2- und 3-Weg-Regelkugelhahnen

Transkript

1 + - und -Weg-Regelkugelhahnen Inhaltsverzeichnis Einleitung Der Belimo Regelkugelhahn Projektierung Durchflusskennlinien - und -Weg-Regelkugelhahnen R.. / R.. / R..R / R7..R - und -Weg-Regelkugelhahnen R..(K) / R..(K) -Weg-Regelkugelhahnen R..W..-S 7 -Weg-Regelkugelhahnen R..D(K) Auswahltabelle Regelkugelhahnen Bemessungs- und Auswahltabelle - und -Weg-Auf-Zu-Kugelhahnen P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten /

2 Einleitung Der Belimo Regelkugelhahn andelsüblicher Kugelhahn als Regelorgan nicht geeignet Um eine hohe Regelstabilität zu ermöglichen, muss ein hydraulisches Stellglied eine Durchflusskennlinie aufweisen, welche die nichtlineare Kennlinie des Wärmetauschers in der LK-Anlage ergänzt. Belimo hat dem Kugelhahn das Regeln beigebracht Belimo hat das Problem der verzerrten Streckenkennlinie beim Kugelhahn erfolgreich gelöst. Eine sogenannte Regel blende, die sich am Eingang des Regelkugelhahnes befindet, korrigiert die Kennlinie des Kugelhahnes in eine gleichprozentige. Die der Kugel zugewandte Seite der Regelblende ist konkav und liegt auf der Oberfläche der Kugel auf. Der Durchfluss wird nun durch die Kugelbohrung und die V-förmige Öffnung in der Regelblende beeinflusst. Elemente des Regelkugelhahnes Einfache Direktmontage mit einer zentralen Schraube. Der Drehantrieb kann in vier verschiedenen Positionen montiert werden -kant Spindelkopf zur formschlüssigen Kopplung des Drehantriebes. Bei allen Nennweiten identischer Montageflansch Spindel mit zwei O-Ringen abgedichtet für lange Lebensdauer Kennlinie ideales hydraulisches Stellglied 7 9 Eine gleichprozentige Ventilkennlinie wird gewünscht, damit ein lineares Verhalten der Wärmeabgabe in Abhängigkeit zur Öffnungsstellung des Stellgliedes (sogenannte Streckenkennlinie) resultiert. Während sich das Stellglied zu öffnen beginnt, erhöht sich somit der Durchfluss sehr langsam. Diese Kennlinie ist leider bei einem handelsüblichen Kugelhahn stark deformiert. Kennlinie handelsüblicher Kugelhahn Die Begründung liegt darin, dass ein handelsüblicher Kugelhahn im Vergleich zu seiner Nennweite einen extrem hohen Durchflusskennwert (k vs -Wert) besitzt, dessen Wert um ein vielfaches grösser ist, als bei einem vergleichbaren ubventil. Ein handelsüblicher Kugelhahn ist deshalb für Regelaufgaben schlecht geeignet: Bauartbedingt zu grosser Durchflusskennwert Im Teillastbereich ist der Durchfluss nur unzureichend kontrollierbar Kennlinie Belimo Regelkugelhahn Der k vs -Wert wird reduziert und entspricht dem eines ubventils gleicher Nennweite. Um in den meisten Fällen auch den Einbau von Rohrreduktionen zu erübrigen, ist jede Nennweite zusätzlich mit einer ange passten Auswahl unterschiedlicher k vs -Werte erhältlich. Vorteile des Belimo Regelkugelhahnes Gleichprozentige Kennlinie Kein Eingangssprung beim Öffnen Exzellente Regelstabilität durch Regelblende garantiert Regelblende k vs -Wert vergleichbar wie bei ubventil gleicher Nennweite Weniger Rohrreduktionen nötig Besseres Teillastverhalten und Verhinderung der Schwingneigung des Systems, höhere Regelstabilität Dichtschliessend (-Weg) Kugel und Spindel aus nichtrostendem Stahl oder Messing verchromt Regelblende garantiert gleichprozentige Durchflusskennlinie 7 Innengewindeanschluss (ISO 7-), Aussengewindeanschluss (ISO -) und Flanschanschluss (ISO 700-/) Armatur geschmiedet, Messingkörper vernickelt 9 Auslassfenster verhindert die Entstehung von Kondensatansammlungen Thermische Entkopplung von Antrieb und Kugelhahn Optimale Auswahl unterschiedlicher k vs-werte bei gleicher Nennweite Bessere Regelbarkeit Tiefere Installationskosten Das Belimo Regelkugelhahnen-Sortiment enthält -Weg- und -Weg-Ausführungen. Diese werden in verschieden Nennweiten mit einer Auswahl unterschiedlicher k vs-werte angeboten. Jeder Regelkugelhahn wird zusammen mit dem passenden Belimo Drehantrieb als eine Einheit geliefert. / P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten

3 Einleitung Projektierung Relevante Informationen Die Daten, Informationen und Grenzwerte auf den Datenblättern «Regelkugelhahnen» sind zu berücksichtigen bzw. einzuhalten. Schliess- und Differenzdrücke Abstände der Rohrleitungen -Weg-Regelkugelhahnen -Weg-Regelkugelhahnen Umlenkschaltung Die maximal zulässigen Schliess- und Differenzdrücke sind den Datenblättern oder der Dokumentation «Übersicht Ventil-Antriebs-Kombinationen» zu entnehmen. Die für die Projektierung benötigten, minimalen Abstände der Rohrleitungen zu den Wänden und Decken hängen nebst den Ventilabmessungen auch vom gewählten Antrieb ab und können den Datenblättern der Ventile und Antriebe entnommen werden. Regelkugelhahnen sind als Drosselorgane im Rücklauf vorzusehen. Dies führt zu geringeren thermischen Beanspruchungen der Dichtungselemente in der Armatur. Die vorgeschriebene Durchflussrichtung ist einzuhalten. -Weg Regelkugelhahnen sind Mischorgane. Die Durchflussrichtung ist in jedem Lastfall einzuhalten. Der Einbau im Vor- oder Rücklauf ist von der gewählten hydraulischen Schaltung abhängig. Der -Weg Regelkugelhahnen darf nicht als Verteilventil eingesetzt werden Bei der Umlenkschaltung ist dank dem reduzierten Durchfluss im Bypass keine Abgleichdrossel in der Bypassleitung notwendig. Bypass 70% k vs Volllast Nulllast mit Bypassdrossel p p = 9 = p kpa 9 = kpa 9 kpa M M pv0 = 9 kpa pv0 = 9 kpa M pv0 = 9 kpa p p = 0 = p kpa 0 = kpa 0 kpa M M pv0 = 9 kpa pv0 = 9 kpa M pv0 = 9 kpa Nulllast mit reduziertem Bypass-k vs V = k. vs p v0 = x. k. vs. p v0 x = = % p p = 9 = p kpa 9 = kpa 9 kpa p = kpa p = kpa p = kpa M M V = k. vs p v0 = x. k. vs. p v0 x = M Wasserqualität Schmutzfilter Absperrorgane Regelverhalten Auslegung bei Verwendung von Glykol Die Bestimmungen gemäss VDI 0 bezüglich Wasserqualität sind einzuhalten. Regelkugelhahnen sind Regelorgane. Damit sie die Regelaufgaben auch längerfristig erfüllen können, werden Schmutzfilter empfohlen. Es ist darauf zu achten, dass genügend Absperrorgane eingebaut werden. Damit ein Ventil ein gutes Regelverhalten erlangt und somit eine hohe Lebensdauer des Stellglieds gewährleistet werden kann, bedarf es einer richtigen Auslegung des Ventils mit der korrekten Ventilautorität. Die Ventilautorität P v ist das Mass für das Regelverhalten des Ventils im Zusammenspiel mit dem hydraulischen Netz. Die Ventilautorität ist das Verhältnis zwischen dem Differenzdruck des voll geöffneten Ventils bei Nenndurchfluss und dem maximal auftretenden Differenzdruck des geschlossenen Ventils. Je höher die Ventilautorität, desto besser das Regelverhalten. Je kleiner die Ventilautorität P v wird, desto mehr weicht das Betriebsverhalten des Ventils von der Linearität ab, d.h. desto schlechter verhält sich die Volumenstromregelung. In der Praxis wird eine Ventilautorität P v von >0, angestrebt. Um den Gefrierpunkt des Wassers zu reduzieren, wurden früher dem Wasser Salze beigemischt; man sprach von Soleanwendungen. eute verwendet man Glykole und spricht von Kälteträgern. Je nach Konzentration der verwendeten Kälteträger (Glykolart) und der Mediumstemperatur variiert die Dichte des Wasser-/Glykol-Gemisches zwischen und 9 Prozent. Die daraus resultierende Volumenabweichung ist kleiner als die zulässige Mengentoleranz des k vs -Wertes des Ventils (von ± Prozent nach VDE 7) und muss in der Regel nicht berücksichtigt werden, auch wenn Glykole einen leicht erhöhten k v -Wert benötigen. Je nach Glykolart muss die Verträglichkeit mit den verwendeten Ventilmaterialen gewährleistet sein und die zugelassene maximale Konzentration (0 Prozent) darf nicht überschritten werden. P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten /

4 Einleitung Durchflusskennlinien inweis Begründet durch die Kugelkonstruktion eignet sich der -Weg-Regelkugelhahn nur bedingt für konventionelle Vorlauftemperaturregelungen. Es wird deshalb empfohlen, beim Einsatz dieser Regelkugelhahnen, Vorlauftemperaturregelungen als Doppelbeimischschaltungen auszuführen. M -Weg-Regelkugelhahn Die Kennlinie ist gleichprozentig, mit einem Kennlinienfaktor n(gl) =. bzw..9. Dies garantiert im erhöhten Teillastbereich ein stabiles Regelverhalten. Im unteren Öffnungsbereich zwischen 0 0% Arbeitsbereich ist der Verlauf linear. Dies gewährleistet ein ausgezeichnetes Regelverhalten, auch im unteren Teillastbereich. Der Arbeitsbereich 0 entspricht einem Drehwinkel von 90. Zwischen 0 Drehwinkel arbeiten die Regelkugelhahnen als dichtschliessende Absperrorgane. -Weg-Regelkugelhahn Gleiches Verhalten über den Regelpfad wie bei den -Weg-Regelkugelhahnen. Beim Bypass ist der Durchfluss auf 70% vom k vs -Wert des Regelpfades () ausgelegt. Die Kennlinie im Bypass ist linear. 70% Bei Beimischschaltungen von Lufterhitzern sowie bei Einspritzschaltungen gibt es keine Einschränkungen. 0% 90 Drehwinkel 0% Drehwinkel / P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten

5 Bemessungsdiagramm für - und -Weg-Regelkugelhahnen R.. / R.. / R..R / R7..R Einsatz Medien Mediumstemperaturen Diese Regelkugelhahnen werden in offenen (R.. und R..R) und geschlossenen Kalt- und Warmwassersystemen zur stetigen wasserseitigen Regelung von Luftbehandlungs- und eizungsanlagen eingesetzt. Kalt- und Warmwasser, Wasser mit Glykol bis max. vol. Die zulässigen Mediumstemperaturen sind den entsprechenden Ventil- und Antriebsdatenblättern zu entnehmen. p v0 [bar] DN s 0 [m /h] /0 //0 /0/. / pmax R..R/R7..R pmax R../R.. pmax R../R [l/s] p v0 [kpa] p max maximal zulässiger Differenzdruck für lange Lebensdauer über dem Regelpfad bezogen auf den ganzen Öffnungsbereich p max für geräuscharmen Betrieb (R../R..) p v0 Differenzdruck bei voll geöffnetem Kugelhahn 0 Nenndurchfluss bei p v0 Formel k vs 0 k v = p v0 0 k vs [m /h] 0 [m /h] p v0 [kpa] P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten /

6 Bemessungsdiagramm für - und -Weg-Regelkugelhahnen R..(K) / R..(K) Einsatz Medien Mediumstemperaturen Diese Regelkugelhahnen werden in offenen und geschlossenen Kalt- und Warmwassersystemen zur stetigen wasserseitigen Regelung von Luftbehandlungs- und eizungsanlagen eingesetzt. Kalt- und Warmwasser, Wasser mit Glykol bis max. vol. Die zulässigen Mediumstemperaturen sind den entsprechenden Ventil- und Antriebsdatenblättern zu entnehmen. p v0 [bar] [m /h] DN s /0 //0 / /0/. /0.0. /. /.0 / pmax [l/s] p v0 [kpa] p max maximal zulässiger Differenzdruck für lange Lebensdauer über dem Regelpfad bezogen auf den ganzen Öffnungsbereich p v0 Differenzdruck bei voll geöffnetem Kugelhahn 0 Nenndurchfluss bei p v0 Formel k vs 0 k v = p v0 0 k vs [m /h] 0 [m /h] p v0 [kpa] / P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten

7 Bemessungsdiagramm für -Weg-Regelkugelhahnen R..W..-S Einsatz Diese Regelkugelhahnen werden in geschlossenen Kalt- und Warmwassersystemen zur stetigen wasserseitigen Regelung von Luftbehandlungs- und eizungsanlagen eingesetzt. Medien Kalt- und Warmwasser, Wasser mit Glykol bis max. vol. Mediumstemperaturen... C p v0 [bar] [m /h] DN s pmax 7 0 [l/s] p v0 [kpa] p max maximal zulässiger Differenzdruck für lange Lebensdauer über dem Regelpfad bezogen auf den ganzen Öffnungsbereich p v0 Differenzdruck bei voll geöffnetem Kugelhahn 0 Nenndurchfluss bei p v0 Formel k vs 0 k v = p v0 0 k vs [m /h] 0 [m /h] p v0 [kpa] P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten 7 /

8 Bemessungsdiagramm für -Weg-Regelkugelhahnen R..D(K) Einsatz Diese Regelkugelhahnen werden in offenen und geschlossenen Kalt- und Warmwassersystemen zur stetigen wasserseitigen Regelung von Wasser in Fernheizapplikationen und erwärmtem Trinkwasser eingesetzt. Medien Kalt- und Warmwasser, Trinkwasser, Wasser mit Glykol bis max. vol. Mediumstemperaturen... C p v0 [bar] [m /h] DN s /0..0 / pv0 pv [l/s] p v0 [kpa] p v0 maximal zulässiger Differenzdruck für lange Lebensdauer bei geschlossenem Kugelhahn p v0 maximal zulässiger Differenzdruck für lange Lebensdauer bei voll geöffnetem Kugelhahn 0 Formel k vs 0 Nenndurchfluss bei p k v0 v = p v0 0 k vs [m /h] 0 [m /h] p v0 [kpa] / P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten

9 Bemessungsdiagramm für -Weg-Regelkugelhahnen R..D(K) Differenzdruck p max p 0 (max) = 00 kpa p 0 (max) = 00 kpa 0 ϕ/ϕ 0 p max = maximal zulässiger Differenzdruck p v0 = maximal zulässiger Differenzdruck bei geschlossenem Ventil p v0 = maximal zulässiger Differenzdruck bei voll geöffnetem Ventil ϕ ϕ 0 = Stellwinkel = Stellwinkel bei voll geöffnetem Ventil Betriebsdrucerhältnis X F Formel p X F = < X p p FZ v p < X FZ (p p v ) X F Z = X FZ [db] p = p p = Differenzdruck über dem Ventil [bar] p v = Dampfdruck Wasser [bar abs.] X F = Betriebsdrucerhältnis X FZ = Start Kavitation des Ventils Z = Kavitationsfaktor des Ventils [ C] X FZ 90 0 Kavitationsfaktor Z Diagramm 70 [ C] p p X F Sattdampfkurve Beispiel: Z = 0. Keine Kavitation X F = /7. = 0.7 Einsetzende Kavitation X F =./7. = 0. Keine Kavitation X F =./9 = 0. Absoluter Druck [bar abs.] Atmosphärendruck [bar] p v =.7 bar abs. p v.7 = 7. bar = 9 bar P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten 9 /

10 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Projektierungshinweise Auswahltabelle Regelkugelhahnen Zulässiger Druck p s [kpa] Druckklasse Max. Differenzdruck p max [kpa] Ventilausführung (-Weg / -Weg) Innengewinde (ISO 7-) Aussengewinde (ISO -) Flansch (ISO 700-/) 00 PN 0 (00 für geräuscharmen Betrieb) 00 PN 00 PN 700 PN Ventilkennlinie Regelpfad A AB Bypass B AB Regelkugelhahnen R.. R.. R.. R.. R..R R7..R R..W.. R..D(K) k vs DN 0. R0K R0K R0-P-S R0-P-S 0. R0DK 0. R0K R0K R0DK R0-P-S R0-P-S 0. R07K R07K R0DK R0-P-S R0-P-S R09 R09 R0RP-B R70RP-B R0K R0K R07DK R0--S R0--S R R R0R-B. R09K R0DK R0-P-S R0-P-S R R R0RP-B R70RP-B. R09DK R0-P-S R0-P-S R R R0RP-B RD R0--S R0--S R R R0R-B R70R-B RD 0 R00--S R00--S R7 R7 R0-P-S R RD. 0 R00-P-S R00-P-S R R R00RP-B R700RP-B R7D R0-P-S R0-P-S R R. 0 R00-P-S R9 0 RD R0--S R0--S R R R0R-B R70R-B 0 R9D R0--S R R0--S R0--S R R R0R-B R70R-B 0 R00--S R00--S R R R700R-B 0 R00--S R00--S R9 R00R-B 0 R00--S R00--S R R R700R-B 0 0 R00-0-S R00-0-S R9 R00R0-B 0 R00--S R0W-S 0 0 R00W0-S 0 0 R0W0-S 0 RW0-S 0 0 R0W0-S Mediumstemperatur Die zulässigen Mediumstemperaturen sind den entsprechenden Ventil- und Antriebsdatenblättern zu entnehmen. Leckrate -Weg: Leckrate A, luftblasendicht (EN -) -Weg: Regelpfad Leckrate A, dicht (EN -) Bypass Leckrate Klasse I (EN 9 und EN 0-), max. % vom k vs -Wert Alle Kombinationsmöglichkeiten mit Drehantrieben sowie deren Schliess- und maximal zulässige Differenzdrücke siehe Dokument «Übersicht Ventil-Antriebs-Kombinationen» Ausführliche Informationen zu Drehantrieben siehe Datenblätter der Drehantriebe / P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten

11 Bemessungs- und Auswahltabelle - und -Weg-Auf-Zu-Kugelhahnen Differenzdruck p max [kpa] k vs [m /h] DN [mm] Durchfluss 0 [m /h] Formel 0 0 = k vs pv0 k vs 0 p v0 [m /h] [m /h] [kpa] RDK R0-BL R R R0-BL R0-BL R00-BL RD R00-BL R0-S R0R-B R0-S R70R-B R0-BL R0 R R0 R R00-BL R0D R0-S R R0R-B R00-S R00R-B R00-S R00R-B R0-S R R0R-B R0-S R R70R-B R00-S R700R-B R00-S R700R-B R0-S R R70R-B 0 R0 R R00-BL R00-S R0 R00R-B R00-S R0 R700R-B R00-BL 0 Anschlüsse: R.. / R.. Innengewinde R.. / R.. Aussengewinde R.. / R7.. Flansch P-Regelkugelhahnen de v Änderungen vorbehalten /

12 Alles inklusive Jahre Garantie Weltweit vor Ort Komplettes Sortiment aus einer and Geprüfte Qualität Kurze Lieferzeit Umfassender Support Belimo Europa BELIMO Automation AG Brunnenbachstrasse C-0 inwil, Schweiz Tel. + Fax. + info@belimo.ch Belimo weltweit: