Клапан зоны представляет собой тип специфика клапана используется для управления потоком воды или пара в гидромодулем нагрева или охлаждения системы.
В интересах повышения эффективности и комфорта пассажиров такие системы обычно делятся на несколько зон. Например, в доме первый этаж может обслуживаться одной зоной отопления, а спальни наверху - другой. Таким образом, тепло может быть направлено в основном на первый этаж в течение дня и в основном в спальни ночью, позволяя незанятым помещениям остыть.
Такое зонирование можно осуществить одним из двух способов:
- Несколько циркуляционных насосов или
- Единый циркуляционный насос и зональные клапаны.
Конструкция и работа зонного клапана
Зональные клапаны, используемые в домашних гидронных системах, обычно имеют электропитание. Вместо этого в крупных коммерческих установках можно использовать вакуум или сжатый воздух . В любом случае двигатель обычно соединяется с водяным клапаном через механическую муфту.
Для электрических зонных клапанов двигатель часто представляет собой небольшой синхронный двигатель с расщепленными полюсами в сочетании с поворотным переключателем, который может отключать двигатель в любой из двух точек остановки («клапан открыт» или «клапан закрыт»). Таким образом, подача питания на клемму «открытый клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не откроется, а подача питания на клемму «закрыть клапан» заставляет двигатель работать до тех пор, пока клапан не закроется. Двигатель обычно питается от того же источника питания 24 В переменного тока, который используется для остальной части системы управления. Это позволяет напрямую управлять зонными клапанами с помощью низковольтных термостатов и подключать их с помощью низковольтной проводки. Этот тип клапанов требует использования термостата или реле SPDT .
Зональные клапаны также могут быть сконструированы с использованием восковых двигателей и механизма с пружинным возвратом. В этом случае клапан обычно закрывается силой пружины, но может быть открыт силой воскового двигателя. При отключении электропитания клапан снова закрывается. Этот тип зонного клапана работает с совершенно обычным термостатом SPST .
Для зонных клапанов с вакуумным или пневматическим управлением термостат обычно включает или выключает давление или вакуум, заставляя подпружиненную резиновую диафрагму перемещаться и приводить в действие клапан. В отличие от электрических зонных клапанов, эти клапаны автоматически возвращаются в положение по умолчанию без применения какой-либо энергии, а положение по умолчанию обычно «открыто», позволяя теплу течь.
Сложные системы могут использовать некоторые формы автоматизации здания, такие как BACnet или LonWorks, для управления зонными клапанами.
Сравнение с несколькими циркуляционными насосами
Несколько зон могут быть реализованы с использованием нескольких циркуляционных насосов с индивидуальным управлением или одного насоса и нескольких зонных клапанов. У каждого подхода есть свои преимущества и недостатки.
Система с несколькими насосами
Преимущества:
- Снижение совокупной стоимости владения с учетом отказа зонного клапана и затрат на ремонт.
- Более прочная и надежная система.
- Простая механическая и регулирующая конструкция («термостаты SPST»)
- Резервирование : при выходе из строя одного зонного насоса остальные могут продолжать работать.
- Намного более совершенный метод соединения нескольких источников тепла. Такие как газ и твердое топливо в одной системе.
Недостатки:
- Более высокая начальная стоимость установки. Циркуляционные насосы стоят дороже зональных клапанов
- Повышенное энергопотребление. Работающие циркуляционные насосы потребляют больше энергии каждый раз, когда зона активно нагревается. Зональные клапаны, для сравнения, потребляют мало энергии в любое время, а многие конструкции потребляют энергию только при переходе от открытого к закрытому или наоборот.
Система зональных клапанов
Преимущества:
- Более низкая начальная стоимость установки.
- Низкое энергопотребление.
- Легкость обслуживания определенных моделей.
Недостатки:
- Зональные клапаны по своей природе более ненадежны и подвержены очень высокому уровню отказов. Зональные клапаны, приводимые в действие электрическими синхронизирующими двигателями, не являются «отказоустойчивыми» (переходя в «открытое» состояние).
- Насосу не присуще резервирование. Система с зонным клапаном зависит от одного циркуляционного насоса. В случае сбоя система становится полностью неработоспособной.
- Систему может быть сложнее спроектировать, требуя как термостатов или реле «SPDT», так и способности системы выдерживать состояние отказа, когда все зональные клапаны закрываются одновременно.