Regelventilautorität - Kvs-Koeffizient

Der Durchflusskoeffizient Kv (oder kvs) ist einer der Schlüsselparameter zur Bestimmung des optimalen Ventils für ein bestimmtes hydraulisches System.

Der kvs-Koeffizient des Ventils

Dieser Koeffizient ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen dem Durchfluss und dem Druckverlust, der beim Durchströmen der Flüssigkeit durch das Ventil entsteht. Kv wird definiert als die Wassermenge (ausgedrückt in m3/h), die einen Druckabfall von 1 bar über diesem Ventil verursacht. Allgemein gilt: Je größer der Koeffizient des Ventils, desto geringer ist der Druckabfall über dem Ventil.

Die zur Bestimmung des Kv-Wertes verwendete Formel, die den Druckabfall mit dem Durchfluss verbindet, lautet Kv = Q / √ΔP, wobei:

• Q (m3/h) der Durchfluss ist
• ΔP (bar) der Druckabfall zwischen den Ein- und Auslasspunkten des Ventils ist.

Mit der obigen Formel können wir nach Umstellung den tatsächlichen Druckabfall über dem Ventil bei einem bestimmten Durchfluss berechnen. Der Kvs-Koeffizient wird immer vom Ventilhersteller angegeben. Der kvs-Ventilrechner befindet sich in unserer Anwendung unter diesem Link

Die Autorität des Regelventils

In Heizungs- oder Kühlanlagen spielen Regelventile eine Schlüsselrolle bei der präzisen Steuerung des Mediumdurchflusses. Neben Parametern wie Größe, Typ und Material ist die Autorität eine wichtige Eigenschaft jedes Regelventils.

Die Autorität eines Ventils definiert seine Fähigkeit, den Durchfluss in einem bestimmten System zu regeln. Das Grundprinzip lautet: Je höher der Widerstand (Druckabfall) des Regelventils in einem bestimmten Kreislauf im Verhältnis zum Gesamtdruckabfall dieses Kreislaufs ist, desto größer ist der Einfluss (Autorität) des Regelventils auf den Durchfluss, also auf die guten Regelungseigenschaften.

Die Autorität wird typischerweise als Verhältnis des Druckabfalls über dem Regelventil definiert, wenn es vollständig geöffnet ist (Δpz), zur Summe dieses Druckabfalls und des Druckabfalls über dem Rest des Kreislaufs (Δpstr).

wobei:

• az - die Autorität des Regelventils
• Δpz - der Druckabfall über dem Regelventil [bar]
• Δpstr - der Druckabfall über den übrigen Kreislaufelementen (außer dem Ventil) [bar] *Die Druckeinheiten können andere sein, vorausgesetzt, sie sind in beiden Fällen gleich.

Wir können eine solche Analogie verwenden. Wenn wir von jemandem mit großer Autorität sprechen, bedeutet das, dass wir dieser Person Bedeutung beimessen. Sie ist wichtig und hat Einfluss. Ähnlich verhält es sich mit einem Regelventil. Wenn ein Ventil eine niedrige Autorität hat, hat seine Wirkung nur einen geringen Einfluss auf die Funktion des Kreislaufs, in dem es sich befindet. Das bedeutet, dass das anfängliche Schließen des Ventils den Durchfluss nicht ausreichend drosselt, was zu einer schlechten Regelung des Kreislaufs führt. Bei einem Ventil mit hoher Autorität kann bereits eine minimale Schließung den Durchfluss erheblich verändern, was eine präzise Regelung ermöglicht.

Warum ist die Autorität des Ventils wichtig?

Die Autorität ist ein wichtiger Faktor bei der richtigen Auswahl eines Regelventils. Zu große Regelventile (hohe kvs) zeichnen sich durch einen niedrigen Druckabfall aus, was hinsichtlich des Energieverbrauchs vorteilhaft ist, sich aber nachteilig auf die Durchflussregelung auswirkt. Daher neigen zu große Regelventile dazu, die meiste Zeit in der Nähe der geschlossenen Position zu arbeiten, um eine akzeptable Durchflusskontrolle zu gewährleisten.

Wenn ein Regelventil zu klein ist, steigt der Druckabfall darüber (ΔPv). Jede Bewegung des Ventils wird einen starken Einfluss auf den Durchfluss haben und eine sehr gute Kontrolle gewährleisten. Regelventile mit geringer Größe sind im Allgemeinen gut für die Steuerung, werden aber einen nachteiligen Einfluss auf den Energieverbrauch haben (hohe Widerstände).

Es ist deutlich zu erkennen, dass es einen Kompromiss zwischen der Kontrolle über das Regelventil und dem Druckabfall gibt. Die praktische Auswahl eines Regelventils erfordert ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Aspekten.

Allgemein wird angenommen, dass:

• az = 0 - 0,25 eine von instabiler bis durchschnittlicher Kontrolle bei niedrigem Druckabfall bietet
• az = 0,25 - 0,5 eine von durchschnittlicher bis guter Kontrolle bei angemessenem Druckabfall bietet
• az = 0,5 - 1,0 eine von guter bis ausgezeichneter Kontrolle bietet, aber bei hohem Druckabfall Aus praktischen Gründen werden Regelventile so ausgewählt, dass sie eine Autorität von 0,3 - 0,7 haben, was einen angemessenen Kompromiss zwischen Steuerung und Druckabfall bietet. Beide Parameter sollten gleichzeitig berücksichtigt werden, um einen hohen, unzulässigen Druckabfall zu vermeiden. Typischerweise wird eine Autorität von 0,5 angestrebt, aber dies hängt von der Verfügbarkeit der tatsächlichen Durchflusskoeffizienten Kv der Regelventile ab.

Der Ventilautoritätsrechner befindet sich hier