04 ноября 2026
Клапаны HVACКонтролировать, изолировать, балансировать, направлять или предотвращать обратный поток в системах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, системы охлаждённой воды, горячей воды и гидроника. Правильный клапан зависит не только от размера трубы, но и от работы системы, проектного расхода, разницы давления, метода управления, рабочей среды, температуры, типа соединения и расположения оборудования.
В этом руководстве объясняются основные типы клапанов, используемых в системах HVAC, где обычно устанавливается каждый клапан, как выбираются и размеруют клапаны управления HVAC, а также как инженеры, подрядчики, производители оборудования и закупочные команды могут выбрать подходящие клапаны для AHU, FCU, чиллеров, градирень, насосов и теплообменников.
Клапаны HVAC — это компоненты регулировки потока, используемые для запуска, остановки, регулирования, балансировки, смешивания, отвода или предотвращения обратного потока воды, растворов гликолея, хладагентов, воздуха и других совместимых сред в системах отопления и охлаждения. Распространённые типы клапанов HVAC включают шаровые клапаны, бабочки, шаровые клапаны, клапаны с клапанами, обратные клапаны, электрические управляющие клапаны, балансирующие клапаны, независимые от давления и соленоидные клапаны.
Разные клапаны выполняют разные функции. Изоляционный клапан может оставаться полностью открытым во время нормальной работы системы и закрываться только для обслуживания, в то время как управляющий клапан постоянно меняет своё отверстие для регулирования потока воды через охлаждающую или нагревательную спираль. Обратный клапан предотвращает обратный поток, а балансирующий клапан помогает поддерживать необходимое распределение гидравлического потока.
Важное различие:Такие термины, как шариковый клапан, бабочковый клапан, шар-клапан и затворный клапан, описывают конструкцию корпуса клапана. Термины, такие как электрический управляющий клапан или моторизованный клапан HVAC, описывают, как работает клапанная конструкция. Например, электрический привод может быть установлен на шаровом клапане, бабочке или шаровом клапане в зависимости от необходимой функции управления.
| Тип клапанов HVAC | Основная функция | Типичное применение системы отопления и кондиционирования и кондиционирования | Типичная эксплуатация |
|---|---|---|---|
| Электрический управляющий клапан | Автоматическое регулирование потока и температуры | AHU, FCU, теплообменники, контуры охлажденной воды и горячей воды | Включение/выключение или модуляция |
| Шаровой клапан | Быстрое отключение и изоляция оборудования | Ветвевые трубы, катушки, насосы и соединения оборудования | Ручная или с приводом |
| Клапан бабочки | Изоляция и регулирование потока больших труб | Чиллеры, градирни, электростанции и основные водяные контуры | Ручной, электрический или пневматический |
| Глобусный клапан | Троттлинг и точная модуляция | Нагревательные и охлаждающие спирали, теплообменники и управляющие контуры | Ручная или с приводом |
| Затворной клапан | Изоляция при полном открытии/полном закрытии | Основные водопроводы и изоляция оборудования | В основном ручная |
| Обратный клапан | Предотвращение обратного потока | Насосный выпуск, котлы, чиллеры и системы циркуляции | Автоматическая коробка |
| Балансирующий клапан | Гидроническое балансирование потоков | Ветви, подъёмники, катушки и клемные цепи | Механическая или автоматическая коробка передач |
| PICV | Контроль потока и независимость давления | Гидронические цепи AHU и FCU | Управление модуляцией |
| Соленоидный клапан | Быстрое отключение электроэнергии | Системы охлаждения, увлажнения и вспомогательных систем | Включение/выключение |
Выбор клапанов становится проще, когда требуемая функция соответствует реальному оборудованию HVAC или расположению трубопроводов, а не выбирает клапан только по номинальному диаметру трубы.
| Оборудование / расположение системы HVAC | Распространённые варианты клапанов | Основная цель |
|---|---|---|
| Охлаждающая или нагревательная спирала AHU | 2-канальный управляющий клапан, трёхходный управляющий клапан, глобусный клапан управления, характеризованный шариковый клапан или PICV | Регулировать поток воды в катушке и поддерживать температуру |
| FCU | Моторизованный шариковый клапан, зональный клапан, двухнаправленный управляющий клапан или PICV | Включение/выключение или модуляция управления на уровне комнаты |
| Вход / выход чиллера | Бабочковый клапан или шаровой клапан | Изоляция оборудования |
| Разряд насоса | Обратный клапан плюс клапан изоляции | Предотвратите обратный поток и обеспечьте обслуживание |
| Охлаждающая башня | Заслонка, обратный клапан и балансирующий клапан | Изоляция, контроль потока и гидравлическая балансировка |
| Теплообменник | Управляющий клапан, шар-клапан, шаровой и изоляционный клапан | Контроль температуры и изоляция оборудования |
| Главный контур холодной воды | Заслонка бабочки, клапан и обратный клапан | Изоляция больших потоков и защита системы |
| Ответвление линии охлаждения воды | Шариковый клапан, балансирующий клапан или управляющий клапан | Изоляция, балансировка и управление терминалами |
AnЭлектрический управляющий клапансочетает корпус клапана с электрическим приводом для автоматической регулировки потока. Исполнительный актуатор получает команду от системы управления зданием, термостата, ПЛК, контроллера DDC или другой системы автоматизации и соответственно меняет положение клапана.
В зависимости от привода и стратегии управления, клапан может работать как простой клапан включения/выключения или как непрерывно модулирующийся клапан. Распространённые аналоговые сигналы включают 0–10 В и 4–20 мА, хотя доступные управляющие сигналы зависят от привода и платформы автоматизации.
Например, когда потребность в охлаждении в AHU снижается, регулирующий клапан управления HVAC может уменьшить поток охлаждённой воды через катушку. При повышении спроса актуатор открывает клапан дальше в соответствии с управляющим сигналом.
Проверьте расчетный расход, разницу давления, требуемый Cv или Kv, уровень клапана по мере необходимости, размер клапана, среду, температуру, номинал давления, материалы корпуса и уплотнения, тип соединения, напряжение привода, сигнал управления, крутящий момент или тягу привода, рабочее время, ручное переключение, сигнал обратной связи и требования по отказозащитим.
Шаровой клапан использует вращающуюся сферическую закрывку с отверстием через центр. Шаровые клапаны широко используются какЗапорные клапаны HVACПотому что они обеспечивают быструю работу на четверть оборота, компактную установку, надёжную герметизацию и относительно низкое сопротивление при правильном размере.
Стандартный полнопортовый шаровой клапан в основном предназначен для закрывания и не должен автоматически рассматриваться как точный клапан дроссельной заслонки. Если требуется непрерывная модуляция, следует рассмотреть специально разработанный характеризованный шаровый клапан, V-портовый шаровый клапан, клапан управления шаром или другой клапан с подходящими характеристиками потока.
| Тип шарового клапана HVAC | Основная характеристика | Типичное использование |
|---|---|---|
| Ручной шаровой кран | Простое отключение на четверть оборота | Изоляция по обслуживанию |
| Электрический шаровой клапан | Автоматизированная операция включения/выключения или модуляции | BMS и автоматизированные системы HVAC |
| Шаровой клапан с полным портом | Большой внутренний отверстие и относительно низкие потери давления | Водяные цепи с большим расходом |
| Характеризованный / V-портовый шаровой клапан | Улучшенная характеристика управления потоком | Модуляция приложений HVAC |
Бабочный клапан использует круглый диск, установленный на валу. Поскольку клапан компактный, относительно лёгкий и экономичный при больших номинальных размерах, заслонки-бабочки широко используются на центральных станциях HVAC и крупных трубах с охлажденной или конденсаторной водой.
Бабочные клапаны могут управляться вручную с помощью рычага или редуктора, либо оснащаться электрическими или пневматическими приводами. Следует учитывать конструкцию клапанов, требуемую запорную мощность, рабочий крутящий момент, разницу давления и точность управления перед использованием бабочной заслонки для обслуживания троттлинга.
Обычно используются пластины, выступы и фланцевые заслонки, в зависимости от стандартов трубопроводов, требований к техническому обслуживанию, давления и конструкции монтажа. Материалы сиденья, дисков и кузова должны выбираться в зависимости от качества воды, температуры, концентрации гликоля и состояния системы.
Глобусный клапан регулирует поток, перемещая пробку или диск к седлу или от него. В отличие от типичного шарового клапана с полным портом, внутренний поток глобусного клапана обычно приводит к более высокому падению давления, но конструкция обеспечивает хорошие характеристики троттлинга и модуляции.
Это делает глобусные клапаны особенно полезными там, где стабильное регулирование потока важнее, чем достижение минимальных потерь давления.
Направление потока шарикового клапана должно соответствовать инструкциям производителя клапана. Если на корпусе клапана отмечена стрелка направления, клапан должен устанавливаться в соответствии с указанным направлением.
Затворный клапан перемещает затворное закрывающее устройство в путь потока или из него. В системах водоснабжения и кондиционирования (HVAC) клапаны обычно используются для изоляции, а не для постоянного регулирования.
При полном открытии клапан обеспечивает относительно свободный путь потока. Затворные клапаны могут находиться в помещениях завода, основных распределительных трубах и в изоляционных позициях оборудования, где клапан обычно остаётся либо полностью открытым, либо полностью закрытым.
Обычно клапаны не следует оставлять частично открытыми для непрерывного регулирования, так как нестабильный поток может вызвать вибрацию, эрозию, износ или проблемы с герметичностью в зависимости от конструкции клапанов и условий эксплуатации.
Обратный клапан, также называемый невозвратным или односторонним клапаном, автоматически предотвращает обратный поток. Она открывается, когда жидкость движется в нужном направлении, и закрывается, когда поток останавливается или меняет обороты.
Распространённые конструкции включают проверку на замах, проверку подъёма, пружинную проверку, проверку пластин и двухпластинчатые обратные клапаны. При выборе следует учитывать необходимый поток, потери давления, давление при трещине, ориентацию установки, риск водоудара, размер трубы и доступ к обслуживанию.
Балансирующий клапан используется для установления или поддержания необходимого потока воды в различных ветвях гидронной системы HVAC. Без правильной балансировки некоторые терминальные блоки могут получать чрезмерный поток, а другие — недостаточный, что приводит к нестабильной температуре, ненужной энергии насоса и низкому комфорту.
В зависимости от конструкции системы балансировка HVAC может использовать ручные балансирующие клапаны, автоматические клапаны регулировки потока, клапаны регулировки дифференциального давления или клапаны управления с независимым давлением.
Независимый клапан управления давлением, обычно называемый PICV, сочетает регулирование потока с функцией компенсации давления. Его цель — поддерживать необходимый поток через терминальный блок даже при изменении перепадов давления в широкой гидронической системе в пределах рабочего диапазона клапана.
PICV часто ассоциируются с современными системами переменного потока, поскольку они могут упростить балансировку и повысить устойчивость управления при правильном размере и введении в эксплуатацию.
Двух- и трёхнаправленные клапаны выполняют разные гидравлические функции и не должны выбираться взаимозаменяемо без учёта конструкции системы.
| Особенности | Двухсторонний управляющий клапан | Трёхсторонний управляющий клапан |
|---|---|---|
| Основная функция | Модулирует поток по одному пути потока | Смешивает или перенаправляет поток между несколькими портами |
| Типичная система | Системы с переменным расходом | Смешивание, отклонение или постоянный поток |
| Типичное использование систем вентиляции и кондиционирования | Катушки AHU и FCU | Обходные цепи, микшерные петли и выбранные катушки |
| Эффект насосной системы | Поток в системе может меняться по мере закрытия клапанов | Можно перенаправлять поток в зависимости от расположения трубопроводов |
Правильный выбор зависит от гидравлической конструкции, стратегии перекачки, последовательности управления, требований к катушкам и необходимости изменения потока, смешивания или перенаправления.
Электромагнитный клапан — это электрически управляемый клапан, который в основном используется для быстрого управления включением и выключением. При включении или отключении катушки внутренний поршень или управляющий механизм перемещается для открытия или закрытия пути потока.
Выбор соленоидных клапанов должен учитывать рабочую среду, диапазон давления, разницу давления, рабочую температуру, размер отверстия, напряжение, рабочий срок, материал уплотнения и требования к установке. Клапаны холодильной системы должны быть специально совместимы с хладагентом, смазкой, давлением и рабочей температурой.
Системы с холодной водой обычно используют несколько типов клапанов, поскольку ни один клапан не может выполнять все необходимые функции. Изоляционные клапаны обеспечивают обслуживание оборудования, клапаны регулируют поток воды в катушках, балансирующие клапаны правильно распределяют воду, а обратные клапаны предотвращают обратную циркуляцию.
Типичная гидроническая структура:
Охлаждающий → изоляционный клапан → насос → обратный клапан → главный контур охлаждающей воды → ветвь изоляционного клапана → регулирующий клапан AHU / FCU → охлаждающей спирали → балансирующий механизм → обратный водяной контур
Точная последовательность зависит от конструкции системы. Системы с переменным первичным потоком, первично-вторичные системы, соединения с районным охлаждением и отдельные конструкции зданий могут использовать разные схемы клапанов.
AHU или FCU обычно требуют более одной функции клапана. Изоляционные клапаны позволяют обслуживать катушку или блок, а регулирующий клапан регулирует поток воды в зависимости от потребности в охлаждении или нагреве.
Датчик температуры → контроллер BMS/DDC → привод → клапан управления → поток охлаждённой воды через катушку → отклик температуры подачи воздуха
В зависимости от гидронической конструкции, катушка AHU может использовать двухнаправленный модулирующий клапан управления, трёхклапанный, характеризованный шаровый клапан, шаровый клапан управления или PICV. Регуляторный клапан должен быть размерован с учетом требуемого проектного расхода и доступного перепадения давления, а не просто соответствовать размеру соседней трубы.
Размер клапанов управления — одна из важнейших частей выбора клапанов HVAC. Слишком крупный клапан может работать на очень небольшой части хода и обеспечивать нестабильное управление, тогда как небольшой клапан может не обеспечивать необходимый проектный поток.
Определите необходимый поток воды или гликоля через спираль, теплообменник или другое контролируемое оборудование при проектных нагрузках.
Определите разницу давления в клапане при соответствующих рабочих условиях. Это необходимо для надёжного размера CV или Kv.
Select a valve with an appropriate flow coefficient based on required flow, differential pressure, fluid properties, and the manufacturer's sizing data.
Для модуляционных систем рассмотрим, как падение давления через клапан сравнивается с падением давления в управляемой цепи. Плохой уровень управления клапанами может снизить устойчивость управления.
В зависимости от системы, конструкции клапана и цели управления, может быть уместно использовать равномернопроцентное, линейное или другое характерное поведение потока.
Подтвердите требуемый крутящий момент или тягу, напряжение питания, сигнал управления, время работы, защиту окружающей среды, обратную связь, ручное переустройство и требования к аварийной безопасности.
Не определяйте размер клапанов управления кондиционированием и кондиционирования воздуха только по диаметру трубы.Две трубы одинакового номинального диаметра могут требовать разных размеров управляющих клапанов, поскольку их проектные потоки и разные разные давления отличаются.
| Сравнение | Шаровой клапан | Клапан бабочки |
|---|---|---|
| Типичный размер трубы | Часто встречается на малых и средних ветвях трубопроводов | Часто встречается на средних и крупных трубах |
| Эксплуатация | Четверть-оборот | Четверть-оборот |
| Инсталяционное пространство | Компакт | Очень компактные в больших размерах |
| Типичное использование систем вентиляции и кондиционирования | Изоляция ветвления, изоляция оборудования, управление с приводом в действие | Чиллеры, градирни и основные водопроводные контуры |
| Применение управления | Используйте охарактеризованную или V-портовую конструкцию для лучшей модуляции | Зависит от конструкции диска, седла и клапанов |
| Главное преимущество | Надёжное отключение и относительно низкое сопротивление потоку | Экономичный и лёгкий для больших размеров труб |
Выбор клапана должен начинаться с необходимой функции и условий работы, а не с названия клапана. Запорный клапан HVAC, регулирующий клапан управления, балансирующий клапан и обратный клапан решают различные проблемы.
| Коэффициент отбора | Что должны подтвердить инженеры и покупатели |
|---|---|
| Функция клапана | Изоляция, модуляция, балансировка, смешивание, перенаправление, предотвращение обратного потока или быстрое отключение |
| Расположение системы | AHU, FCU, чиллер, градирня, насос, теплообменник, ответвление или главный контур |
| Рабочая среда | Охлаждённая вода, горячая вода, раствор гликолея, воздух, хладагент или другое совместимое средство |
| Процесс проектирования | Требуемый расход при проектных условиях эксплуатации |
| Дифференциальное давление | Доступное давление через клапан и управляемый контур |
| Cv / Kv | Требуемый коэффициент расхода для управляющих приложений |
| Давление и температура | Рабочее давление системы, проектное давление и минимальные/максимальные температуры |
| Материалы клапанов | Совместимость корпуса, диска/шара/отделки, выноса, сиденья и уплотнения |
| Связь | Резьбовые, фланцевые, пластинчатые соединения, выступы, канавки, сварные или специфичные для проекта соединения |
| Автоматизация | Ручной, электрический или пневматический; включение/выключение или модуляция управления |
| Управляющий сигнал | Плавающий сигнал 0–10 В, 4–20 мА, протокол связи или другой необходимый сигнал |
| Установка | Направление потока, зазор привода, поддержка труб и доступ к обслуживанию |
Регулирующий клапан с таким же номинальным размером, как и трубопровод, не является автоматически правильным клапаном. Проектный поток и разница давления — это важные входы для определения размера.
Стандартный шаровой клапан с полным портом в первую очередь предназначен для изоляции. Если требуется стабильная модуляция, следует рассмотреть клапан, специально разработанный для обслуживания управления.
Насосы с переменной скоростью и изменение положения клапанов могут изменять разницу давления в системе. Проектирование клапанов и систем должно учитывать эти изменения для поддержания стабильного регулирования потока.
Некоторые шаровые клапаны, обратные клапаны, клапаны управления и другие направленные конструкции должны устанавливаться согласно заданному направлению потока. Инструкции по установке производителя всегда должны быть проверены.
Больше крутящего момента, больший размер клапанов или большая пропускная способность не всегда являются лучше. Корпус клапана, привод, поток в системе, разница давления, требования к выключению и стратегия управления следует оценивать одновременно.
Распространённые клапаны HVAC включают шаровые клапаны, бабочки, шаровые клапаны, затворные клапаны, обратные клапаны, электрические управляющие клапаны, балансирующие клапаны, PICV и электромагнитные клапаны. Каждый тип выполняет разные функции изоляции, управления, балансировки или защиты.
Системы с холодной водой обычно используют шаровые клапаны, бабочки, управляющие клапаны, обратные клапаны, балансирующие клапаны и PICV. Крупные магистральные трубопроводы часто используют бабочные клапаны, тогда как ветвления и концевые цепи могут использовать шаровые и управляющие клапаны.
Не существует единого лучшего запорного клапана для каждой системы HVAC. Шаровые клапаны обычно применяются на небольших ветвевых трубах, тогда как бабочные клапаны часто выбирают для крупных трубопроводов с холодной водой и конденсаторной водой. Затворные клапаны также могут использоваться для изоляции главного трубопровода.
Охлаждающие спирали AHU обычно используют модулирующие двухнаправленные управляющие клапаны, трёхпозиционные управляющие клапаны, глобусные клапаны управления, характеризованные шаровые клапаны или PICV в зависимости от гидронической конструкции и стратегии управления.
Двухсторонний управляющий клапан регулирует поток по одному пути и часто используется в системах с переменным расходом. Трёхканальный клапан может смешивать или отводить поток между портами и используется там, где гидравлическая система требует смешивания, перенаправления или обхода потока.
Стандартные шаровые клапаны в основном используются для изоляции. Для модуляции обслуживания более подходящие характеристики потока обеспечивают характерные шаровые клапаны, V-портовые шаровые клапаны, глобусные управляющие клапаны или другие специально разработанные управляющие клапаны.
Бабочковые клапаны компактны, относительно лёгкие и экономичные при больших трубах, что делает их подходящими для систем охлаждающей воды, систем конденсаторной воды, градирек, чиллеров и механических помещений.
Ключевые данные включают рабочую среду, проектный расход, разницу давления, температуру, номинал давления, требуемый Cv или Kv, тип соединения, материал клапана, управляющий сигнал, блок питания привода, требования к выключению и требования к аварийной безопасности.
Клапаны HVAC выполняют различные функции в системах отопления и охлаждения. Для изоляции часто используются шарики, бабочки и затворные клапаны; глобусные и характерные управляющие клапаны регулируют поток; обратные клапаны препятствуют обратному кровообращению; балансирующие клапаны помогают правильно распределять воду; а моторизованные управляющие клапаны позволяют автоматическим AHU, FCU, теплообменникам и другому оборудованию HVAC автоматически реагировать на изменяющиеся условия нагрузки.
Поэтому наиболее подходящий клапан следует выбирать в соответствии с его положением в системе и необходимой функцией. Проектный расход, разница давления, Cv или Kv, рабочая среда, температура, материалы клапанов, стандарт соединения, требования к актуатору, условия установки и доступ к техническому обслуживанию должны быть рассмотрены перед окончательным выбором.
Для OEM-оборудования, строительных проектов, систем охлаждения воды, пакетов AHU/FCU и автоматизированных систем вентиляции и вентиляции (HVAC) выбор клапанов должен основываться на фактическом расходе, давлении, контроле, материалах и требованиях к установке, а не только на типе продукта.
