صمام موازنة أوتوماتيكي

مع تغير أنظمة التدفئة المائية ، تغيرت أيضاً حسابات تحديد حجم الصمامات اللازمة.

تتطلب أنظمة التدفق المتغير حسابات جديدة، ومصطلحات جديدة، والأهم من ذلك، تقنيات جديدة. والهدف من تحديد أحجام صمامات التحكم هو إيجاد الحل الأمثل للنظام. ويتطلب إيجاد هذا الصمام الأمثل فهمًا لخصائص نظام التدفئة والتبريد المائي للمشروع، وإدراكًا لأهمية التحكم الأمثل في التدفق.

لم يُدرك في البداية تأثير نظام التدفق المتغير على اختيار صمامات التحكم. فقد تم اختيار صمام تحكم باستخدام نفس حساب K _{_v}، وتم إغلاق مسار التجاوز في صمام ثلاثي المنافذ، مما أدى إلى صمام ثنائي المنافذ. لم يكن الأمر بهذه البساطة. ويعود ذلك إلى أن حساب K _{_v} الذي استخدمناه لم يكن دقيقًا.

K _v = معدل التدفق [م³ ^/ س] / Δ P [ بار]

كان النظام يعتمد على ضغط ثابت وقيمة ثابتة لـ K _v ، مما يوفر تدفقًا ثابتًا. ومع ذلك، مع إغلاق أجزاء من نظام التدفق المتغير، ازداد فرق الضغط ، مما أدى إلى زيادة تدفق التوصيل وتسبب في فيضان في الدوائر المفتوحة.

يُعدّ الفائض في الدائرة مكلفًا، وتجعله صمامات التحكم التقليدية أمرًا لا مفر منه. عند اختيار صمام التحكم، من شبه المؤكد أن قيمة K_{_v} المحسوبة لن تتطابق مع قيمة K_{_v} لأقرب صمام مناسب. على سبيل المثال، حساب قيمة K _{_v} لتكون 4.5  م ^³ /ساعة سيؤدي على الأرجح إلى اختيار صمام بقيمة K _{_v} تساوي 6.3  م ^³/ساعة. هذا يعني أن الصمام قادر على توفير تدفق يزيد بنسبة 40% عن المطلوب. ومع ازدياد الضغط في نظام التدفق المتغير، سيقوم الصمام بتوفير هذا التدفق الإضافي الناتج عن الضغط.

سيؤدي هذا التدفق الزائد إلى تجاوز درجة الحرارة القيمة المحددة. وبمجرد أن يستشعر حساس الغرفة هذا التدفق الزائد، سيغلق المشغل ، مما يتسبب في انخفاض حاد في التدفق. وستتكرر هذه العملية في ظاهرة تُعرف باسم "التذبذب".

يُسبب التذبذب في درجة حرارة الغرفة تقلبات مستمرة، مما يُكبّد العملاء تكاليف باهظة نتيجةً لتدهور جودة البيئة وزيادة تكاليف الصيانة. أكثر من ثلاثة أرباع الشكاوى المُقدمة للمديرين تتعلق بالإحساس الحراري. ونادرًا ما تُعزى هذه الشكاوى إلى اختلافات فردية في درجة الحرارة المُفضلة، بل إلى ازديادها مع اتساع نطاق التباين في درجة الحرارة. الحل الذي يستخدمه أكثر من ثلثي مديري المباني لمعالجة هذا النوع من الشكاوى هو تغيير نقطة الضبط. بخفض نقطة الضبط بمعدل  درجة مئوية واحدة في نظام التبريد، نزيد من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 10%. يكمن حل مشكلتي "التذبذب" والفيضان في أنظمة المياه المبردة في استخدام صمامات تحكم مستقلة عن الضغط.

تُستخدم صمامات التحكم المستقلة عن الضغط للحد من تدفق الهواء إلى وحدة ملف المروحة ووحدة معالجة الهواء. لا يتأثر هذا التدفق بتغيرات ضغط المدخل. يحافظ غشاء داخل الصمام على ثبات ضغط المخرج، مما يوفر تدفقًا ثابتًا إلى الوحدة. ومن المزايا الإضافية لصمامات التحكم المستقلة عن الضغط أنه عند تركيبها مع مشغل، فإنها تحل محل صمام الموازنة اليدوي وصمام التحكم الآلي بصمام واحد، مما يقلل من تكلفة التركيب.

تستخدم صمامات التحكم الإلكترونية المستقلة عن الضغط مقياس تدفق أو قياس انخفاض الضغط عبر فتحة لتوفير بيانات التدفق إلى مشغل يعمل على توفير التدفق الصحيح في اتجاه المصب. تتميز هذه الصمامات بمتطلبات ضغط أقل بكثير، حيث يتطلب منظم الضغط ضغطًا ضمن نطاق محدد للتشغيل. كما أنها تزيد من المرونة نظرًا لأن نطاق التدفق القابل للضبط فيها غالبًا ما يكون أكبر بكثير من نظيراتها الميكانيكية، وتوفر أيضًا مقاومة محسّنة للأوساخ بفضل مسار الماء المبسط، بالإضافة إلى إمكانية إرسال تقارير عن معدلات التدفق إلى نظام إدارة المبنى.

يمكن استخدام صمامات التحكم المستقلة عن الضغط مع أي نظام تحكم . تتيح خيارات المشغل إمكانية الاختيار بين التحكم الحراري، أو التحكم ثلاثي النقاط، أو التحكم التعديلي. يعمل هذا النظام مع أنظمة إدارة المباني وأنظمة التحكم الفردية في الغرف، تمامًا كما هو الحال مع صمامات التحكم التقليدية. يمكن أيضًا استخدام المشغلات لضبط الصمام عن طريق تحديد التدفق. في تطبيقات التحكم ثلاثي النقاط، يمكن تحقيق ذلك باستخدام تحديد وقت التشغيل. على سبيل المثال، لتحقيق تدفق تصميمي بنسبة 70%، نمنح المشغل 70% من إجمالي وقت تشغيله. مع المشغل التعديلي، ولتحقيق مثالنا بنسبة 70%، نضبط وحدة التحكم للتحكم بين 0  فولت و7  فولت من إشارة 0-10  فولت.

يؤثر التدفق الزائد على قدرة نظام التحكم على الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، ولكنه ليس حتميًا. تُمكّن بعض صمامات التحكم المستقلة عن الضغط وحدات ملفات المروحة ووحدات معالجة الهواء من ضبط أقصى تدفق بدقة عند التدفق التصميمي. لا ينبغي النظر إلى استبدال صمام التحكم التقليدي بنوع مستقل عن الضغط على أنه يُفيد المقاول الميكانيكي فقط من خلال تقليل تكلفة التركيب، بل يُفيد أيضًا مُكامل الأنظمة، والأهم من ذلك، العميل، إذ يضمن تحسين مستويات الراحة مع تقليل استهلاك الطاقة. تُعد صمامات التحكم المستقلة عن الضغط جزءًا أساسيًا من التحكم الهيدروني في تطبيقات المياه المبردة ، فهي سهلة الاختيار والضبط، وتُمكّن من الحفاظ على ضغط وتدفق ثابتين، والأهم من ذلك، درجة حرارة ثابتة للغرفة.