آشنایی با شیرهای بالانسینگ مستقل از فشار (PIBV)
شیرهای بالانسینگ مستقل از فشار (PIBV)
با استفاده از یک شیر کنترلی مستقل از فشار یا PICV می توان جریان را در هر مقطع ثابت نگه داشت، با این مکانیزم که اختلاف فشار دیفرانسیلی درون شیر را ثابت نگه می داریم و طبق رابطه جریان در لوله ها، دبی فقط به مشخصات فیزیکی شیر (Kv) بستگی خواهد داشت.
موارد استفاده از PICV
این شیرها به دلیل داشتن کنترل خوب روی مدار در گستره بسیار زیادی از موارد استفاده می شوند از جمله:
• فن کویل ها
• پکیج های حرارتی برودتی
• مبدل های حرارتی
• پرده های هوایی
• هوارسان ها
• تیرهای خنک (Chilled Beams)
نحوه کارکرد و چگونگی ثابت نگه داشتن اختلاف فشار دیفرانسیلی
رگولاتور فشار دیفرانسیلی (ΔP)
• این قسمت قلب PICV است؛ زیرا اختلاف فشار را در کنترل خود می گیرد.
• کارکرد آن به طور ساده این است که صرف نظر از تغییرات آنی فشار بین P1 و P3، اختلاف فشار جزیی بین P2 وP3 را ثابت نگه دارد.
نحوه کارکرد رگولاتور
• P1 وP3 فشارهای دو طرف شیر هستند.
• اختلاف فشار P3 و P2 نکته تعادل رگولاتور است.
• چنانچه P1 >P2-P3 دهانه A روی نشیمن B بسته می شود. و اگر P1 <P2-P3 دهانه A از B فاصله گرفته و باز می شود.
طرح شماتیک کارکرد PICV
همانطور که در شکل فوق دیده می شود، P2 به صورت یک واسطه عمل کرده و اختلاف فشار را ثابت نگه می دارد. از طرفی فشار های دو طرف شیر یعنی P1 وP3 در دو سمت محفظه ای سیلندر پیستونی قرار دارند که با هم در ارتباط و به نوعی در تعادل هستند. این پیستون توسط یک فنر در مقابل افزایش فشار ورودی مقاومت می کند. فعال ساز الکترونیکی (Actuator) هم با سیگنال هایی که از مدار کنترلی می گیرد جریان عبوری از شیر را در محدوده ای که از قبل به صورت دستی تعیین شده تنظیم می کند.
تأثیر شیر در مدار
در زیر دو نمودار دیده می شود که سمت چپی مربوط به کارکرد شیر کنترلی و سمت راستی مربوط به عملکرد فن کویل می¬باشد که با جمع نمودن آنها حاصل نمودار سوم سمت راست خواهد بود که ما را به هدفمان که همان خطی کردن رابطه مقطع جریان و فشار باشد می¬رساند. پس نتیجه گیری کلی که می توان در مورد عملکرد یک شیر کنترلی داشت این است که باید نسبت به عملکرد خطی، عکس مشخصات کویل دستگاه را داشته باشد.
حداقل فشار کارکرد(Start-Up Pressure)
شیر PICV و رگولاتور آن در اصل به خاطر اختلاف فشاری که ایجاد می کنند کنترل جریان را در دست دارند؛ اما چنانچه این اختلاف فشار دیفرانسیلی از حدی کمتر شود شیر عملکرد خود را نخواهد داشت که در برندهای مختلف این مقدار متغیر است. از طرف دیگر این فشار با کمتر شدن جریان کاهش می یابد. در روبرو عملکرد سه شیر با اندازه های مختلف نشان داده شده است که همانطور که مشهود است در اختلاف فشار های پایین هیچکدام عملکرد مطلوبی ندارند.
نحوه کارکرد در بار جزیی
حال وقت آن است که نحوه کار این شیر را در حالت بار جزیی (برای مثال 50%) بررسی کنیم. همانطور که در نمودار دیده می شود فشار اولیه کارکرد شیر کمی کمتر از نصف افت هد است که در مدل¬های جدیدتر این شیر این فشار کارکرد اولیه کمتر شده است. نقاط زرد رنگ نشان دهنده نقاط کارکرد در بار کامل و نصف آن هستند و برای این کار، در هر حالت منحنی سیستم با منحنی پمپ تلاقی داده شده است.
منبع :
