مقایسه دریچه های کاهش فشار آب: انواع مستقیم، آزمایشی، و T&P

هر سیستم آب بسته در جایی که نباید فشار ایجاد می کند - انبساط حرارتی در مخزن آبگرمکن، دریچه کاهنده فشار که از حالت کالیبراسیون خارج می شود، یک جهش منبع تغذیه شهری پس از تعمیر قطعی اصلی. تمام وظیفه شیر تسکین این است که قبل از اینکه فشار وارد شود باز شود و پس از ایمن شدن دوباره بسته شود، و مکانیسم انجام آن کار بسته به سیستمی که از آن محافظت می کند بسیار متفاوت به نظر می رسد. مقایسه انواع شیرهای اصلی در کنار هم روشن می‌کند که چرا یک لوله‌کش در خانه‌های تک‌خانواده‌ای به شیرهای متفاوتی دست می‌یابد که یک مهندس برای اتاق دیگ بخار تجاری تعیین می‌کند.

کاری که یک شیر تسکین دهنده با شیر کاهش فشار متفاوت است

این دو جزء دائماً اشتباه می شوند زیرا هر دو فشار سیستم را مدیریت می کنند، اما مشکلات متضاد را حل می کنند. یک دریچه کاهنده فشار (PRV) در خط قرار می گیرد و به طور مداوم فشار منبع ورودی را تا سطح کار ایمن کاهش می دهد - همیشه تا حدی باز است و جریان را فشار می دهد. یک شیر کاهش فشار در شرایط عادی کاملاً بسته می‌ماند و تنها زمانی باز می‌شود که فشار از یک آستانه تعیین‌شده فراتر رود و آب یا بخار اضافی را تخلیه می‌کند تا زمانی که فشار به سطوح ایمن کاهش یابد.

اشتباه گرفتن این دو در طراحی سیستم یک خطر واقعی است - یک PRV به تنهایی هیچ کاری برای محافظت در برابر افزایش ناگهانی فشار ناشی از انبساط حرارتی انجام نمی دهد، زیرا برای کاهش فشار عرضه در حالت ثابت طراحی شده است، نه تخلیه فشار اضافی ایجاد شده در پایین دست آن. دقیقاً به همین دلیل است که اکثر الزامات کد به جای اینکه یکی را جایگزین دیگری برای هر دو مؤلفه بدانیم، باید با هم کار کنند.

دریچه‌های امدادی با عملکرد مستقیم در مقابل دریچه‌های خلبانی

دریچه‌های تسکین مستقیم از فنری استفاده می‌کنند که مستقیماً روی یک دیسک یا پاپت فشار می‌دهد - وقتی فشار سیستم از نیروی تنظیم‌شده فنر بیشتر شود، دیسک بلند می‌شود و آب خارج می‌شود. شیرهای پایلوت از یک شیر پایلوت ثانویه کوچک برای حس کردن فشار و کنترل یک شیر اصلی بزرگتر استفاده می کنند که کنترل دقیق تری بر روی دقیقاً زمان و میزان باز شدن شیر اصلی می دهد.

• دقت نقطه تنظیم: دریچه‌های مستقیم عمل معمولاً دقتی در حدود 10 درصد از نقطه تنظیم نامی خود دارند که برای اکثر مصارف مسکونی و تجاری سبک کافی است. دریچه‌هایی که به‌صورت پایلوت کار می‌کنند، تلرانس‌های محکم‌تری دارند، اغلب بین 1 تا 3 درصد، که در سیستم‌هایی که در آن واریانس کمی PSI بر تجهیزات پایین‌دست تأثیر می‌گذارد، اهمیت دارد.
• رفتار پاسخ نزدیک به نقطه تنظیم: با نزدیک شدن فشار به نقطه تنظیم، شیرهای مستقیم می توانند شروع به جوشیدن کنند - کمی باز شوند - و گاهی اوقات مقدار کمی آب قبل از نیاز به تسکین کامل از دست می دهند. طرح‌های پایلوت با قاطعیت بیشتری در آستانه دقیق باز می‌شوند.
• ظرفیت جریان: شیرهایی که به صورت پایلوت کار می کنند معمولاً نرخ جریان بسیار بالاتری را برای یک اندازه دریچه معین انجام می دهند، به همین دلیل است که آنها بر سیستم های بزرگ تجاری دیگ بخار و بخار تسلط دارند که در آن فشار سریع به حجم زیادی از ظرفیت تخلیه نیاز دارد.

دریچه های دما و فشار (T&P) در مقابل مستقل شیرهای کاهش فشار

آبگرمکن ها به طور خاص به یک شیر ترکیبی نیاز دارند که به دمای اضافی و فشار اضافی پاسخ دهد، زیرا هر کدام به تنهایی می تواند باعث خرابی مخزن شود. یک شیر کاهش فشار مستقل فقط فشار را کنترل می کند و هیچ راهی برای تشخیص شرایط دمایی فرار ندارد حتی اگر فشار هنوز به نقطه تنظیم نرسیده باشد.

نصب یک شیر تنها فشار مستقل روی یک آبگرمکن به جای شیر T&P مناسب، یک لایه ایمنی حیاتی را حذف می‌کند، زیرا خرابی ترموستات می‌تواند به دمای مخزن و فشار داخلی اجازه دهد تا با هم به سمت یک وضعیت خطرناک جرقه بخار بالا بروند که یک شیر فقط فشار نمی‌تواند تا زمانی که فشار به تنهایی از آستانه خود عبور کند، بالا برود.

مکانیزم های فنری در مقابل دیافراگم-سبک

فراتر از طراحی مستقیم در مقابل طراحی پایلوت، مکانیسم داخلی آب بندی شیر نیز متفاوت است. دریچه‌های پاپت فنری رایج‌ترین و ساده‌ترین آنها هستند و از فنر سیم پیچی کالیبره‌شده با یک نقطه تنظیم خاص استفاده می‌کنند. دریچه‌های دیافراگمی از غشای انعطاف‌پذیری استفاده می‌کنند که به فشار از یک طرف پاسخ می‌دهد، رفتار باز کردن صاف‌تر و تدریجی‌تری را ارائه می‌دهد که اثر چکش آب را که گاهی با باز شدن دریچه‌های سبک پاپت مشاهده می‌شود، کاهش می‌دهد.

اندازه‌گیری شیر کمکی برای سیستمی که از آن محافظت می‌کند

کوچک کردن یک شیر تخلیه یکی از رایج‌ترین و خطرناک‌ترین اشتباهات در طراحی سیستم است، زیرا شیری که نمی‌تواند آب را به اندازه کافی سریع تخلیه کند تا با فشار سرعت ساخته شده مطابقت داشته باشد، سیستم را به موقع به فشار مطمئن باز نمی‌گرداند. اندازه گیری به حداکثر جریان ممکن در سیستم بستگی دارد، نه فقط به قطر لوله، به همین دلیل است که سازندگان رتبه بندی ظرفیت جریان را در کنار نقاط تنظیم فشار منتشر می کنند نه اندازه گیری تنها بر اساس اندازه لوله.

• آبگرمکن های مسکونی: اندازه آن مطابق با رتبه ورودی BTU مخزن است، به جای یک فرض عمومی اندازه لوله، از نمودار ظرفیت سازنده شیر T&P پیروی می کند.
• سیستم های چاه با مخازن انبساط: اندازه آن به حداکثر دبی پمپ چاه است تا اطمینان حاصل شود که شیر می تواند سریعتر از پمپ فشار وارد کند.
• سیستم های بویلر تجاری: اندازه با استفاده از فرمول‌های ظرفیت منتشر شده توسط ASME بر اساس خروجی BTU، حجم بخار و رتبه‌بندی فشار سیستم، معمولاً به‌جای تخمین قانون سرانگشتی به محاسبه‌ی مهندس نیاز دارد.

آزمایش و شناخت علائم اولیه شکست

دریچه های کمکی دستگاه های ایمنی هستند که در بیشتر مواقع غیرفعال هستند، که آزمایش دوره ای را به جای اختیاری ضروری می کند. تولیدکنندگان عموماً توصیه می‌کنند که اهرم تست شیرهای T&P خانگی را حداقل سالی یک‌بار بلند کنید تا اطمینان حاصل شود که شیر در اثر تجمع مواد معدنی بسته نشده است - دریچه‌ای که در طول آزمایش دستی باز نمی‌شود خطر واقعی دارد، زیرا دریچه مسدود شده هیچ محافظتی در طول یک رویداد فشار بیش از حد واقعی ایجاد نمی‌کند. علائم هشدار دهنده ای که ارزش عمل کردن دارند عبارتند از چکیدن آب از لوله تخلیه در شرایط عملیاتی معمولی، دریچه ای که پس از آزمایش به طور کامل باز نمی شود، یا تجمع مواد معدنی قابل مشاهده در اطراف صندلی شیر.