如何选择常开式和常闭式电动球阀

电动球阀是众多应用领域中不可或缺的设备。大多数电磁阀在切换位置时需要持续通电，而电动球阀仅在开启和关闭状态切换时才消耗能量。由于其快速的开启和关闭速度、良好的密封性能以及操作简便，电动球阀被广泛应用于各种工业系统、水处理、暖通空调系统，甚至家庭供水系统。在选择电动球阀时，最关键的决策之一是选择常开 (NO) 型还是常闭 (NC) 型。这一选择直接影响整个系统的安全性、稳定性和能源效率。下文将从定义、核心考虑因素和实际应用场景等方面详细介绍选择标准。

1. 首先，明确定义：什么是常开式和常闭式电动球阀？

在做出选择之前，必须了解这两种类型之间的根本区别，这种区别取决于断电时（不包括手动操作）阀芯的状态。下图展示了常开 (NO) 和常闭 (NC) 电动球阀的主要特性：

• 常开（NO）断电时，阀门保持全开状态。只有当接收到电信号（通电）时，阀门才会驱动阀芯旋转并关闭，阻断介质流动。再次断电后，阀门会在弹簧或其他复位机构的作用下自动恢复到全开状态。
• 常闭（NC）相反，当断电时，阀门处于完全关闭状态。它需要电信号（通电）驱动阀芯旋转并打开，允许介质流动。一旦断电，它会自动关闭以阻止介质流动。

2. 核心选择标准：从系统安全性和功能需求出发

常开型和常闭型的选择并非随意而为，而是基于系统的故障状态要求和日常运行逻辑。以下四个关键因素需要重点关注：

因素 1：断电后“安全状态”的优先级

这是最重要的标准。万一发生意外断电（系统中常见的故障），阀门的状态必须确保系统不会导致安全事故（例如泄漏、过压或设备损坏）。

• 选择常开（NO）断电后，介质需要“继续流动”以避免危险。例如：
  • 工业设备冷却水系统：断电时，冷却水必须继续循环，以防止设备过热损坏。此时，应使用常开式电动球阀，确保断电后冷却水循环路径畅通无阻。
  • 化学品储罐的通风管道：断电后，通风阀需要保持打开状态，以避免因挥发性气体积聚而导致罐内压力过高，从而引发储罐爆炸。
• 选择常闭（NC）断电后，介质需要“停止流动”以防止风险。例如：
  • 家庭或工厂的燃气供应管道：一旦发生停电，必须立即关闭燃气阀门，以避免燃气泄漏，防止火灾或爆炸事故。常闭式电动球阀是最佳选择。
  • 化学试剂输送管道：如果在输送有毒或腐蚀性试剂的过程中断电，必须迅速关闭阀门，以防止试剂泄漏并造成环境污染或人身伤害。

因素 2：与日常操作频率相匹配

阀门的类型也需要与系统的“每日开关频率”相匹配，以降低能耗并延长阀门的使用寿命。

• 常开（NO）更合适如果系统在日常运行中需要介质处于“长期循环”状态，而关闭只是临时操作（例如偶尔的维护或调整），例如，住宅区的主供水管道：需要24小时不间断供水，阀门仅在需要维护时关闭。选择常开型阀门可以避免长期耗电（因为它仅在关闭时才需要通电）。
• 常闭型（NC）更合适如果系统仅需介质“偶尔”流动，且大部分时间处于关闭状态，例如家用热水器的进水阀：仅在热水器补水时才需要打开，其他时间保持关闭状态。选择常闭式阀门可以避免频繁通电以维持开启状态，从而节省能源。

因素3：与系统控制逻辑的兼容性

阀门类型必须与控制系统的信号输出逻辑相匹配，以确保阀门能够正确执行指令（例如通过 PLC 或远程控制系统进行自动控制）。

例如，在智能灌溉系统中：系统设置为“每天早上8点浇水”和“1小时后停止浇水”。如果灌溉管道大部分时间处于关闭状态，则常闭式电动球阀更为合适。当系统发出“浇水信号”（通电）时，阀门打开；1小时后，信号切断（断电），阀门自动关闭。如果使用常开式阀门，则在非灌溉期间，系统需要持续发送“关闭信号”（持续供电），这不仅会增加能耗，而且可能由于长期通电而导致阀门损坏。

因素 4：对介质特性的考虑

介质的物理和化学性质（如粘度、腐蚀性以及是否容易凝固）也会影响阀门的选择。

• 对于易凝固的介质（例如熔融沥青、石蜡）：如果阀门长时间关闭，介质可能会在阀芯内凝固，导致阀门卡住无法开启。在这种情况下，如果系统允许，应优先选择常开式电动球阀，以保持介质长时间流动并避免凝固。
• 对于强腐蚀性介质（例如强酸和强碱）：如果阀门长时间处于开启状态，密封圈可能会被介质腐蚀，从而降低密封性能。如果系统只需偶尔开启，可以选择常闭式阀门，以最大限度地减少密封圈与腐蚀性介质的接触时间。

总之，常开式和常闭式电动球阀的选择与系统的安全性和效率密切相关。只有充分综合考虑系统的故障处理要求、日常运行习惯和介质特性，才能选择最合适的阀型，确保整个系统的稳定运行。