HVAC 3 ウェイ バルブ: 用途、選択基準、実践的なガイダンス

ボイラーが 2 時間稼働していた朝、ゾーンから冷たい空気が吹き出しているため、プラントのオペレーターから電話がありました。コイルはきれいで、ポンプは作動しており、そのコイルに供給する三方バルブは設置以来動いていません。その 1 つのコンポーネントは、コイルが温水、冷水、またはその 2 つの混合物を認識するかどうかを決定します。コイルが固着したり、逆に配管されたり、間違った信号に配線されたりすると、ゾーン全体がそれに従うことになります。

HVAC システムでは、3 方バルブは、1 つの共通ポートと 2 つの分岐ポートの 3 つのポートを備えた流れルーティング デバイスです。 2 つの仕事のうちの 1 つを実行します。 2 つのストリームを 1 つに混合するか、1 つのストリームを 2 つに分岐します。どのような仕事を実行するか、内部ポートがどのように配置されているか、アクチュエータがどのように制御されているかは、本体に刻印されているパイプのサイズよりもはるかに重要です。これら 3 つのポイントを正しく理解すれば、バルブは静かで信頼性の高いループの一部となります。それらを誤解すると、いくらバランスを調整してもゾーンを修正できません。

HVAC ループにおける三方弁の役割

簡単に言うと、三方弁はシステム内の水の量ではなく、水の通る経路を変えるということです。ミキシング バルブでは、2 つの入口の流れが分岐ポートに入り、1 つの混合された流れとして共通ポートから出ます。プラグ、ボール、またはディスクの位置によって 2 つの入口間の比率が設定されます。分流バルブでは、流れは共通ポートに入り、一方の分岐ポートまたはもう一方の分岐ポートを通って流出し、中間位置で流れが分岐されます。

この違いにより、各スタイルがどこで使用されるかが決まります。混合体はコイル制御に適しており、暖かい一次ストリームと冷たい戻りストリームがコイルが必要とする供給温度に混合されます。分流ボディは、流れをコイルの周りに送る必要があるバイパス用途や、チラーとボイラーが同じ端末ユニットを共有する切り替え用途に適しています。

混合または転用: 現場では覆せない決定

本体は交換不可です。ミキシングバルブでは、共通のポートが出口になります。分流バルブでは、共通ポートが入口となります。分流本体をミキサーとして配管すると、水が一方の分岐ポートからもう一方の分岐ポートまで真っすぐに流れるため、アクチュエータがどのような動作をしてもコイルは間違った温度で動作します。これは最も一般的なフィールドエラーの 1 つであり、バルブが正しくストロークしているように見えても、コイルが設定値に到達しないという形で現れます。

ボール式三方バルブがさらなるレイヤーを追加します。 L ポート ボールは共通ポートを一度に 1 つの分岐に接続し、3 番目のポートを遮断できます。 T ポート ボールは、共通ポートを両方の分岐に同時に接続できるため、完全な流れはどちらかの経路を通じて、またはそれらの間の分岐として可能ですが、共通ポートを両方の分岐から同時に分離することはできません。

データシート上の 4 行は、注文する前に提出書類にコピーする価値があります。

• どのポートが共通ポートであるか、またそれが入口か出口か。
• ストロークの両端でどのポートが開いているか、閉じているか、または部分的に開いているか。
• 接続口径だけでなく、設計移動位置における流量係数も考慮します。
• 故障位置。電力または信号が失われたときにバルブがどこに行くかを意味します。

三方弁のサイズ決定: 流量係数はパイプのサイズよりも優れています

バルブのサイズは、バルブが設置されているパイプの直径ではなく、設計条件で通過しなければならない流量に基づいて決定します。ラインのサイズに適合したバルブは通常、オーバーサイズになります。本体が大きすぎると、プラグは移動の最初の 20 パーセントでほとんどの仕事を行い、小さな信号の変化が大きな流量の変化を引き起こし、ゾーンは午後中ずっと設定値の周りを探し続けます。

作動数は流量係数です。米国単位では、Cv は 1 psi の圧力降下で完全に開いたバルブを通過する 1 分あたりのガロン単位の流量です。メートル単位では、Kvs と同じ考え方が現れ、1 バールの降下で 1 時間あたりの立方メートルが使用されます。関係は単純です。Cv は、設計流量 (ガロン/分) を圧力降下の平方根 (psi) で割ったものに等しいです。

温水工学の実践では、通常、制御バルブ全体の圧力降下をそのブランチの総降下量の 25 ～ 50% とすることが目標であり、多くのコイル回路では 3 ～ 5 psi の間に収まります。これにより、バルブにポンプエネルギーを無駄にすることなくコイルを制御するのに十分な権限が与えられます。ポート サイズ、接続タイプ、本体材質のみを記載した見積書では、最も重要な数値が未確認のままになります。

アクチュエータと制御信号

本体とアクチュエータは別個の品目であることが多いため、注文が完了する前にアクチュエータとコントローラを一致させてください。 3 つの信号タイプがほとんどの HVAC 作業に対応します。

1. バルブがストロークの一端にのみ設置される必要がある切り替えおよびバイパスデューティ用に、オンまたはオフの 2 つの位置があります。
2. フローティングまたは 3 ワイヤでは、コントローラがバルブの開閉を駆動し、電源が遮断されてもアクチュエータが位置を保持します。
3. 通常は 0 ～ 10 V または 4 ～ 20 mA に調整します。この場合、バルブは供給温度をブレンドするために中間位置を保持する必要があります。

次に、バルブが実際に機能するかどうかを決定する 2 つの詳細があります。トルクと閉止定格が最優先されます。ポンプの差圧に逆らって閉じることができないバルブは、アクチュエーターが閉位置を報告した場合でもシートから漏れが発生し、完全に停止しないゾーンとして表示されます。不合格の位置は 2 番目です。スプリング リターン アクチュエータは、電力損失時にバルブを既知のポートに駆動します。正しい選択は、故障したコイルを加熱、冷却、またはバイパスのいずれに残すかによって決まります。 24 V と線間電圧のアクチュエータは端子台で互換性がないため、電圧も確認してください。

空調および冷凍機器の三方弁

すべての三方弁が温水ループ内にあるわけではありません。スプリット空調および冷凍システムでは、室外機に 3 ポートのサービス バルブが使用されます。 1 つのポートはシステムに接続し、もう 1 つはライン セットに接続します。3 番目のポートはゲージ ポートまたはサービス ポートと呼ばれることが多く、技術者は排気、充填、および圧力チェックのためにマニホールドを接続することができます。これらの本体は通常真鍮製で、銅製のスウェット接続またはフレアフィッティングが付いており、サービスポートのキャップは通常の動作中に密閉されたままになります。別記事で解説しています エアコンの三方弁の働き 避難中や充電中。

空調用冷媒流量制御用三方弁 この真鍮またはステンレス製のバルブは、DN6 ～ DN20 接続とオプションのサービス ポートを使用して、冷媒の方向を切り替え、冷却または加熱の流れを段階的に切り替えます。 製品を見る→

流量制御三方弁は、パッケージ化された機器では異なる役割を果たします。回路間で冷媒を分割または方向転換するため、コンプレッサーを停止することなく容量を段階的に調整でき、冷媒特性と動作圧力に合わせて調整された温水器に使用されるものと同じ流量係数ロジックに基づいて選択されます。

エアコン流量制御三方弁 このバルブは冷媒の方向を切り替え、冷却または加熱の段階的な流れを調整します。DN6 ～ DN20 接続とオプションのメンテナンス ポートが付いています。 製品を見る→

スプリット タイプのバルブは、屋内セクションと屋外セクションの境界に位置し、技術者は、1 つのコンパクトな真鍮ボディに恒久的な接続とサービス アクセス ポイントの両方を必要とします。接続形式、ネジ規格、充電口サイズなどは図面と照らし合わせてご確認の上ご注文ください。

スプリット型エアコン三方弁 この分割システム バルブは、冷却または加熱のために冷媒の方向を切り替え、圧力テストまたは補充用のサービス ポートを含む場合があります。 製品を見る→

コールバックを防止するインストールとコミッショニングのチェック

最初の 1 か月間で報告された 3 方バルブの問題のほとんどは、製品の欠陥ではなく、取り付けの問題です。短いコミッショニング ルーチンで、それらのほぼすべてを検出できます。

• はんだ、パイプスケール、ネジ切りくずはシートに傷が付く主な原因であるため、バルブが入る前にラインをフラッシュしてください。
• ろう付けまたははんだ付けの前にアクチュエータを取り外し、ステムシールが損傷しないように本体を熱から保護してください。
• 本体の流れ矢印に従ってください。これは一般的なポートの方向を示しており、最も一般的な配管エラーです。
• 大きな本体をブラケットで支え、パイプの重量がバルブ本体に負担をかけないようにします。
• ループのバランスをとる前に、コントローラーを使用してバルブを全範囲にストロークさせ、ステムの移動を観察します。
• 開始後 5 分ではなく、全負荷サイクル後にコイル全体の供給温度と戻り温度を記録します。

コイルが応答しない場合は、パネルではなくバルブ端子でアクチュエータ信号を測定します。コントローラーで正しく読み取られた信号は、長くて小さい配線を介してはるかに低い電圧としてアクチュエーターに到達する可能性があり、バルブはどこにも障害が表示されずに静止したままになります。

よくある問題と症状からわかること

症状をどの部分に障害が発生したかを示す手がかりとして扱うと、診断が迅速になります。通常、破片やスケールは位置誤差やノイズの原因となり、アクチュエータの故障によりまったく動作しなくなります。

HVAC 三方バルブのリスクのほとんどは 3 つのルールでカバーされます。何かをオーダーしたりパイプしたりする前に、ジョブを混合または迂回する必要があるかどうかを確認してください。本体のサイズは、パイプの直径ではなく、設計流量での流量係数によって決定します。アクチュエータの信号、トルク、故障位置をコントローラとループに一致させます。材料の選択からメンテナンスの間隔に至るまで、その他すべてはこれら 3 つの決定に従います。

温水ループでは、バルブは制御装置であるため、1 つとして扱う必要があります。分割空調および冷凍作業では、サービス アクセス ポイントでもあるため、システムを真空にしたり充電したりするたびに、ポートのレイアウトとキャップの状態が重要になります。故障したアクチュエータは通常最も早く交換できる部品であるため、予備のアクチュエータと、最もよく使用されるボディ サイズの少量の在庫を手元に保管しておくと、ダウンタイムが短縮されます。

冷凍または空調製品ライン用の三方弁を指定していて、既存の図面と一致する本体が必要な場合は、当社のチームがサンプルまたは仕様に基づいて作業できます。 ポートのレイアウト、フロー要件、接続タイプを送信します 一致する構成を返信します。