솔레노이드 밸브란 무엇인가?

[대한에어컨협회]

▲ 솔레노이드 밸브란 무엇인가?

솔레노이드 밸브는 전기적으로 작동하는 장치이다.

이것은 유체나 기체의 흐름을 완전 닫힘 또는 완전 열림 방식으로 조절하는데 사용된다. 

이 밸브는 보통 수동 밸브를 대신해서 또는 원격 제어가 요구될 수 있는 곳에서 사용된다.

솔레노이드 밸브는 전기적 스위치의 변화에 의해 작동된다. 

그것들 중에는 자동온도, 압력, 시간 스위치 또는 수동 스위치가 있다.

전기를 가하면 솔레노이드 코일은 플런저 관 내부의 스틸 플런저를 들어올리는 강한 자력을 제공한다. 

이것은 평상시 닫혀 있는 밸브의오리피스를 열고 액체나 기체의 흐름을 가능하게 해준다.

 ▲ 2Way 솔레노이드 밸브

2Way 솔레노이드 밸브를 한 방향으로 흐름을 조절한다. 

이것들은 직동식 또는 파일로트식, 상시 닫힘 또는 상시 열림이 있다.

보충:종류에는 1way,2way,3way,4way등이 있다.

  ▲ 직동식 솔레노이드 밸브

밸브 오리피스에서 낮은 유량을 요구하거나 낮은 압력차를 이용한 시스템에 사용하여야 한다. 

주 밸브 오리피스 구멍을 열고 닫는 씰링 표면은 솔레노이드 플런저에 연결되어 있다.

밸브는 관 압력과 관계없이 차압 0에서부터 최대 등급 압력차까지 작동한다.

밸브를 통과하는 압력강하는 밸브가 열리도록 하는데 요구되지 않는다.

  ▲ 파일로트 동작밸브

파일로트 동작밸브는 가장 광범위하게 사용되는 솔레노이드 밸브이다. 

파이로트 오리피스는 균압 오리피스 보다 훨씬 더 크다. 

코일에 전기를 가하면 플런저는 파일로트 오리피스를 들어 올린다. 

다이아프램 위압력은 밸브의 출구압력으로 줄어든다. 

다이아프램을 통과하는 차압은 다이아프램을 주 포트 구멍에서 들어 올리는 힘을 만들어 밸브를 열게 한다.

코일에 전기를 차단하면 파일로트 오리피스는 닫힌다.

균압 오리피스를 통과하는 입구 압력은 다이아프램 위아래 압력을 균일하게 한다.

다이아프램은 밸브가 닫히도록 재 배치한다.

■ MOPD(최대 열림 압력)

밸브의 입구와 출구의 압력사이의 MOPD는 초과되지 말아야 한다. 그렇지 않으면 밸브는 열리지 않는다.

반대로 밸브가 최소 열림 압력차에 도달되지 않을 때 시스템이 적용되면 밸브는 완전히 열리지 않는다. 

이 값들은 밸브의 각 형태마다 사양으로 기재되어 있다.

■ 코일

  ▲ 전자석

솔레노이드 밸브에 부착된 파카 코일은 연속적 통전 서비스 100% 용으로 설계 및 검사되었고,

CEE-EL, -10 지침에 따라 제조되었다. 따라서 주요 유럽국가의 모든 전기적 표준

(VDE, CEI, BSI, UTE, SEV, NSD, SEMKO, DEMKO, NEMKO)에 맞추었다.

권선용 구리선의 절연체는 IEC 권고에 명시된 절연등급에 따라 선택되었다.

E=120℃ B=130℃ F=155℃ H=180℃

외부절연은 열대성 기후에 적합하도록 밀폐된 몰딩 코일을 만들기 위해서 

30% 유리섬유의 열가소성 수지로 캡슐 보호 처리되었다. 

모든 코일은 다음의 전압허용오차에 만족스런 성능으로 검사되었다.

AC용±10%, DC용+10%, -5%

  ▲ 코일이 견딜수 있는 주위온도는 다음 요소들에 의해 결정된다.

1) 코일 와트

2) 연속적 통전에 따른 코일 과열 : 저항 변화 시험(△T)으로 확인됨

3) 연속적 또는 간헐적인 코일의 통전 : 연속적 또는 간헐적으로 사용중인 코일

4) 솔레노이드 밸브에 의해 차단되는 유체의 온도 : 열손실에 영향을 미치는 주위 조건

5) 솔레노이드 밸브가 설치된 환경의 손실 조건

위에 언급한 것처럼 모든 코일은 연속적 통전용으로 설계되었고 따라서 최고주위온도 값

(유체 온도의 영향을 지니고 있는)은 온도 50℃(F등급 권선)이고 +80℃(H등급 권선)임.

그러나 코일은 간헐적 또는 짧게 통전하여 사용하면, 연속적 통전으로 발생하는 최대 과열 값(△T)은 도달되지 않는다. 

따라서 주위온도는 증가될수 있다. 각 경우에 명확한 값이 결정되면 응용분야와 가능한 용도는 엄청나다.

  ▲ 연속 전기 공급 가능

이것은 코일 등급에 달려있다. 

20℃의 주위온도에 한없이 작동 (항상통전)하면 그 코일은 거의 45～120분 후에 최고 온도 상승(△T)에 도달한다.

(전압은 10% 증가) 이 경우에 주위온도 (이미 언급한 것 처럼 높은 유체온도의 외부손실을 포함해서) 

솔레노이드 밸브의 각 모델에 명시된 값을 초과해서는 안된다.

  ▲ 간헐적 전기 공급 가능 (또는 상대적 통전 시간으로)

이것은 통전 시간과 휴식시간으로 특징되는 가장 일반적인 사용 조건이다. 

이시간이 정확히 알려질 때 더 큰힘을 가진 코일은 솔레노이드 밸브를 더 나은 성능을 얻도록 설계 될수 있다. 

또 솔레노이드 밸브는 카달로그 표에 명시된 것 보다 더 높은 온도범위에서 작동 될 수 있고, 

작동 시간 동안 만들어진 온도 증가(△T)를 점검 받게 될 것이다.

상대적 통전시간의 결정에 의해 작동과 휴식시간은 다음 공식으로 계산 될 수 있다.

상대적통시간(ED)= 통전시간 /전체반번시간 (통전 + 휴식) %

자료출처:한열사

그림 보충(솔레로이드 밸브 구조도)