آموزش شیرهای کنترلی پایه آبی

مقدمه

در این مقاله هدف آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی می باشد؛ در سامانه های تهویه مطبوع و تأسیساتی، شیرها یکی از اجزای اصلی و پرکاربرد هستند که در انواع، شکل ها، رده ها و مدل های متنوعی تولید می شوند. همچنین به معرفی و آموزش شیر‌های کنترلی آبی شامل انواع شیر و نحوه کاربرد آنها در سامانه های پایه آبی میپردازیم. لازم بذکر است پیش نیاز مطالعه دوره آموزشی عملگر‌های شیرهای پایه‌ آبی است.

شیر هواگیر خودکار

این نوع هواگیرها شامل یک شناور هستند که نقش عملگر شیر هواگیر را دارد. زمانی که برای اولین‌بار سیال به داخل شبکه لوله کشی وارد می‌شود مخلوط هوا و آب تحت‌فشار ورودی، وارد سامانه می‌شود. در این زمان شناور شیر پایین بوده و شیر را باز نگه می‌دارد تا زمانی که آب وارد شیر شده و شناور بالا رفته و شیر هواگیر بسته شود. در ادامه فرآیند پرشدن و یا گردش سیال در سامانه، دصورت تجمع هوا و ورود آن به شیر خودکار، شناور پایین آمده و دوباره شیر هواگیر باز می‌شود. این بازماندن تا زمان بالا آمدن شناور (توسط آب) ادامه می‌یابد.

شیر پرکن

این نوع شیر جهت حفظ فشار سامانه در مقداری ثابت، مورد استفاده قرار می‌گیرند که به آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی کمک می کند. این شیرها با قرارگیری بین یک منبع سیال با فشار بالا (بالاتر از فشار مورد تنظیم)، شروع به تزریق سیال به سامانه تا رسیدن به فشار مورد نظر (فشار تنظیمی) می‌نمایند. عملکرد این نوع شیرها خودکار بوده و با رسیدن فشار سامانه به فشار تنظیمی، جریان تزریق سیال متوقف می‌گردد. این شیرها در خود، یک پرده و یا دیافراگم داشته که بین فشار دو سامانه قرار می‌گیرد. این پرده نقش عملگر دریچه شیر را دارد. در صورت کاهش فشار در سامانه، پرده جابه‌جا شده و مسیر جریان سیال، جهت تزریق به سامانه باز می‌شود. این پرده توسط یک فنر و یک پیچ تنظیم جهت جابه‌جا شدن در فشارهای مختلف تنظیم می‌شود. تصویر 3، یک مجموعه با دو کاربری پرکن و منبع انبساط برای مدارهای بسته نشان‌داده‌شده است. معمولا بهترین محل نصب شیر های پرکن، در همان مکانی است که منابع انبساط بسته قرار می‌گیرند.

بهتر است شیرهای پرکن جهت راحت‌تر پرشدن سامانه در قسمتی از سامانه نصب گردند که سامانه کمترین فشار را دارد، مثلا در مکش پمپ اصلی سامانه.

تصویر 3

شیر فشارشکن

این نوع شیرها جهت کاهش فشار جریان سیال استفاده می‌شود. [فشار بالا ممکن است خارج از استاندارد کاری تجهیزات باشد]. از طریق این نوع شیر، فشار به فشار پایین‌تری (از طریق ایجاد تلفات اصطکاکی در شیر)، شکسته شده و به مقدار ‌مورد نظر خواهد رسید. شیرهای فشارشکن دارای تنوع فراوانی هستند. در ادامه آموزش شیر‌های کنترلی آبی با این شیر بیشتر آشنا می شویم.

باید توجه نمود؛ دو نوع فشار موردنظر است. یکی فشار سیال در حالت ثابت و دیگری فشار سیال در حال حرکت. بعضی از مدل‌های فشارشکن فقط فشار سیال را در حالت حرکت کاهش داده و در صورت توقف جریان فشار پایین‌دستی مجدد به فشار بالادستی می‌رسد. ولی در بقیه مدل‌ها در صورت توقف جریان، فشار حالت ثابت به‌میزان تنظیم شده باقی مانده و بالاتر نمی‌رود.

 تصویر شماره 4، یک نمونه کارکرد شیر فشارشکن که از انواع شیرهای پایه آبی است در توزیع آب بهداشتی طبقات را نشان می‌دهد.

شیر میان‌بر

در ادامه آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی به شیرهای میان‌بر یا بای‌پَس می رسیم که بین دو قسمت رفت و برگشت سامانه قرار گرفته و در صورت بالا رفتن افت فشار تجهیزات [مانند بسته شدن شیر‌های برقی در گرمایش کفی]، با بازکردن دریچه خود باعث ادامه روند گردشی سیال می‌شوند. این نوع شیر از یک دیافراگم (به عنوان دریچه شیر) و فنر جهت کنار رفتن دیافراگم از فشاری معین به بالا تشکیل می‌شود. در بعضی از مدل‌ها فشار فنر قابل تنظیم می‌باشد. در سامانه‌هایی که با پمپ‌های دورثابت کار می‌کنند و سامانه دارای چند منطقه‌ی کنترل‌پذیر است، (مانند گرمایشی کفی با شیرهای برقی)، در صورت بسته‌شدن مسیر جریان در چند منطقه و بازماندن بخشی از کل مسیرها، با کاهش گردش آب، فشار در مسیر رفت بالا رفته و ممکن است باعث ایجاد صدا و یا صدماتی به پمپ گردد. در این حالت شیرهای میان‌بر باعث عبور بخشی از جریان از خود و کاهش فشار در سامانه می‌شوند. تصویر 5، کاربرد شیرهای تاسیساتی از این نوع را نشان می‌دهد.

تصویر 4

شیر اطمینان و ایمنی

تمامی تجهیزات، بخصوص مخازن آب گرم و دیگ‌های آتش‌خوار برای فشار کاری مشخصی طراحی شده که این میزان پایین‌تر از حداکثر فشار کاری قابل تحمل آن تجهیزات می‌باشد. در صورت بروز مشکل (بخصوص در سیستم‌های کنترلی)، احتمال بالارفتن بیش از حد دما وجود داشته که منجر به افزایش بیش‌از حد فشار خواهد شد. به منظور بالاتر نرفتن فشار این تجهیزات از حداکثر فشار کاری قابل تحمل، باید از تجهیزات ایمنی (جهت تخلیه سیال و بخار موجود در تجهیزات) استفاده نمود. آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی بسیار مهم است ازاین‌رو جهت حفظ ایمنی و کاهش هزینه‌های مالی و جانی، شیرهای اطمینان جهت جلوگیری از افزایش فشار در تجهیزات نصب شده تا در مواقع موردنیاز طی فشار، دما و حتی با ظرفیت تخلیه‌ای مناسب، وارد عمل شده و سامانه را از واردآمدن فشار مخرب مازاد بر استاندارد آزاد نمایند. در انتخاب شیرهای اطمینان باید به دو اصطلاح در نام‌گذاری آن‌ها توجه نمود.

تصویر 5

اصطلاح ریلیف

در شیرهای ریلیف، بازشدن شیر به‌صورت تدریجی می‌باشد که با افزایش فشار سامانه میزان بازشدن شیر نیز بیشتر شده تا به‌صورت کاملاً باز (در نقطه کاری شیر) قرار گیرد.

اصطلاح سیفتی

شیرهای سیفتی برخلاف شیرهای ریلیف در حین رسیدن به فشار کاری خود به‌صورت یکباره و با تمام ظرفیت باز می‌شوند.

شیرهای اطمینان به‌صورت متنوع تولید شده و جهت آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی در تصویر 6، چند نمونه از این نوع شیرها نمایش داده‌شده است:

تصویر 6

در استاندارد‌های بین‌المللی و منطقه‌ای، حداقل فشارهایی برای تجهیزات قید شده است که این مقادیر لازم به رعایت است.

شیر اطمینان دما و فشار

این نوع شیر در بالای مخازن آب گرم نصب می‌شود. شیر دارای اهرمی است که می‌توان آن را بالا داده و مسیر تخلیه شیر را باز و تخلیه به‌صورت دستی صورت پذیرد. این نوع شیرها علاوه بر فشار در صورت بالارفتن دما نیز باز شده و تخلیه سیال و بخار داغ صورت می‌پذیرد. تصویر 7، نمونه‌ی پلاک و اطلاعات مندرج در روی این نوع شیر را نشان می‌دهد که منجر به آشنایی با انواع شیر‌های کنترلی آبی خواهد شد.

شیرهای اطمینان علاوه بر فشار کاری دارای ظرفیت تخلیه‌ای نیز هستند که در صورت نصب شیر با ظرفیت کمتر از ظرفیت حرارتی وارده به مخزن، احتمال تجمع بخار و فشار [به علت عدم تخلیه کافی و سریع] وجود داشته و انفجار در مخزن و یا دیگ رخ خواهد داد.

تصویر 7

شیر متوازن‌کننده جریان

در ادامه آموزش شیر‌های کنترلی آبی می آموزیم؛ سامانه‌هایی که شامل مسیرهای طولانی و کوتاه باشد و یا تجهیزاتی با افت فشارهای متفاوت وجود داشته باشد، امکان عدم ایجاد گردش متناسب و مورد نیاز هر تجهیز، [به دلیل وجود تلفات اصطکاکی متفاوت] وجود دارد. در این صورت با استفاده از شیرهای کروی مانند: تصویر2-1، می‌توان به ایجاد افت بیشتر در مسیرهای کم‌افت باعث شد که تمامی مسیرها هم‌افت شده و گردش مساوی (و یا جریان متفاوت، در صورت مساوی نبودن دبی مورد نیاز  تجهیزات) در تجهیزات ایجاد نمود. شیرهای متوازن کننده جریان قابلیت و دقت بیشتری در تنظیم این افت‌ها دارند. انواع جدید این نوع شیر قابلیت ایجاد افت ثابت در مدار، حتی در شرایط وجود تغییرات فشار در سامانه را دارند. تصویر 8، نحوه استفاده از این شیرها را در یک سامانه سرمایشی نمایش می‌دهد.

در سامانه‌هایی با چند تجهیز که دارای طول مسیرهای متفاوتی باشند، نیاز به متوازن کردن جریان بین تجهیزات می‌باشد که با شیرهای متوازن کننده جریان می‌توان این کار را انجام داد.

تصویر 8

جهت مطالعه ادامه دوره آموزش شیر‌های کنترلی آبی نیاز به تهیه اشتراک ویژه خواهید داشت….