لا يكفي مقاس التوصيل الاسمي لاختيار صمام خلط ثلاثي الاتجاه. يجب جمع تدفق التصميم والضغط التفاضلي المتاح واتجاه المنافذ وخصائص المشغّل في حساب واحد. فالصمام الكبير أكثر من اللازم قد يضعف دقة التحكم، بينما يحد الصمام الصغير من التدفق المطلوب.
يكمل هذا المثال الحسابي دليل اختيار الصمام ثلاثي الاتجاه العام باللغة التركية، ويركز على مقارنة قيم Kvs ودرجات حرارة الخلط عند تدفق تصميم 2.4 m³/h.
جدول الحساب الأول: ثلاث قيم Kvs عند التدفق نفسه
للحساب الأولي باستخدام الماء، Δp = (Q/Kvs)². يفترض الجدول مسار المنفذ نفسه وصماماً مفتوحاً بالكامل وتدفقاً ثابتاً Q = 2.4 m³/h، ولا يحسب تغير نقطة تشغيل المضخة.
| Kvs (m³/h) | Δp (bar) | Δp (kPa) |
|---|---|---|
| 6.3 | 0.1451 | 14.51 |
| 10 | 0.0576 | 5.76 |
| 16 | 0.0225 | 2.25 |
لا يعني أقل فقد للضغط أفضل أداء للتحكم تلقائياً. فزيادة Kvs تغيّر حصة الصمام من فرق الضغط المتاح، ويجب تقييم التحكم عند الحمل المنخفض وخصائص المنفذ الفعلية أيضاً.
جدول الحساب الثاني: تدفق الفرعين مع تغير حرارة المزيج
نفترض تغذية ساخنة ثابتة عند 60°C وراجعاً عند 30°C وتدفق خلط إجمالياً 2.4 m³/h، مع إهمال الفقد الحراري وتقارب الكثافة والحرارة النوعية.
| الهدف (°C) | الفرع الساخن (m³/h) | فرع الرجوع (m³/h) |
|---|---|---|
| 35 | 0.4 | 2.0 |
| 40 | 0.8 | 1.6 |
| 45 | 1.2 | 1.2 |
هذه التدفقات ليست نسب فتح المشغّل. ينبغي تسجيل الحرارة المستهدفة والمقاسة والتدفق الكلي وفرق الضغط عبر الصمام عند التشغيل الأولي.
ماذا تعني قيمة Kvs؟
تمثل Kvs معامل سعة الصمام وهو مفتوح بالكامل، ويُعبّر عنه عملياً بتدفق الماء بوحدة m³/h عند فرق ضغط يقارب 1 bar. للماء تُستخدم العلاقة التقريبية Q = Kv × √Δp عندما يكون Δp بوحدة bar، ومن ثم Kv = Q / √Δp. ويلزم حساب إضافي عند استخدام الجليكول أو تغير اللزوجة أو احتمال التجويف أو وجود خصائص تدفق خاصة بالصمام.
لا تساوي Kvs مقاس الأنبوب DN، ولا تعني أن زاوية دوران المشغّل مرتبطة بالتدفق ارتباطاً خطياً. قد تختلف خصائص منافذ الخلط والتحويل، لذا يجب مراجعة مخطط المنافذ للطراز المختار.
مثال حسابي: تدفق 2.4 m³/h وفقد ضغط 16 kPa
افترض تدفق تصميم مقداره 2.4 m³/h وفقد ضغط مسموحاً به عبر الصمام المفتوح مقداره 16 kPa = 0.16 bar. نحصل على Kv = 2.4/√0.16 = 6.0 m³/h. تعرض بيانات صمامات ATLAS النحاسية قيمة Kvs = 6.3 للمقاس DN20 و10 للمقاس DN25. ومع Kvs = 6.3 يصبح فقد الضغط النظري (2.4/6.3)² = 0.145 bar، أي نحو 14.5 kPa.
لا يعني ذلك شراء DN20 مباشرةً؛ يجب التحقق من مسار التدفق المناسب، وسلطة الصمام، والتوصيلات، وضغط التشغيل، وأقل تدفق قابل للتحكم، وخصائص الإغلاق وتوافق المشغّل.
مزج ماء 60°C وماء راجع 30°C للوصول إلى 40°C
عند إهمال الفاقد الحراري في نقطة الخلط وتقارب الكثافة والحرارة النوعية للتيارين، تكون Tmix ≈ (Qhot×Thot + Qreturn×Treturn)/(Qhot+Qreturn). للحصول على 40°C من تيار ساخن 60°C وراجع 30°C، تبلغ حصة الماء الساخن (40−30)/(60−30) = 1/3. فإذا كان التدفق الكلي 2.4 m³/h، يكون التدفق الساخن نحو 0.8 m³/h والراجع 1.6 m³/h.
لكن حصة الثلث لا تعني إصدار أمر فتح بنسبة 33% للمشغّل. فالضغط وخصائص المنافذ يجعل العلاقة بين زاوية الدوران والتدفق غير خطية غالباً. ينبغي قياس حرارة المزيج والتحكم فيها بحلقة تغذية راجعة مناسبة.
سلطة الصمام واتجاه المنافذ
تعبّر سلطة الصمام عن علاقة فقد الضغط عند الفتح الكامل بظروف الضغط المتغيرة في الدائرة، وتؤثر في استقرار التحكم. تختلف طريقة احتساب الضغط المرجعي بحسب ترتيب دائرة الخلط، ولا يصح تطبيق نسبة مبسطة واحدة على جميع الصمامات الثنائية والثلاثية.
يجب إظهار المنافذ A وB وAB أو الرموز المقابلة في المخطط والتنفيذ. ليست جميع أجسام الصمامات الثلاثية مناسبة للخلط والتحويل في كل حالة؛ تؤكد وظيفة الطراز من وثيقته الفنية.
سبعة فحوص قبل الاستلام
وثّق التدفق وفقد الضغط المسموح. تحقق من منحنى Kvs لمسار المنفذ المستخدم. راجع المقاس DN وفئة الضغط ودرجة الحرارة وتوافق السائل. طابق اتجاه المنافذ مع الرسم. افحص زاوية المشغّل واتجاه إشارة التحكم. قِس حرارة المزيج عند الحملين المنخفض والمرتفع. وثّق المرشح وطرد الهواء والضغط وإمكانية الصيانة.
تطبيق المنهج على منتجات ATLAS
تنشر ATLAS قيم Kvs للصمامات النحاسية DN20–DN40، ولديها سلسلة من الصمامات المصبوبة بأحجام أكبر. يجب اعتماد الاختيار النهائي على الرسم المحدّث ومسارات المنافذ وتجميعة الصمام والمشغّل المعتمدة، لا على القطر وحده.
أرسل تدفق التصميم ودرجات حرارة التغذية والرجوع ومخطط الدائرة وفرق الضغط المطلوب لاختيار صمام ATLAS مناسب.
الأرقام تعليمية، ويجب تأكيد منحنيات المنافذ وحدود التشغيل في وثائق كل طراز.
المنتجات والأدلة الفنية ذات الصلة
صمامات ATLAS النحاسية ثلاثية الاتجاه