صمام المنطقة
صمام المنطقة هو نوع محدد من الصمامات المستخدمة للتحكم في تدفق الماء أو البخار في نظام التدفئة أو التبريد المائي .
بهدف تحسين الكفاءة وراحة السكان، تُقسّم هذه الأنظمة عادةً إلى مناطق متعددة. [ 1 ] على سبيل المثال، في المنزل، قد تُغذّى الطابق الأرضي بمنطقة تدفئة، بينما تُغذّى غرف النوم في الطابق العلوي بمنطقة أخرى. وبهذه الطريقة، يُمكن توجيه الحرارة بشكل أساسي إلى الطابق الأرضي خلال النهار، وإلى غرف النوم ليلاً، مما يسمح بتبريد المناطق غير المأهولة.
يمكن تحقيق هذا التخطيط العمراني بإحدى طريقتين:
- مضخات تدوير متعددة ، أو
- مضخة تدوير واحدة وصمامات مناطق.
بناء وتشغيل صمامات المناطق
تُستخدم صمامات المناطق في أنظمة التدفئة المائية المنزلية عادةً بالكهرباء. أما في المنشآت التجارية الكبيرة، فقد يُستخدم الهواء المضغوط أو الهواء المفرغ من الهواء بدلاً من ذلك. وفي كلتا الحالتين، يُوصل المحرك بصمام الماء عادةً عبر وصلة ميكانيكية.
في صمامات المناطق الكهربائية، غالبًا ما يكون المحرك محركًا متزامنًا صغيرًا ذو قطب مظلل، مُدمجًا مع مفتاح دوار يُمكنه فصل المحرك عند أي من نقطتي التوقف ("الصمام مفتوح" أو "الصمام مغلق"). بهذه الطريقة، يؤدي توصيل الطاقة إلى طرف "فتح الصمام" إلى تشغيل المحرك حتى يُفتح الصمام، بينما يؤدي توصيل الطاقة إلى طرف "إغلاق الصمام" إلى تشغيل المحرك حتى يُغلق الصمام. عادةً ما يتم تزويد المحرك بالطاقة من نفس مصدر التيار المتردد 24 فولت المستخدم لبقية نظام التحكم. يُتيح ذلك التحكم المباشر في صمامات المناطق بواسطة منظمات حرارة منخفضة الجهد ، وتوصيلها بأسلاك منخفضة الجهد. يتطلب هذا النوع من الصمامات استخدام منظم حرارة أو مرحل SPDT .
يُستغنى في تصميم أبسط من التصميم المُحرك عن المفتاح الذي يكشف وضع الصمام. يُدار المحرك ببساطة حتى يصطدم الصمام بحاجز ميكانيكي، مما يُوقف المحرك. في تصميم بديل، يستمر المحرك بالدوران، بينما يسمح قابض انزلاقي بدفع الصمام باتجاه الحاجز الميكانيكي. عادةً، يبقى الصمام مفتوحًا طالما أن الطاقة مُزودة، ويُغلقه نابض قوي عند انقطاع التيار. يستهلك هذا التصميم الأبسط طاقة كهربائية كلما كان الصمام مفتوحًا. لا توجد آلية للتحقق من حالة الصمام، الذي يُفترض أنه يُنفذ ما هو مطلوب منه.
يمكن أيضًا تصنيع صمامات المناطق باستخدام محركات شمعية وآلية إرجاع زنبركية. في هذه الحالة، يُغلق الصمام عادةً بفعل قوة الزنبرك، ولكن يمكن فتحه بفعل قوة المحرك الشمعي. ويؤدي فصل التيار الكهربائي إلى إعادة إغلاق الصمام. يعمل هذا النوع من صمامات المناطق مع منظم حرارة أحادي القطب أحادي الرمية (SPST) عادي تمامًا .
في صمامات المناطق التي تعمل بالتفريغ أو الهواء المضغوط، يقوم منظم الحرارة عادةً بتشغيل أو إيقاف الضغط أو التفريغ، مما يؤدي إلى تحريك غشاء مطاطي زنبركي أو صمام كروي وتشغيل الصمام. [ 2 ] على عكس صمامات المناطق الكهربائية التي تتم مراقبتها بواسطة مفتاح، تعود هذه الصمامات تلقائيًا إلى الوضع الافتراضي دون الحاجة إلى أي طاقة، ويكون الوضع الافتراضي عادةً "مفتوحًا"، مما يسمح بتدفق الحرارة.
قد تستخدم الأنظمة المتطورة للغاية شكلاً من أشكال أتمتة المباني مثل BACnet أو LonWorks للتحكم في صمامات المناطق.
مقارنة مع مضخات تدوير متعددة
يمكن تطبيق نظام المناطق المتعددة باستخدام مضخات تدوير متعددة يتم التحكم فيها بشكل فردي، أو باستخدام مضخة واحدة وصمامات مناطق متعددة. ولكل طريقة مزاياها وعيوبها.
نظام مضخات متعددة
المزايا:
- انخفاض إجمالي تكلفة الملكية عند أخذ تكاليف فشل صمام المنطقة وإصلاحه في الاعتبار.
- نظام أكثر قوة وموثوقية.
- تصميم ميكانيكي وتحكم بسيط ("منظمات حرارة SPST")
- التكرار : في حالة تعطل مضخة منطقة واحدة، يمكن أن تظل المضخات الأخرى تعمل.
- طريقة أفضل بكثير لربط مصادر حرارة متعددة، مثل الغاز والوقود الصلب في نظام واحد.
العيوب:
- تكلفة تركيب أولية أعلى. تكلفة مضخات التدوير أعلى من تكلفة صمامات المناطق.
- استهلاك أعلى للطاقة. تستهلك المضخات الدوارة طاقة أكبر كلما كانت المنطقة قيد التسخين النشط. في المقابل، تستهلك صمامات المناطق طاقة قليلة في أي وقت، والعديد من التصاميم لا تستهلك الطاقة إلا أثناء الانتقال من الفتح إلى الإغلاق أو العكس.
نظام صمامات المنطقة
المزايا:
- انخفاض تكلفة التركيب الأولية.
- استهلاك أقل للطاقة.
- سهولة صيانة بعض الطرازات.
العيوب:
- صمامات المناطق التي تعمل بمحركات التوقيت الكهربائية ليست "آمنة عند التعطل" (أي أنها لا تتعطل إلى حالة "الفتح"). [ 2 ]
- لا يوجد نظام احتياطي مدمج للمضخة. يعتمد نظام الصمامات المناطقية على مضخة تدوير واحدة. في حال تعطلها، يصبح النظام غير قابل للتشغيل تمامًا.
- قد يكون تصميم النظام أكثر صعوبة، ويتطلب كلاً من منظمات الحرارة أو المرحلات "SPDT" وقدرة النظام على تحمل حالة العطل التي يتم فيها إغلاق جميع صمامات المنطقة في وقت واحد.
- تزيد صمامات المناطق من انخفاض الضغط عبر النظام بدرجات متفاوتة. لذا، يجب توخي الحذر أثناء تصميم النظام لتحقيق معدلات تدفق مناسبة باستخدام صمامات المناطق.
الشركات المصنعة المختارة
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ ماكيلوين (26 يناير 2001). "استكشاف أعطال صمامات منطقة الماء الساخن وإصلاحها" . أخبار ACHR . تم الاطلاع عليه في 2 فبراير 2024 .
- 1 2 جوي ، أنجو ثانغام (20 يوليو 2023). "دليل لصمامات المنطقة" . تامسون . تم الاسترجاع في 2 فبراير 2024 .
- الهيدروليكا
- صمامات السباكة
