. Моделирование проводилось с использованием модели k-эпсилон RANS с использованием собственных пристеночных функций для надлежащего разрешения пограничного слоя вблизи твердых стенок домена. Результаты были использованы для проверки конструкции клапанов: Kvs максимальны для каждого диаметра.

ПРОЕКТ: РЕЗУЛЬТАТЫ

Заказчику были предоставлены коэффициенты расхода Kv и мощности (кВт), относящиеся к наиболее популярным синтетическим хладагентам и R744 клапана, в соответствии со стандартом ANSI/AHRI 760-2007. Анализировалась потеря давления при движении потока
внутри. Температуры на различных компонентах были сообщены заказчику. Схемы течения использовались при моделировании МКЭ для проверки структурного анализа: было обнаружено, что все сечения находятся в пределах
рабочих пределов материалов.

ПРОЕКТ: ОБЗОР

Компания Refrigera со своими новыми 4-ходовыми реверсивными клапанами хочет предложить альтернативу существующему рынку и инновационный продукт, разработанный с широким диапазоном присоединительных размеров и специальных конфигураций и мощностей.