TA FUS1ON. Anwendung und Einsatz. Engineering GREAT Solutions

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1 TA FUS1ON Anwendung und Einsatz Engineering GREAT Solutions

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3 Inhaltsverzeichnis Regelkreise Einspritzschaltung mit Durchgangsventil 6 Wärmetauscherregelung 8 Drosselschaltung mit Durchgangsventil 10 Beimischschaltung mit Dreiwege-Ventil 12 Beimischschaltung mit Dreiwege-Ventil und gemeinsamen Widerstand im Primärkreis 14 Austausch bestehender Systeme Warum variabler Durchfluss? Vorteile/Nachteile 16 Drosselschaltung mit Durchgangsventil 17 Pumpengruppe 18 Umlenkschaltung mit Dreiwege-Ventil 19 Einspritzschaltung mit Dreiwege-Ventil 20 Beimischschaltung mit primären Differenzdruck 21 ehrere Beimischschaltungen mit gemeinsamen Widerstand 22 Beimischschaltungen mit drucklosem (armem) Verteiler 23 Einspritzschaltung mit Durchgangsventil 24 Auslegungstabellen für TA-FUS1ON Schnellauslegung TA-FUS1ON- 25 Schnellauslegung TA-FUS1ON-P 26 3

4 ERFAHREN SIE EHR ÜBER UNSERE VENTILE IT STUFENLOS EINSTELLBARE KVS-WERT UND BESUHEN SIE UNS AUF Hier geht s zum TA-FUS1ON Film. Einfach einscannen. Innovative Einregulierung und Regelung mit nur einem einzigen Ventil. 4 Druckhaltung & Wasserqualität Einregulierung & Regelung Thermostatische Regelung ENGINEERING ADVANTAGE

5 TA-FUS1ON Produktsortiment TA-FUS1ON- TA-FUS1ON-: Regelventil mit stufenlos einstellbarem Kvs-Wert, unabhängiger EQ- Ventilcharakteristik, essnippeln und Stellantrieb DN DN TA-FUS1ON-P TA-FUS1ON-P: Regelventil mit stufenlos einstell-barem Kvs- Wert, unabhängiger EQ-Ventilcharakteristik, essnippeln, Stellantrieb und integriertem Differenzdruckregler. DN DN

6 Einspritzschaltung mit Durchgangsventil t s t R q s > > Primärer Differenzdruck erforderlich > > Variabler Durchfluss auf der Primärseite > > Konstanter/variabler Durchfluss auf der Sekundärseite > > Temperaturen: t s <= t p (Heizung); t s >= t p (Kühlen) t s kann nur gleich t p unter Auslegungsbedingungen sein. > > Autorität: min. Autorität: b min = DP V /DH max Geplante Autorität: b d = DP V /DH > > Primärkreis wird durch den Druckverlust des Verbrauchers nicht beeinflusst > > Druckverlust des Regelventils ΔP V <= ΔH > > DH max = maximale Pumpenförderhöhe A t p q p STAD prim ΔH STAD sec t R ΔP v Primär Sekundär Anwendung Heizkörpersysteme Fußbodenheizungssysteme Klimageräte Kühldecken Lüftungsregister Niedertemperatursysteme Flächenheizungen/-kühlung Vorteile Für Systeme mit niedriger Rücklauftemperatur, Fernwärme, Brennwertkessel, Wärmepumpen, Heiz- und Kühlsysteme. Im Primär- und Sekundärkreis sind verschiedene Nachteile Der verfügbare Differenzdruck ΔH, bei Voll- und Teillast, muss für die Dimensionierung des Regelventils bekannt sein. Für Vorheizregister in Klimageräten muss ein wasserseitiger Frostschutz vorgesehen werden. Das Rückschlagventil im Bypass lässt einen Durchfluss im Sekundärkreis zu, wenn die Pumpe Funktionsweise Diese Schaltung benötigt einen Differenzdruck auf der Primärseite. Dieser Differenzdruck sollte im Regelventil komplett abgebaut werden. Da die Dimension und der Kvs-Wert von Standardregelventilen nur stufenweise erhältlich ist, ist dies nicht möglich. Es ist notwendig zusätzlich ein STAD-Regulierventil zu verwenden, um den Nenndurchfluss bei voll geöffnetem Ventil zu erzielen. Dieses Regulierventil bewirkt, dass die Regelgruppe nicht überversorgt und andere Anlagenteile nicht unterversorgt werden. Um einen problemlosen Betrieb zu gewährleisten sollte der Differenzdruck sowohl bei Teil- als auch Volllast annähernd konstant sein. In den meisten Anlagen ist dies nicht der Fall. Um dies zu erreichen kann z. B. ein Differenzdruckregler vor der Regelgruppe oder dem Verteiler eingesetzt werden, damit ΔP v nicht zu stark schwankt. Auch eine in der Nähe montierte drehzahlgeregelte Primärpumpe mit einer konstanten Pumpenförderhöhe kann einen konstanten Differenzdruck gewährleisten. Alternativ dazu kann ein kombiniertes Regelventil Temperaturniveaus möglich. Z. B.: 70 Vorlauftemperatur auf der Primärseite und ein Sekundärkreis mit Nieder-temperatur 45/40. Das Rückschlagventil im Bypass sichert einen Notbetrieb wenn die Pumpe im Sekundärkreis ausgeschaltet/ausgefallen ist. ausgeschaltet ist. Dies kann zu einem ernsthaften Problem führen, wenn die Pumpe eines Fußbodenheizungs-systems durch das Sicherheitsthermostat, wegen Über-temperatur, ausgeschaltet wird, da die Pumpe im Primärkreis weiterhin läuft und die Temperatur des Fußbodens steigt. mit integriertem Differenzdruckregler verwendet werden.der Durchfluss auf der Sekundärseite kann konstant oder variabel sein. Der Durchfluss an der Primärseite ist variabel und wird vom Regelventil bestimmt. Dieser variable Durchfluss wird am Punkt A mit dem Durchfluss der Sekundärseite zusammengeführt. Dadurch ist die Temperatur im Sekundärkreis variabel. Geregelt wird diese Temperatur mit der Durchflussmenge auf der Primärseite. Wenn die Durchflussmenge auf der Primärseite gleich der Durchflussmenge auf der Sekundärseite ist, erfolgt keine ischung im Punkt A und die Temperatur auf der Sekundärseite ist gleich der Temperatur auf der Primärseite. Wenn die primäre Durchflussmenge niedriger ist, können auch Systeme mit zwei verschiedenen Temperaturniveaus betrieben werden. Um ein Ansteigen der Rücklauftemperatur in nicht perfekt abgeglichenen Systemen zu verhindern, muss ein Rückschlagventil im Bypass eingebaut werden. Wenn die Anlage perfekt abgeglichen ist, kann auf ein Rückschlagventil verzichtet werden. 6

7 Auslegung des Regelventils Fußbodenheizung ΔH = 25 kpa ΔH max = 75 kpa (max. Differenzdruck bei indestdurchfl uss) Q = 235 kw t R = 40 t S = 45 t P = 70 Theoretisch sollte der gesamte, zur Verfügung stehende Differenzdruck im Regelventil abgebaut werden. Dieser theoretische Kvs-Wert wird folgendermaßen berechnet: ( ) ( ) Nach der Reynard Reihe stehen ein Regelventil mit Kvs-Wert 10 oder 16 zur Auswahl. Ein Ventil mit Kvs-Wert 13,5 gibt es nicht. Es besteht die öglichkeit ein TA-V Ventil mit dem Kvs-Wert 12,5 zu verwenden, aber dies ist nicht sinnvoll da der Kvs-Wert immer noch zu klein ist. Daher muss ein Regelventil Größe DN32 mit einem Kvs-Wert von 16 ausgewählt werden, da mit Kvs-Wert 10 und 25 kpa Differenzdruck nicht die erforderliche Durchfl ussmenge gewährleistet werden kann. Dieses Ventil hat einen Druckverlust von 17,7 kpa und eine Autorität von 0,708 bei Nennbedingungen aber nur 0,23 bei ΔH max, welche für eine gute Regelung zu gering ist. ( ) ( ) Die Differenz ΔH ΔP v = 25-17,7 = 7,3 kpa muss im STAD prim berücksichtigt werden. it einem 2 -STAD Regulierventil ergibt sich eine Handradposition von 3,35. Lösung mit TA-FUS1ON- Die Dimensionierung des TA-FUS1ON- ist sehr einfach. Wir verwenden ein Ventil mit einem Kvs-Bereich bei dem die Voreinstellung des Ventils weit offen ist. Ein Ventil der Dimension DN 32 hat einen maximalen Kvs-Wert von 12,9 und kann deshalb nicht eingesetzt werden. Die nächst größere Dimension wäre DN 40. Dieses Ventil kann bis zu einem Kvs-Wert von 17,8 verwendet werden. In unserem Beispiel können wir das Ventil mit einer Voreinstellung von 8,5 verwenden. Die Autorität liegt fast bei 1, da die Rohrleitungen und die Absperrventile über einen geringen Widerstand verfügen. Ein Zusatzwiderstand mit einem Regulierventil, wie bei einem Standard-Regelventil erforderlich, ist nicht notwendig, da dies durch die stufenlose Kvs-Wert Einstellung im Regelventil TA-FUS1ON- kompensiert wird. Auch mit ΔHmax fällt die Autorität nur auf 0,33, was immer noch ein guter Wert ist. TA-FUS1ON- Lösung mit TA-FUS1ON-P Die Dimensionierung des TA-FUS1ON-P ist ebenfalls sehr einfach. an wählt ein Ventil mit einer maximalen Durchfl ussmenge, die über dem benötigten Durchfl uss von 6735 l/h liegt. Ventile der Dimension DN 40 verfügen über einen aximaldurchfl uss von 6100 l/h, daher muss ein Ventil DN 50 gewählt werden. Dieses Ventil kann bis zu einem Durchfl uss von l/h verwendet werden. In diesem Beispiel wird eine Voreinstellung von 6,5 gewählt. Der benötigte indestdifferenzdruck Δp für das TA-FUS1ON-P DN 50 liegt bei 15 kpa. Die Autorität ist nahezu 1, da der Regelteil des Ventils, dank dem integrierten Differenzdruckregler, einen nahezu konstanten Differenzdruck aufweist. Ein Extrawiderstand, z. B. ein Standard- Regulierventil, und ein zusätzlicher Abgleich ist bei dieser Lösung nicht notwendig. TA-FUS1ON-P 7

8 Wärmetauscherregelung > Primärer Differenzdruck erforderlich > Variabler Durchfl uss auf der Primärseite > Konstanter oder variabler Durchfl uss sekundärseitig > Temperaturen: t s < t p (Heizen); t s > t p (Kühlen) > t s kann nicht gleich groß wie t p sein > indestautorität b min = ΔP v / ΔH max > Nennautorität: b n = ΔP v /ΔH ΔP Kreis > Primärkreis wird durch Wärmetauscher beeinfl usst (Druckverlust) > Druckverlust des Regelventils ΔP v >= ΔH/2, um eine indestautorität von 0,5 zu erreichen ΔH t P q p STAD prim ΔP t v PR Primär Sekundär STAD sec t S q s t R Anwendung Fernwärme Flächenheizung/-kühlung, bei der Primär- und Sekundärkreis durch einen Wärmetauscher getrennt werden. Fernkälte Kreise mit Frostschutzmittel oder um unterschiedliche edien zu trennen Kreise mit unterschiedlichem statischen Druck Trinkwassersysteme Solaranlagen Vorteile Ein Wärmetauscher erlaubt die Trennung verschiedener edien, Drücke oder Temperaturen. Die Rücklauftemperatur der Primärseite ist abhängig von der Rücklauftemperatur der Sekundärseite, sowie von der Dimension und Bauart des Wärmetauschers. Das edium der Primärseite mischt sich nicht mit dem edium der Sekundärseite. Nachteile Der verfügbare Differenzdruck ΔH muss für das korrekte dimensionieren des Regelventils, bei Voll und Teillast bekannt sein. ΔH muss innerhalb der Grenzen konstant sein, die eine indestautorität gewährleisten. Funktionsweise Diese Schaltung benötigt den Differenzdruck von der Primärseite. Dieser Differenzdruck von der Pumpe, abzüglich des Widerstandes von Wärmetauscher und anderen Einbauteilen, sollte vollkommen vom Regelventil abgebaut werden. Da der Kvs-Wert und die Dimension eines Standard-Regelventils an die Reynard Reihe gebunden sind, ist dies normalerweise nicht möglich. Es ist daher zusätzlich notwendig ein STAD-Regulierventil, im Primärkreis, einzusetzen. Nur so erhält man den gewünschten Nenndurchfl uss bei voll geöffnetem Ventil. Dieses Regulierventil bewirkt, dass die Schaltung nicht überversorgt wird, und andere Teile der Anlage daher unterversorgt werden. Um eine reibungslose Funktion zu gewährleisten muss der Differenzdruck, bei Voll- und Teillast, konstant bleiben. Dies ist bei den meisten Systemen nicht der Fall. Um dies zu erreichen kann z. B. ein Differenzdruckregler vor dem Umformer eingesetzt werden, damit ΔP v nicht zu stark variiert. Auch eine in der Nähe montierte drehzahlgeregelte Primärpumpe mit einer konstanten Pumpenförderhöhe kann einen konstanten Differenzdruck gewährleisten. Alternativ dazu kann ein kombiniertes Regelventil mit integriertem Differenzdruckregler verwendet werden. Der sekundärseitige Durchfl uss kann variieren oder konstant bleiben. Der Durchfl uss an der Primärseite variiert und ist abhängig vom Durchgangsregelventil. Daher ist auch die Temperatur im Sekundärkreis variabel. it der primärseitigen Durchfl ussmenge kann die Temperatur im Sekundärkreis geregelt werden. 8

9 Auslegung des Regelventils Regelung eines Wärmetauschers: ΔH = 60 kpa ΔH max = 120 kpa Q = 1650 kw t P = 90 t PR = 60 Dp Wärmetauscher bei Volllast + Rohre = 30 kpa Der gesamte verfügbare Differenzdruck, abzüglich des Druckverlustes des Wärmetauschers, der Rohrleitung und der Einbauteile, sollte vom Regelventil abgebaut werden. it diesem Druck und dem Nenndurchfl uss kann der theoretische Kvs-Wert berechnet werden. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Nach der Reynard Reihe stehen Regelventile mit einem Kvs- Wert von 63 oder 100 zur Verfügung. Ein Standard-Regel-ventil mit einem Kvs-Wert von 86 existiert nicht. TA-V-Ventile können auf Wunsch mit einem Kvs-Wert von 80 aus-gestattet sein, allerdings wäre dieser Wert zu niedrig. Daher wird in diesem Beispiel ein Ventil mit der Dimension DN 80 und einem Kvs-Wert von 100 gewählt, da mit einem Kvs-Wert von 63 und 30 kpa (ΔH - Δp Wärmetauscher bei Volllast + Rohre ) der erforderliche Durchfl uss nicht erreicht wird. Der Druckverlust des Ventils Kvs 63 liegt bei 56,3 kpa. Das Ventil mit Kvs 100 hat einen Druckverlust von 22,3 kpa und eine Nennautorität von 0,37, was akzeptabel ist. Im Teillastgebiet kann der anstehende Differenzdruck jedoch auf DH max ansteigen. Unter diesen Voraussetzungen fällt die Autorität auf 0,18 und somit unter den indestwert von 0,25. Ein solches Ventil erlaubt keine stabile Regelung. Eine On-Off-Regelung ist das Ergebnis. Die Differenz Δp STADprim = ΔH Δp Δp Wärmetauscher = 60 22,3 30 = 7,7 kpa muss im Ventil STAF prim abgebaut werden. Ein STAF-Ventil in der Dimension DN 100 ergibt eine Voreinstellung von 7,37. Lösung mit TA-FUS1ON- Die Dimensionierung des TA-FUS1ON- ist sehr einfach. Wir verwenden ein Ventil mit einem Kvs-Bereich bei dem die Voreinstellung des Ventils möglichst weit offen ist. Ein Ventil der Größe DN 65 hat einen maximalen Kvs-Wert von 65 und kann deshalb nicht eingesetzt werden. Die nächstgrößere Dimension ist DN 80 und kann bis zu einem Kvs-Wert von 100 verwendet werden. In unserem Beis piel wählen wir das Ventil mit einer Voreinstellung von 8,5. Die Autorität liegt bei 0,5 und ist die optimale Autorität, die unter diesen Verhältnissen erzielt werden kann. Ein zusätzlicher Widerstand durch ein Regulierventil ist nicht nötig, da das TA-FUS1ON-Ventil auch diese Funktion übernimmt. TA-FUS1ON- STAD sec Lösung mit TA-FUS1ON-P Die Dimensionierung des TA-FUS1ON-P ist sehr einfach. an wählt ein Ventil mit einer maximalen Durchfl ussmenge, die über dem benötigten Durchfl uss von l/h liegt. Ventile der Dimension DN 80 verfügen über einen aximaldurchfl uss von l/h, daher muss ein DN 100 Ventil gewählt werden. Dieses Ventil kann bis zu l/h verwendet werden. In unserem Beispiel ergibt dies eine Voreinstellung von 9,1. Die Autorität ist nahezu 1, da der Regelteil des Ventils, dank dem integrierten Differenzdruckregler, einen nahezu konstanten Differenzdruck aufweist. Es ist nicht nötig ein zusätzliches Regulierventil einzusetzen. In Anlagen, wie z. B. Fernwärme/-kälte, ist ein TA-FUS1ON-P besonders geeignet, da das DP an jeder Stelle und zu jeder Zeit variieren kann. TA-FUS1ON-P STAD sec 9

10 Drosselschaltung mit Durchgangsventil ΔH t P q P STAD prim t S q S > Primärer Differenzdruck erforderlich > Variabler Durchfl uss auf der Primärseite > Temperaturen: ts = tp > indestautorität: bmin = ΔPv / ΔHmax > Nennautorität: bn = ΔPv / ΔH ΔP Kreis > Druckverlust Regelventil ΔPv >= ΔH / 2 um eine indestautorität von 0,5 zu erreichen t R ΔP v t R Anwendung Klimageräte Kühldecken Zonenregelung für Heizkörpersysteme Zonenregelung für Fußbodenheizungssysteme Trinkwassersysteme Solaranlagen Vorteile Diese Schaltung bietet sich vor allem für Systeme an, die eine niedrige Rücklauftemperatur benötigen, Fernwärme, Brennwertgeräte, Heizung und Kaltwassersysteme. Nachteile Der verfügbare Differenzdruck ΔH muss zur korrekten Dimensionierung des Regelventils unter allen Lastzuständen bekannt sein. Der Differenzdruck muss innerhalb gewisser Grenzen konstant sein, damit eine akzeptable Autorität gewährleistet werden kann. Funktionsweise Diese Schaltung benötigt einen Differenzdruck auf der Primärseite. Dieser Differenzdruck von der Pumpe, abzüglich des Widerstandes des Verbrauchers und anderer Einbauteile, sollte vollkommen vom Regelventil abgebaut werden. Da der Kvs-Wert und die Dimension eines Standard-Regelventils an die Reynard Reihe gebunden sind, ist dies normalerweise nicht möglich. Es ist daher zusätzlich notwendig ein STAD-Regulierventil, im Regelkreis, einzusetzen. Nur so erhält man den gewünschten Nenndurchfl uss bei voll geöffnetem Ventil. Dieses Regulierventil bewirkt, dass die Schaltung nicht überversorgt wird, und andere Teile der Anlage daher unterversorgt werden. Um eine reibungslose Funktion zu gewährleisten muss der Differenzdruck, bei Voll- und Teillast, konstant bleiben. Dies ist bei den meisten Systemen nicht der Fall. Um dies zu erreichen kann z. B. ein Differenzdruckregler vor dem Verbraucher eingesetzt werden, damit ΔP v nicht zu stark variiert. Auch eine in der Nähe montierte drehzahlgeregelte Primärpumpe mit einer konstanten Pumpenförderhöhe kann einen konstanten Differenzdruck gewährleisten. Alternativ dazu kann ein kombiniertes Regelventil mit integriertem Differenzdruckregler verwendet werden. Der Durchfl uss ist variabel und vom Regelventil abhängig. 10

11 Auslegung des Regelventils Kälteregister ΔH = 40 kpa ΔH max = 80 kpa Q = 100 kw t S = 6 t R = 12 DP Register und Rohre = 20 kpa Der gesamte verfügbare Differenzdruck, abzüglich des Druckverlustes des Verbrauchers, der Rohrleitung und der Einbauteile, sollte vom Regelventil abgebaut werden. it diesem Druck und dem Nenndurchfluss kann der theoretische Kvs-Wert berechnet werden. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Nach der Reynard Reihe stehen Regelventile mit einem Kvs- Wert von 25 oder 40 zur Verfügung. Ein Standard-Regelventil mit einem Kvs-Wert von 32 existiert nicht. TA-V-Ventile können auf Wunsch mit einem Kvs-Wert von 31,5 geliefert werden, allerdings wäre dieser Wert immer noch zu niedrig. Daher wird in diesem Beispiel ein Ventil mit der Dimension DN 50 und einem Kvs-Wert von 40 gewählt, da mit einem Kvs-Wert von 25 und 20 kpa der erforderliche Durchfl uss nicht gewährleistet werden kann. Der Druckverlust des gewählten Ventils liegt bei 12,8 kpa und die Nennautorität bei 0,32 was akzeptabel ist. Im Teillastgebiet kann der anstehende Differenzdruck auf DH max ansteigen. Unter diesen Voraussetzungen fällt die Autorität auf 0,16 und somit unter den indestwert von 0,25. Ein solches Ventil gewährleistet keine stabile Regelung. Eine On-Off-Regelung wäre der Fall. Die Differenz ΔH ΔPv ΔP Verbraucher + Rohre = 40 12,8 20 = 7,2 kpa muss im STAF-Ventil abgebaut werden. Das STAF-Ventil DN 65 muss auf die Voreinstellung 5,08 eingestellt werden. Lösung mit TA-FUS1ON- Die Dimensionierung des TA-FUS1ON- ist sehr einfach. Wir verwenden ein Ventil mit einem Kvs-Bereich bei dem die Voreinstellung des Ventils möglichst weit geöffnet ist. Ein Ventil DN 50 hat einen maximalen Kvs-Wert von 33 und kann deshalb eingesetzt werden. Die Voreinstellung liegt bei 9,6. Die Autorität liegt bei 0,5 und ist die optimale Autorität, die unter diesen Verhältnissen erzielt werden kann. Ein zusätzlicher Widerstand durch ein Regulierventil ist nicht nötig, da das TA- FUS1ON-Ventil auch diese Funktion übernimmt. Selbst bei DH max sinkt die Autorität nur auf 0,25. Auch in diesem Fall bleibt die Regelfähigkeit erhalten. TA-FUS1ON- Lösung mit TA-FUS1ON-P Die Dimensionierung des TA-FUS1ON-P ist ebenfalls sehr einfach. an wählt ein Ventil mit einer maximalen Durchfl ussmenge, die über dem benötigten Durchfl uss von14330 l/h liegt. Ventile der Dimension DN 50 verfügen über einen aximaldurchfl uss von l/h, daher wird ein DN 65 Ventil gewählt. In diesem Beispiel ergibt das eine Voreinstellung von 8,8. Die Autorität ist nahezu 1, da der Regelteil des Ventils, dank dem integrierten Differenzdruckregler, einen nahezu konstanten Differenzdruck aufweist. Es ist nicht nötig ist ein zusätzliches Regulierventil einzusetzen. In größeren Anlagen ist ein TA- FUS1ON-P-Ventil die richtige Wahl, da der Differenzdruck an jeder Stelle und zu jeder Zeit variieren kann. TA-FUS1ON-P 11

12 Beimischschaltung mit Dreiwege-Ventil > Kein primärer Differenzdruck zulässig > Variabler Durchfl uss auf der Primärseite > Konstanter bzw. variabler Durchfl uss auf der Sekundärseite > Temperaturen: t s <= t p (Heizen); t s >= t p (Kühlen) > Nenn- und indestautorität: b n = ΔP v / (ΔP v + ΔH); da DH nahezu 0 ist, liegt die Autorität ständig bei nahezu 1. > Druckverlust des Regelventils ΔP vmin >= 3 kpa bei Nenndurchfl uss ΔP v t S t P q s q p q b t R STAD sec t R Anwendung Fußbodenheizungssysteme Klimageräte Kühldecken Niedertemperatursysteme mit niedriger Vorlauftemperatur. Wenn die Vorlauftemperatur höher als die maximale Temperatur im Sekundärkreis ist, wird eine doppelte Beimischschaltung empfohlen. ΔH=0 Luftheizregister um Frostgefahr zu verhindern Luftkühlregister Heizkörpersysteme Vorteile Für Systeme, um eine niedrige Rücklauftemperatur zu erzielen, wenn sie an eine Energiequelle angeschlossen sind die einen variablen Durchfl uss zulässt. Eine Primärpumpe wird in diesem Fall nicht benötigt, da alle Kreise nahe beieinander liegen müssen. Wenn die Kreise weiter voneinander entfernt liegen, wird eine Nachteile Die Beimischschaltung mit Dreiwege-Ventil sollte auf einem druckbehafteten Verteiler nicht eingesetzt werden. Der Differenzdruck steigert q p und reduziert q b. Die ischtemperatur t s steigt somit viel schneller als beabsichtigt. Pumpe an der Primärseite benötigt und eine Rücklaufanhebung ist unausweichlich. Deshalb wird eine Einspritzschaltung mit Durchgangsventil empfohlen. Der Durchfl uss kann im Bypass, ab einem gewissen Öffnungsgrad des Dreiwege-Ventils, auch umkehren. Somit wird nicht mehr gemischt. Zu warmes Wasser könnte zu Fußbodenheizungen und zu kaltes Wasser zu Kühldecken geleitet werden. Funktionsweise Die Pumpe erzeugt den Durchfl uss. Reguliert wird der Volumenstrom durch das STAD-Ventil. Das Dreiwege-Ventil muss für einen indestdruckverlust von 3 kpa ausgelegt werden, um eine turbulente Strömung und gute ischergebnisse sicherzustellen. Dies bedeutet, dass der Widerstand des Dreiwege- Ventils höher sein muss als der Druckverlust der Rohrleitung des Primärkreises. Das Dreiwege-Ventil regelt die Wassertemperatur des Sekundärkreises. it dem Regulierventil wird der Durchfl uss des Verbraucherkreises einreguliert. Das Dreiwege-Ventil besitzt eine Autorität von nahezu 1. Achtung: bei geringem Durchfl uss fl ießt das edium laminar statt turbulent. Dann verliert das Ventil seine Regelcharakteristik und die Schaltung lässt sich schwerer stabilisieren. Der indestdurchfl uss muss hoch genug sein, um im Dreiwege-Ventil einen Druckverlust von mindestens 1 kpa zu erreichen. 12

13 Auslegung des Regelventils Heizkörpersystem Q = 5 kw t p = 60 t R = 40 ( ) ( ) Der indestdruckverlust des Regelventils sollte bei 3 kpa liegen. Das führt zum gewünschten indest-kvs-wert: Die Wahl des Kvs-Wertes des Ventils liegt bei 1,0 oder 1,6 ( ) ( ) ( ) ( ) it einem Kvs-Wert 1,6 liegt der Druckverlust ΔP v des Ventils bei 1,8 kpa und ist somit zu niedrig. an muss daher ein Ventil in der Größe DN 15 mit einem Kvs-Wert von 1,6 wählen. Dieses Ventil besitzt einen Druckverlust von 4,62 kpa und eine Autorität b n von nahezu 1. Leistung (kw) DT (K) aximaler Kvs-Wert für Regelventile in Beimischschaltungen bei Δp = 3 kpa, in Verhältnis zu Leistung und Spreizung. Bitte beachten Sie, dass vorgefertigte Regelgruppen für kleine Heizkessel in den meisten Fällen zu groß ausgelegte Regelventile besitzen, und somit keine stabile Funktionsweise gewährleisten. Häufi g werden Ventile in der Dimension DN 20 mit einem Kvs-Wert von 6,3 verbaut, die für eine Last von 30 kw bei 20 K Spreizung korrekt wären. Lösung mit TA-V 316 Ventilen TA Dreiwege-Ventile sind in drei Versionen verfügbar. Die Reihe 316 GG ist gefl anscht, die Reihen 316 RGA und 316 Z besitzen ein Außen- oder Innengewinde, wobei das odell 316 Z mit Außengewinde nur bis DN 25 erhältlich ist. Die Auslegung des V 316 Regelventils erfolgt wie im Berechnungsbeispiel beschrieben. Bitte beachten Sie, dass der Einsatz einer primärseitigen Pumpe und eines Verteilers mit niedrigem Differenzdruck höhere Rücklauftemperaturen verursachen kann und die Effi zienz der Wärmeerzeugung negativ beeinträchtigt wird. G 13

14 Beimischschaltung mit gemeinsamem Widerstand ΔP Pump t S t R STAD sec > Kein primärer Differenzdruck zulässig > Variabler Durchfl uss auf der Primärseite > Konstanter bzw. variabler Durchfl uss auf der Sekundärseite > Temperaturen: t s <= t p (Heizen); t s >= t p (Kühlen) > Nenn- und indestautorität: b = ΔP V / (ΔP V + ΔP G ) > Ein Regulierventil wird im Bypass benötigt wenn: ΔP G > 0,25 (H Pumpe ΔP ) > Druckverlust des Regelventils ΔP V >= ΔP G ΔP v A t P AB q p B STAD B ΔP G G E t R F Anwendung Heizkörpersysteme Fußbodenheizungssysteme Klimageräte Kühldecken Niedertemperatursysteme mit niedriger Vorlauftemperatur. Wenn die Vorlauftemperatur sehr hoch ist wird eine doppelte Beimischschaltung empfohlen. Vorteile Für Systeme, um eine niedrige Rücklauftemperatur zu erzielen, wenn sie an eine Energiequelle angeschlossen sind die einen variablen Durchfl uss zulässt. Eine Primärpumpe wird in diesem Fall nicht benötigt, da alle Kreise nahe beieinander liegen müssen. Wenn die Kreise weiter voneinander entfernt liegen, wird eine Nachteile Wenn sich mehrere Schaltungen nebeneinander befi nden, muss berücksichtigt werden, dass die Pumpe jeder Schaltung den gemeinsamen Widerstand ΔP G, bei Volllast, überwinden muss. Dies kann speziell bei kleinen Kreisen zu Problemen führen da die Pumpen größer ausgelegt werden müssen als erwartet. Da dieser gemeinsame Widerstand durch alle parallelen Schaltungen kreiert wird, hat die Änderung der Last jedes Kreises direkten Einfl uss auf die anderen Schaltungen. Wenn Pumpe an der Primärseite benötigt und eine Rücklaufanhebung ist unausweichlich. Deshalb wird eine Einspritzschaltung mit Durchgangsventil empfohlen. eine Gruppe die Leistung senkt, haben alle anderen Gruppen auf der Stelle zu folgen, damit das Temperaturprofi l gehalten werden kann. Aus diesem Grund haben Beimischschaltungen mit Dreiwege-Ventil einen hohen Grad der gegenseitigen Beeinfl ussung und ein hohes Potenzial für eine instabile Regelung. Um dies zu verhindern sollte eine Pumpe im Primärkreis und Einspritzschaltungen mit Durchgangsventil eingesetzt werden. Funktionsweise Der Primärkreis besteht aus einem Wärmetauscher oder einem Kessel, der entweder mit variablen Durchfl uss betrieben werden kann oder eine Rücklaufanhebepumpe aufweist. Der Durchfl uss wird durch das STAD sec Ventil reguliert. Das Dreiwege-Ventil muss für eine theoretische Autorität von 0,5 ausgelegt werden. Das bedeutet, dass der Widerstand des Dreiwege-Ventils gleich groß sein muss wie der gemeinsame Widerstand zuzüglich des Reibungswiderstands der Rohre, aber mindestens 3 kpa. Dieser Druckverlust ist der gemeinsame Widerstand wenn alle parallelen Pumpen mit Nennlast arbeiten. In diesem Fall muss mit dem Gesamtdurchfl uss aller Kreise gerechnet werden. Wenn das Dreiwege-Ventil schließt, sinkt der Widerstand und wird schließlich 0 wenn Tor A geschlossen wird. Da ein Dreiwege-Ventil gleichmäßigen Widerstand an den beiden Toren benötigt, verliert es allerdings seine Balance. Um den erforderlichen Widerstand zu erzeugen wird ein zweites Regulierventil im Bypass benötigt. Ohne dieses Ventil würde der Durchfl uss über den Verbraucher ansteigen, wenn das Dreiwege-Ventil schließt und eine stabile Regelung wäre unmöglich. Ein Regulierventil im Bypass wird dann benötigt, wenn der Druckverlust über dem Widerstand G den Grenzwert von 0,25 überschreitet (Pumpenförderhöhe Lastwiderstand). 14

15 Auslegung des Regelventils Lufterhitzergruppe Q = 45 kw t S = 70 t R = 55 Druckverlust von G: 10 kpa Druckverlust der primären Rohrstrecke : 4 kpa ( ) ( ) Der indestdruckverlust des Regelventils sollte gleich groß wie der Widerstand des Primärkreises sein: Druckverlust G + Druckverlust der Rohrstrecke = = 14 kpa. Dies führt zu folgendem indest-kvs-wert: Es kann zwischen einem Kvs-Wert von 6,3 bis 10 gewählt werden. ( ) ( ) ( ) ( ) it Kvs=10 liegt der Druckverlust ΔPv, des Ventils bei 6,65 kpa und ist somit zu niedrig. Daher muss ein Ventil in der Dimension DN 20 mit einem Kvs-Wert von 6,3 gewählt werden. Dieses Ventil besitzt einen Druckverlust von 16,77 kpa und eine Autorität b von: Das Regulierventil im Bypass muss bei Nenndurchfl uss einen Druckverlust von 14 kpa aufweisen. Ein STAD-Regulierventil DN 25 benötigt dafür eine Voreinstellung von 3,00. Lösung mit TA-V 316 Ventilen TA Dreiwege-Ventile sind in drei Versionen verfügbar. Die Reihe 316 GG ist gefl anscht, die Reihen 316 RGA und 316 Z besitzen ein Außen- oder Innengewinde, wobei das odell 316 Z mit Außengewinde nur bis DN 25 erhältlich ist. Die Auslegung des V 316 Regeventils erfolgt wie im Berechnungsbeispiel beschrieben. G G 15

16 Austausch bestehender Systeme Warum variabler Durchfluss? Keines der modernen Heizungs- oder Kühlsysteme benötigt heutzutage noch konstanten Durchfluss. Früher war er sehr gebräuchlich und eine einfache Lösung, da sich der Differenzdruck bei kleinen oder mittelgroßen Lasten nicht ändert. Hier macht der Einsatz von drehzahlgeregelten Pumpen keinen Sinn, da sich der Arbeitspunkt für die Pumpe nicht verändert. Ein anderer Nachteil ist, dass diese Systeme die geringste Rücklauftemperatur bei Vollast haben. Im Teillastgebiet erhöht sich die Rücklauftemperatur und im schlechtesten Fall, wenn keine Abnahme vorhanden ist, ist die Rücklauftemperatur gleich der Vorlauftemperatur. So lange Hochtemperaturkessel verwendet wurden war dieses Verhalten in Ordnung. it dem Wechsel zu erneuerbaren Energien sank das Temperaturniveau der Anlagen und die Rücklauftemperatur muss nun so gering wie möglich sein, um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen. Die folgenden Systeme benötigen niedrige Rücklauftemperaturen für eine perfekte Funktion: Brennwertkessel Niedertemperaturkessel Wärmepumpen Fernwärmesysteme Nahwärmesysteme Solaranlagen Vorteile Der Hauptvorteil eines Systems mit variablem Durchfluss liegt darin, dass die Rücklauftemperaturen möglichst niedrig gehalten wird. Drehzahlgeregelte Pumpen können ihr volles Potenzial nutzen, da der Volumenstrom, auf die Last des Systems angepasst wird. Damit werden sie mit einer minimal möglichen Leistung betrieben. Nachteile Da der Druckverlust des Systems im quadratischen Verhältnis zum Durchfluss steht, ändert sich bei Teillast der Differenzdruck über alle Regelventile. Dies kann zu einer schlechten Autorität und instabiler Regelung führen. Um dies zu verhindern wird ein Differenzdruckregler benötigt, wenn der maximale Differenzdruck am Regelventil, bei Teillast, 2,5-mal höher ist als der Nenndruckverlust. Funktionsweise In den folgenden Beispielen werden Regelschaltungen dargestellt um aufzuzeigen, welche Probleme bestehen und wie die Schaltungen verändert werden können, um eine verbesserte Regelfähigkeit mit niedrigen Rücklauftemperaturen zu erzielen. In den Schemata grau dargestellte Regulierventile, sind in den meisten Fällen nicht ausgeführt. Bitte beachten Sie, dass unsere Verbesserungsvorschläge Lösungsmöglichkeiten darstellen, aber es im Einzelfall geprüft werden muss, ob diese Anwendung zielführend ist. Die Verantwortung liegt beim Planer die richtige Schaltung zu wählen. Unsere itarbeiter stehen gerne als Unterstützung zur Verfügung. Finden Sie heraus wo der Durchfluss variabel und/oder wo er konstant ist. Ermitteln Sie, ob bzw. wie der Nenndurchfluss erzielt werden kann. Ermitteln Sie die indestautorität für die Regelventile. Kontrollieren Sie, ob die Kompatibilität des Durchflusses und/ oder Differenzdruck an jeder Schnittstelle gewährleistet ist. Vorgehen Fragen Sie was der Kunde mit dem Kreis erzielen möchte. Lokalisieren Sie die aktiven Differenzdruck- Quellen. Schätzen Sie den Differenzdruck in verschiedenen Teilen des Kreises ab. Lokalisieren Sie alle sich bewegenden Elemente (Anlagenkomponenten, die verschiedene Positionen einnehmen, wie z. B. Regelventile, Umschaltventile, Rücklaufbegrenzer etc.) Beachten Sie die 2 Extremfälle für Regelventile: Ventil voll geöffnet und voll geschlossen. 16

17 Drosselschaltung mit Durchgangsventil Vorhandenes Problem: Ventildimensionierung schwierig, zu hohe Durchfl ussmengen und falsche Durchfl ussverteilung in der Anlage führen zu überhöhten Rücklauftemperaturen bei der Heizung und zu Geringen in der Kälte. Drosselschaltungen werden in allen möglichen Anwendungsbereichen eingesetzt. Diese können Verbraucher, Luftheizregister, Zonenregelungen und Brauchwasserspeicher sein. Viele Drosselschaltungen sind nicht mit Regulierventilen ausgestattet. In diesem Fall kann der aximaldurchfl uss der Schaltung, unter Nennbedingungen, nicht gewährleistet werden. Zu hohe Durchfl üsse nahe der Pumpe und zu Geringe weiter entfernt. Auch das Regelventil ist in den meisten Fällen nicht korrekt ausgelegt. Die Dimension des Regelventils ist nicht wichtig für On/ Off-Kreise wenn der Nenndurchfl uss erreicht werden kann. Aber sie ist extrem wichtig wenn eine stetige Regelung benötigt wird. In diesem Fall muss das Regelventil eine in-destautorität von 0,25, unter allen Bedingungen aufweisen. Ventile die gut ausgelegt wurden, können unter diese Grenze fallen, wenn der Regelkreis mit niedriger Last betrieben wird und kein Differenzdruckregler installiert ist. Wenn der Durchfl uss den Nenndurchfl uss bei voll geöffnetem Ventil übertrifft, wird die Rücklauftemperatur zu hoch für Heizungen und zu niedrig für STAD Kühlungsysteme. Somit wird der Wirkungsgrad der Energieerzeugung negativ beeinfl usst. Um ein solches System zu renovieren sind zwei Lösungen verfügbar. Lösung mit TA-FUS1ON- Der Wechsel eines Systems zu TA-FUS1ON- ist äußerst einfach. Da das Ventil sowohl ein stufenlos einstellbares Regelventil als auch ein Regulierventil ist, muss das bestehende Ventil nur durch ein TA-FUS1ON--Ventil ersetzt werden. Ein TA-FUS1ON-- Ventil gibt eine viel bessere Autorität, da der Kvs-Wert stufenlos eingestellt werden kann und die Ventilautorität, auch bei Teillast, maximiert wird. Wenn ΔP V bei Teillast, den Nenndruckverlust um den Faktor von 2,5 übersteigt und die Autorität bei Nennlast 0,5 beträgt, wird eine zusätzliche Differenzdruckregelung empfohlen. Dies kann durch einen Differenzdruckregler in ausgewählten Teilen der Anlage erfolgen, oder in kleinen Systemen durch eine drehzahlgeregelte Pumpe. Wenn der Differenzdruck in größeren Anlagen variiert, kann er durch einen TA-STAP Differenzdruckregler stabilisiert werden. Diese Differenzdruckregler können, an strategischen Punkten gesetzt, den Differenzdruck stabilisieren und differenzdruckunabhängige hydronische odule schaffen. In anderen Teilen der Anlage, in denen der Differenzdruck nicht so stark variiert und damit die indestautorität nicht unterschritten wird, können die Schaltungen direkt mit TA-FUS1ON--Ventilen ausgerüstet werden. Besonders gilt dies für Teile der Anlage, die nahe an der drehzahlgeregelten Pumpe liegen. Druckunabhängige hydronische odule Lösung mit TA-FUS1ON-P Das TA-FUS1ON-P-Ventil kann überall im System eingebaut werden, wo der verfügbare Differenzdruck über dem indestdruckverlust des Ventils liegt. Der eingebaute Differenzdruckregler hält den Differenzdruck über den Ventilsitz des Regelteils konstant und der maximal erreichbare Durchfl uss ist stufenlos einstellbar. Das TA-FUS1ON-P ist die beste Option wenn die Kreise des Systems weit voneinander entfernt liegen. Sollte der Differenzdruck im System nur leicht schwanken, oder die Kreise näher zueinander liegen, ist das TA-FUS1ON- die kostengünstigere Variante. Allerdings würde das TA-FUS1ON-P ebenfalls ausgezeichnet funktionieren. TA-FUS1ON-P Druckunabhängiges Ventil 17

18 Pumpengruppen Vorhandenes Problem: Konstanter primärer Durchfl uss, hohe Energiekosten für die Pumpe, hohe Rücklauftemperaturen bei Heizung und zu Geringe bei der Kälte. Ungenaue Regelung ON/OFF Eine Pumpengruppe kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Sie kann als Versorgung für andere Verteiler oder Teile der Anlage dienen. Ebenfalls kann eine Pumpengruppe eine unabhängige Schaltung bilden und Brauchwassererwärmer, Solarsysteme und Teile der Anlage versorgen. In solchen Fällen ist die Regelgenauigkeit eher schlecht, da die Pumpe von einem Thermostat gesteuert wird. Dies kann ein Raumthermostat sein, oder ein Thermostat mit Fühler, der die Temperatur des ediums misst. Wenn der Kreis nicht mit einem Regulierventil ausgestattet ist, wird der Durchfl uss der Gruppe höher als der Nenndurchfl uss sein und als Konsequenz eine höhere Rücklauftemperatur aufweisen. Der Kreis muss an einem drucklosen Verteiler installiert werden. Sollte ein Differenzdruck zwischen Vor- und Rücklauf auftreten, wird, auch bei stehender Pumpe, ein Durchfl uss auftreten. Energieverschwendung ist die Folge. Um dieser Situation vorzubeugen, die Rücklauftemperatur niedrig zu halten und ein genaues Regelergebnis zu erzielen, wird ein Regelventil benötigt. Um den geforderten Durchfl uss zu erzielen muss eine Pumpe im Primärkreis eingesetzt werden. Der Bypass im Verteiler, um ΔH = 0 zu gewährleisten, muss entfernt werden. Auch hier können TA-FUS1ON- und TA-FUS1ON-P verwendet werden. H=0 STAD Lösung mit TA-FUS1ON- Der Wechsel eines Systems zu TA-FUS1ON- ist äußerst einfach. Da das Ventil sowohl ein stufenlos einstellbares Regelventil als auch ein Regulierventil ist, muss die bestehende Pumpe nur durch das TA-FUS1ON- ersetzt werden. Ein zusätzliches Regulierventil wird nicht benötigt. Die Dimensionierung des TA-FUS1ON- wird ausgeführt wie bei Drosselschaltungen. Wenn der Differenzdruck bei Teillast den Nenndruck um den Faktor 2,5 überschreitet, wird eine zusätzliche Differenzdruckregelung empfohlen. Dies kann durch einen Differenzdruckregler in ausgewählten Teilen der Anlage passieren, oder, in kleinen Systemen, durch eine drehzahlgeregelte Pumpe. Beim Wechsel von einer ON/OFF-Regelung zu einer stetigen Regelung kann zusätzliche Energie gespart werden, da das System genauer arbeitet und die Rücklauftemperatur so niedrig wie möglich gehalten wird. TA-FUS1ON- Lösung mit TA-FUS1ON-P Das TA-FUS1ON-P-Ventil kann überall im System eingebaut werden, wo der verfügbare Differenzdruck über dem indestdruckverlust des Ventils liegt. Der eingebaute Differenzdruckregler hält den Differenzdruck über den Ventilsitz des Regelteils konstant und der maximal erreichbare Durchfl uss ist stufenlos einstellbar. Das TA-FUS1ON-P ist die beste Option wenn die Kreise des Systems weit voneinander entfernt liegen. Sollte der Differenzdruck im System nur leicht schwanken, oder die Kreise näher zueinander liegen, ist das TA-FUS1ON- die kostengünstigere Variante. Allerdings würde das TA-FUS1ON-P ebenfalls ausgezeichnet funktionieren. TA-FUS1ON-P 18

19 Umlenkschaltung Vorhandenes Problem: Konstanter primärer Durchfl uss, hohe Energiekosten für die Pumpe, hohe Rücklauftemperaturen. Umlenkschaltungen mit Dreiwege-Ventil werden bei verschiedenen Anwendungen, in denen ein konstanter Primärdurchfl uss benötigt wird, eingesetzt. Dies kann ein kleiner Verbraucher, ein Luftheizregister, eine Zonenregelung oder ein Register zur Entfeuchtung sein. Die niedrigste Rücklauftemperatur wird unter Volllast erreicht. Bei geschlossenem Ventil ist sie gleich groß wie die Vorlauf-temperatur. Diese Systemeigenschaft ist sehr negativ für die Effi zienz des Systems. Viele Umlenkschaltungen werden nicht mit Regulierventilen ausgestattet. In diesem Fall ist der Durchfl uss des Regelkreises nahe der Pumpe zu hoch und weiter entfernt zu gering. Oft wird das Strangregulierventil B im Bypass gar nicht eingebaut. Das ist kein Problem solange der Widerstand der Last klein ist, ändert sich aber, wenn ein großer Druckverlust auftritt. Dann steigt der Durchfl uss der Schaltung sobald das Dreiwege-Ventil schließt. Ein Regulierventil im Bypass beugt dem vor. eist ist auch das Regelventil nicht korrekt ausgelegt. Die Dimension des Regelventils ist für eine ON/OFF-Regelung nicht von Bedeutung, wenn der Nenndurchfl uss reguliert werden kann. Bei einer stetigen Regelung ist allerdings die Dimension des Regelventils von großer Bedeutung. In diesem Fall muss das Ventil eine indestautorität von 0,25 aufweisen unter allen Bedingungen. Die Dimension des Regelventils hängt ausschließlich vom Widerstand des Verbrauchers ab. Diese einfache Auslegung wird allerdings oft nicht beachtet. Wenn der Durchfl uss den Nenndurchfl uss bei voll geöffnetem Ventil übersteigt wird die Rücklauftemperatur des Kreises beim Heizen weiter ansteigen und beim Kühlen zu niedrig sein. Somit wird der Wirkungsgrad der Energieerzeugung negativ beeinfl usst. Um ein solches System zu renovieren sind zwei Lösungen verfügbar. STAD prim STAD B Lösung mit TA-FUS1ON- Der Wechsel eines Systems zu TA-FUS1ON- ist äußerst einfach. Da das Ventil sowohl ein stufenlos einstellbares Regelventil als auch ein Regulierventil ist, muss das bestehende Dreiwege-Ventil nur durch das TA-FUS1ON- ersetzt werden. Ein zusätzliches Regulierventil wird nicht benötigt. Die Auslegung des TA-FUS1ON--Ventils wird durchgeführt wie bei Einspritzschaltungen mit Durchgangsventil. Wenn der Differenzdruck, bei Teillast, den Nenndruck um den Faktor 2,5 überschreiten kann, wird eine Differenzdruckregelung empfohlen. Dies kann durch einen Differenzdruckregler oder durch den Einsatz einer drehzahlgeregelten Pumpe erfolgen, wenn sich die Regelkreise nicht zu weit von der Pumpe entfernt befi nden. Beim Wechsel von einer ON/OFF-Regelung zu einer stetigen Regelung kann zusätzliche Energie gespart werden, da das System genauer arbeitet und die Rücklauftemperatur so niedrig wie möglich gehalten wird. Druckunabhängige hydronische Lösung mit TA-FUS1ON-P Das TA-FUS1ON-P-Ventil kann überall im System eingebaut werden, wo der verfügbare Differenzdruck über dem indestdruckverlust des Ventils liegt. Der eingebaute Differenzdruckregler hält den Differenzdruck über den Ventilsitz des Regelteils konstant und der maximal erreichbare Durchfl uss ist stufenlos einstellbar. Das TA-FUS1ON-P ist die beste Option wenn die Kreise des Systems weit voneinander entfernt liegen. Sollte der Differenzdruck im System nur leicht schwanken, oder die Kreise näher zueinander liegen, ist das TA-FUS1ON- die kostengünstigere Variante. Allerdings würde das TA-FUS1ON-P ebenfalls ausgezeichnet funktionieren. Druckunabhängige Ventile 19

20 Einspritzschaltung mit Dreiwege-Ventil Vorhandenes Problem: Konstanter primärer Durchfl uss, hohe Energiekosten für die Pumpe, hohe Rücklauftemperaturen bei Teillast kann auch passieren, wenn die Primärdurchfl ussmenge zu gering ist. Das Rückschlagventil im Bypass ist nur eine Sicherheitsmaßnahme damit ein indestdurchfl uss erreicht werden kann, wenn die Pumpe im Sekundärkreis außer Betrieb ist. Dieses Ventil darf in Fußbodenheizungen nicht verwendet werden, da im Notfall die Pumpe durch einen Sicherheitsthermostat, aufgrund zu hoher Temperaturen, abgeschaltet wird. Die Primärpumpe ist aber weiter in Betrieb und die Temperatur des Sekundär-kreises wird weiter ansteigen. Dies vergrößert das Problem zusätzlich. Einspritzschaltungen mit Dreiwege-Ventil wurden oft in Luftheizregistern, Vorheizregistern und Systemen mit konstantem Primärdurchfl uss verwendet, die weit entfernt von der Wärmeerzeugung liegen um die Vorlauftemperatur im benötigten Bereich zu halten. Da die niedrigste Rücklauftemperatur nur bei Volllast auftritt, müssen die Schaltungen gegen Einspritzschaltungen mit Durchgangsventilen ausgetauscht werden, um die Rücklauftemperatur zu senken. Da das Auslegen der Dreiwege-Ventile sehr einfach und die Autorität meistens auch sehr gut ist, muss der Wechsel der Regelschaltung sehr genau durchgeführt werden, da auch der verfügbare Differenzdruck mit berücksichtigt werden muss. Wenn die zwei Strangregulierventile fehlen besteht die öglichkeit, dass der Kreis seine Auslegungstemperatur nicht erreicht, auch wenn die Primärtemperatur korrekt ist. Schuld ist ein zu hoher Durchfl uss im Sekundärkreis, der einen ischpunkt verursacht und die Temperaturen am Verbraucher senkt. Dies STAD prim STAD sec Lösung mit TA-FUS1ON- Da das System von konstanten auf variablen Durchfl uss geändert wird, müssen alle Auswirkungen beachtet werden. In Anlagenteilen, die von der Energieerzeugung weiter ent-fernt liegen, kann die Vorlauftemperatur durch die Abkühlung in den Rohren wesentlich geringer sein, falls die Anlage mit Teillast arbeitet. Speziell wenn die Schaltung außer Betrieb ist, wird die ediumstemperatur auf Umgebungstemperatur sinken. Deshalb muss bei Vorheizregistern, mit Hilfe eines Thermostatventils, ein indestdurchfl uss gewährleistet werden. Der Umbau kann mit einem TA-FUS1ON--Ventil sehr einfach erfolgen. Da das Ventil sowohl ein stufenlos einstellbares Regelventil als auch ein Regulierventil ist, muss nur das bestehende Dreiwege-Ventil durch das TA-FUS1ON- ersetzt werden. Ein zusätzliches Regulierventil wird nicht benötigt. Der Bypass wird entfernt. Die Auslegung des TA-FUS1ON- -Ventils wird durchgeführt wie bei Einspritzschaltungen mit Durchgangsventil. Wenn der Differenzdruck, bei Teillast, den Nenndruck, um den Faktor 4, überschreiten kann wird eine Differenzdruckregelung empfohlen. Dies kann durch einen Differenzdruckregler oder durch den Einsatz einer drehzahlgeregelten Pumpe erfolgen, wenn sich die Regelkreise Lösung mit TA-FUS1ON-P Das TA-FUS1ON-P-Ventil kann überall im System eingebaut werden, wo der verfügbare Differenzdruck über dem indestdruckverlust des Ventils liegt. Der eingebaute Differenzdruckregler hält den Differenzdruck über den Ventilsitz des Regelteils konstant und der maximal erreichbare Durchfl uss ist stufenlos. Das TA-FUS1ON-P ist die beste Option, wenn die Kreise des Systems weit voneinander entfernt liegen. Sollte der Differenzdruck im System nur leicht schwanken, oder die Kreise näher zueinander liegen, ist das TA-FUS1ON- die kostengünstigere Variante. Allerdings würde das TA-FUS1ON-P ebenfalls ausgezeichnet funktionieren. nicht zu weit von der Pumpe entfernt befi nden. Sollte auf der Sekundärseite das Strangregulierventil fehlen so ist es nachzurüsten. Wenn der Differenzdruck in größeren Anlagen variiert, kann er durch ein TA-STAP-Ventil stabilisiert werden. Diese Differenzdruckregler können, an strategischen Punkten gesetzt, den Differenzdruck stabilisieren und differenzdruckunabhängige hydronische odule schaffen. In anderen Teilen der Anlage, in denen der Differenzdruck nicht so stark variiert, dass die indestautorität unterschritten wird, können die Schaltungen direkt mit TA-FUS1ON- -Ventilen ausgeführt werden. Besonders gilt dies für Teile der Anlage, die nahe an der drehzahlgeregelten Pumpe liegen. Druckunabhängiges hydronisches odul Druckunabhängige Ventile 20

21 Beimischschaltung mit primärem Differenzdruck Vorhandenes Problem: Ungenaue und instabile Regelung; Rücklauftemperatur kann ansteigen Beimischschaltungen mit Dreiwege-Ventilen sind sehr weit verbreitet. Ein Dreiwege-Ventil sollte stets auf einem Verteiler ohne Differenzdruck eingesetzt werden. Unglücklicherweise arbeiten viele ischgruppen direkt mit einem Vordruck der von einer Primärpumpe erzeugt wird. Dieser Differenzdruck kann die Durchfl ussrichtung im Dreiwege-Ventil umkehren, so dass der Primärdurchfl uss, auch bei kleinen Lasten über die Beimischleitung in den Rücklauf fl ießt und die Rücklauftemperatur anhebt. Eine Sanierung solcher Anlagen, inklusive Beibehaltung der Dreiwege- Ventile funktioniert nur, wenn man einen drucklosen Verteiler einsetzt und damit die Rücklauftemperatur anhebt. Dies ist nicht empfehlenswert. Die beste Variante ist die Umwandlung in eine Einspritzschaltung mit Durchgangsventil. G Lösung mit TA-FUS1ON- Die Umwandlung eines Systems zu TA-FUS1ON- wird dann empfohlen, wenn die meisten Regelkreise nahe beieinander liegen. Da das Ventil ein stufenlos einstellbares Regelventil und ein Regulierventil vereint, ist es nur notwendig das Dreiwege-Ventil durch ein TA-FUS1ON--Ventil zu ersetzen und einen Bypass einzufügen. Ein zusätzliches Regulierventil auf der Primärseite wird nicht benötigt. Sollte auf der Sekundärseite das Strangregulierventil fehlen so ist es nachzurüsten. Die Auslegung des TA-FUS1ON--Ventils wird durchgeführt wie bei Einspritzschaltungen mit Durchgangsventil. Wenn der Differenzdruck, bei Teillast, den Nenndruck, um den Faktor 4, überschreiten kann wird eine Differenzdruckregelung empfohlen. Dies kann durch einen Differenzdruckregler oder durch den Einsatz einer drehzahlgeregelten Pumpe erfolgen, wenn sich die Regelkreise nicht zu weit von der Pumpe entfernt befi nden. Wenn der Differenzdruck in größeren Anlagen variiert, kann er durch ein TA-STAP-Ventil stabilisiert werden. Diese Differenzdruckregler können, an strategischen Punkten gesetzt, den Differenzdruck stabilisieren und differenzdruckunabhängige hydronische odule schaffen. In anderen Teilen der Anlage, in denen der Differenzdruck nicht so stark variiert, dass die indestautorität unterschritten wird, können die Schaltungen direkt mit TA-FUS1ON--Ventilen ausgeführt werden. Dies gilt besonders für Teile der Anlage, die nahe an der drehzahlgeregelten Pumpe liegen. Druckunabhängige hydronische odule Lösung mit TA-FUS1ON-P Das TA-FUS1ON-P-Ventil kann überall im System eingebaut werden, wo der verfügbare Differenzdruck über dem indestdruckverlust des Ventils liegt. Der eingebaute Differenzdruckregler hält den Differenzdruck über den Ventilsitz des Regelteils konstant und der maximal erreichbare Durchfl uss ist stufenlos einstellbar. Das TA-FUS1ON-P ist die beste Option wenn die Kreise des Systems weit voneinander entfernt liegen. Sollte der Differenzdruck im System nur leicht schwanken, oder die Kreise näher zueinander liegen, ist das TA-FUS1ON- die kostengünstigere Variante. Allerdings würde das TA-FUS1ON-P ebenfalls ausgezeichnet funktionieren. Druckunabhängige Ventile 21

22 ehrere Beimischschaltungen mit gemeinsamem Widerstand Vorhandenes Problem: Große gegenseitige Beeinfl ussung, ungenaue und instabile Regelung, Beimischschaltungen sind weit verbreitet. Der Primärkreis besteht aus einem Wärmetauscher oder einem Kessel, der entweder mit variablen Durchfl uss betrieben werden kann oder eine Rücklaufanhebepumpe aufweist. Die Regelgruppen werden nahe am gemeinsamen Widerstand positioniert. Die Pumpe im Kreis erzeugt den Durchfl uss. Der Druckverlust, der zu überwinden ist, ist der Wert des gemeinsamen Widerstandes, wenn alle parallelen Pumpen mit Nennlast, plus ihrem eigenen Kreis, arbeiten. In diesem Fall muss der Gesamtdurchfl uss aller Kreise für die Berechnung herangezogen werden. Der Durchfl uss jedes Kreises muss einreguliert werden, um zu hohem Durchfl uss vorzubeugen, der über den gemeinsamen Widerstand auch die anderen Kreise beeinfl usst. Oft sind die Dreiwege-Ventile falsch ausgelegt, da der Druckverlust des gemeinsamen Widerstandes für die Dimensionierung mit berücksichtigt werden muss. Dies wird in den meisten Fällen vergessen. Die Folge ist eine schlechte Autorität. G Lösung mit TA-V 316 Dreiwege-Ventilen Wenn Dreiwege-Ventile schließen, wird der Durchfl uss und damit der gemeinsame Widerstand reduziert, und schließlich 0, wenn Tor A komplett geschlossen ist. Weil ein Dreiwege-Ventil den gleichen Widerstand an beiden Toren benötigt, ist das Ventil nicht mehr in Balance. Um denselben Widerstand am zweiten Tor und damit die Balance wieder herzustellen, wird ein zweites Regulierventil im Bypass benötigt. Ohne dieses Ventil würde der Durchfl uss über die Last steigen. Wenn das Dreiwege-Ventil nun schließt kann keine saubere Regelung mehr stattfi nden. Ein Regulierventil im Bypass wird dann benötigt, wenn der Druckverlust am Widerstand G über 0,25 (Pumpenförderhöhe Widerstand der Last) steigt. Die Regelventile müssen gemäß dem gemeinsamen Widerstand und den Nenndurchfl üssen ausgelegt werden. Eine gegenseitige Beeinfl ussung der Kreise untereinander wird immer vorhanden sein. Deshalb wird empfohlen die Schaltungen auf Einspritzschaltungen mit Durchgangsventilen umzurüsten. G G Lösung mit TA-FUS1ON- Diese Lösung ist aus regeltechnischer Sicht die Beste, braucht aber primärseitig eine zusätzliche Pumpe. Auf der anderen Seite können die Pumpen der einzelnen Regelkreise kleiner dimensioniert werden, da der gemeinsame Widerstand von der Primärpumpe überwunden wird. Da die Kreise normalerweise sehr nahe am gemeinsamen Widerstand liegen, wird kein Differenzdruckregler benötigt. Allgemein wird eine drehzahlgeregelte Pumpe, die den Differenzdruck am Verteiler konstant hält, empfohlen. Sollte auf der Sekundärseite das Strangregulierventil fehlen, so ist es nachzurüsten. Lösung mit TA-FUS1ON-P Da die Schaltungen nahe an der Pumpe liegen, ist der Einsatz eines TA-FUS1ON-P-Ventils möglich, ist aber aus ökonomischer Sicht nicht sinnvoll. 22