二方弁(2方弁)とは?仕組み・電動二方弁・三方弁との違いを解説

設備用語

2方弁(にほうべん)とは、流体が通る接続口を2つ持ち、弁の開度によって流体の通過量を調整するバルブです。空調設備では、冷温水を空調機やファンコイルユニット(FCU)へ供給する配管などに使用されます。

2方弁は、単純に流れを止めるだけでなく、開度を調整することで流量を変えられます。自動制御では、室温や送水温度などの情報をもとに弁の開度を調整し、必要な熱量を供給します。

2方弁の仕組み

2方弁には、流体が入る側と出る側の2つの接続口があります。弁を開くと流体が通り、閉じると流れが止まります。比例制御に対応した弁では、開度を段階的に変えて流量を調整できます。

  • 全開:流体が通りやすい状態
  • 中間開度:弁の特性や差圧に応じて流量を調整する状態
  • 全閉:流体の通過を止める状態

ただし、弁の開度と流量は必ずしも比例しません。流量は弁の特性だけでなく、弁の前後にかかる差圧や配管抵抗にも影響されます。

空調設備での使用例

例えば、空調機の冷水コイルに2方弁を設置した場合、室内の温度や空調機の制御状態に応じて弁の開度を調整します。

  1. 室内の温度が設定値より高くなる。
  2. 制御装置が冷却能力を増やす必要があると判断する。
  3. 電動弁の開度を大きくする。
  4. 冷水コイルを通過する冷水の流量が増え、冷却能力が高まる。

実際の制御動作は、冷水・温水の配管構成、制御方式、空調機の仕様などによって異なります。

2方弁と電動弁の関係

2方弁は接続口の数と流路構成を表す言葉です。一方、電動弁は電動アクチュエータによって弁を動かす方式を表します。

そのため、2方弁を電動アクチュエータで動かす構成は「電動2方弁」と呼ばれます。電動2方弁は、DDCなどの制御装置からの指令を受けて開度を調整する用途で使われます。

関連:電動弁とは?仕組み・種類・空調設備での使い方

2方弁と3方弁の違い

比較項目2方弁3方弁
接続口2つ3つ
主な役割流体の通過量を調整する流路を切り替える、または流体を混合・分配する
流れ方基本的に1つの流路を開閉・調整する弁の構造や配管に応じて流路が変わる
空調設備での用途コイルへの冷温水流量の調整など冷温水の混合や流路切替など

どちらが適しているかは、必要な制御、配管方式、ポンプの制御方式などによって決まります。

関連:3方弁とは?仕組み・用途・2方弁との違い

2方弁を使うときの注意点

弁を閉じたときの流量変化

2方弁が閉じると、その配管を通る流量は減少します。複数の空調機で2方弁を使用している場合、各弁の開度によって配管全体の流量や差圧が変化します。

ポンプとの組み合わせ

2方弁によって流量が変化するシステムでは、ポンプの運転方式や差圧制御との組み合わせが重要です。設計によっては、弁が閉じるにつれて配管差圧が上昇することがあります。必要に応じてポンプの回転数制御や差圧設定を確認します。

弁の容量と差圧

弁のサイズが大きすぎたり、弁前後の差圧が適切でなかったりすると、細かな流量調整が難しくなる場合があります。弁を選定する際は、必要流量、圧力条件、弁の流量特性などを確認します。

2方弁が正常に動作しないときの確認ポイント

症状確認する項目
開度指令が出ているのに冷えない弁の実開度、冷水の供給状態、流量、ストレーナの詰まり
弁が動かない電源、制御信号、アクチュエータ、機械的な固着
流量が安定しない差圧、弁の選定、制御設定、ポンプの運転状態
閉指令でも流れが止まらない弁の閉止状態、異物の噛み込み、弁座の摩耗など

確認時は、中央監視画面の指令値だけで判断せず、現場の弁の動作や温度・圧力などの実測値と照合することが重要です。

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