Gekennzeichneter Kugelhahn
Abbildung 1: Belimo Regelkugelhahn
Charakterisierte Kugelhähne sind modifizierte Kugelhähne, die speziell für die Steuerung von Flüssigkeiten entwickelt wurden. Die Form der Bohrung in einem Kugelhahn mit Kugelcharakteristik kann je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung in V-, U- oder parabolischer Form ausgeführt werden. Sie werden zur Steuerung und Regelung des Durchflusses eingesetzt und bieten Stabilität und Präzision. Gekennzeichnete Kugelhähne sind besonders nützlich in Anwendungen wie HLK-Systemen, wo die Aufrechterhaltung konstanter Temperaturen für Komfort und Energieeffizienz entscheidend ist. Ihre wichtigsten Merkmale sind:
- Gleichprozentige Durchflusskennlinie: Ein Kugelhahn regelt den Durchfluss von Flüssigkeiten oder Gasen, indem er sich öffnet und schließt und so eine konstante Temperatur oder einen konstanten Druck aufrechterhält.
- Hervorragende Kontrollstabilität: Die spezielle Scheibe im Inneren des Ventils sorgt für einen gleichmäßigen Durchfluss. Dies kann die Lebensdauer des Aktuators verlängern.
- Eliminiert die Reduzierung von Mehrfachleitungen: Bestimmte Systeme müssen möglicherweise kleinere Rohre verwenden, um den Durchfluss zu steuern, da kleinere Rohre den Durchfluss von Natur aus einschränken, was dazu beitragen kann, ein gewisses Maß an Kontrolle zu erreichen. Die Verwendung kleinerer Rohre kann jedoch auch zu höheren Druckverlusten und Energieverlusten führen. Ein charakteristischer Kugelhahn kann Durchflussmengen präzise regeln, ohne sich ausschließlich auf kleinere Rohre zu verlassen.
Lesen Sie unseren Artikel über Kugelhähne mit V-Anschluss für weitere Informationen über die Konstruktion und Anwendungen.
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Standard-Kugelhahn vs. gekennzeichneter Kugelhahn
Standard-Kugelhähne
Kugelhähne eignen sich hervorragend für Auf/Zu-Anwendungen. Sie sind jedoch nicht dafür ausgelegt, den Durchfluss stetig zu modulieren oder zu regulieren. Sie ermöglichen einen großen Flüssigkeitsdurchfluss (hoher Cv oder Kv) im Verhältnis zu ihrer Größe, was sie als modulierende Steuergeräte ungeeignet macht. Dies macht es für Kugelhähne schwierig, eine konstante Temperatur zu halten oder zu modulieren, da sie die Menge des durchfließenden heißen oder kalten Mediums nicht gleichmäßig steuern können. Bei einem Kugelhahn, der die Temperatur eines Warmwassersystems regelt, könnten die abrupten Änderungen des Durchflusses zu plötzlichen Temperaturschwankungen führen, die die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur erschweren.
Bei einem normalen Kugelhahn ist die Bohrung durch die Kugel in der Regel rund; sie fluchtet mit der Rohrleitung, wenn der Hahn vollständig geöffnet ist (Abbildung 2 links). Wenn das Ventil teilweise geöffnet ist, wird der Durchflussweg durch die kreisförmige Form der Bohrung verengt, was bedeutet, dass schon eine kleine Bewegung des Ventils zu einer erheblichen Veränderung der Durchflussmenge führen kann.
Gekennzeichneter Kugelhahn
Charakterisierte Kugelhähne haben spezielle Bohrungsformen für kontrolliertere und vorhersehbarere Durchflusseigenschaften (Abbildung 2 rechts). Der Kugelhahn mit Kennlinie kombiniert die Absperrmöglichkeiten eines Kugelhahns mit einer Kennlinie, die eine gleichprozentige Durchflusskennlinie gewährleistet. Eine gleichprozentige Fließeigenschaft impliziert:
- Ein Durchflussverhalten, bei dem jedes Inkrement der Ventilstellungsänderung eine konstante prozentuale Änderung der Durchflussmenge bewirkt, was eine präzise und stabile Regelung bei großen Laständerungen ermöglicht.
- Eine konstante Wärmeleistung (wie heiß oder kalt etwas wird), die linear davon abhängt, wie weit das Ventil geöffnet wird.
Ein charakteristischer Kugelhahn ermöglicht eine bessere Kontrolle und Präzision bei der Steuerung der Durchflussmenge, insbesondere bei wechselnden Lastbedingungen. Dies verbessert die Effizienz, Stabilität und Reaktionsfähigkeit des Systems und macht es ideal für Anwendungen mit großen Laständerungen.
Abbildung 2: Normale Kugelhahnscheibe (links) und das spezielle Scheibenmuster in einem gekennzeichneten Kugelhahn (rechts).
Standard- und charakterisierte Kugelhahn-Durchflussprofile
Standard-Kugelhahn
Abbildung 3: Durchflussprofil und Wärmeabgabe in einem Standard-Kugelhahn: idealer Durchfluss (A), Standard-Kugelhahn-Durchfluss (B) und resultierende Wärmeabgabe in einem Standard-Kugelhahn (C)
Abbildung 3 zeigt die Beziehung zwischen Durchfluss und Wärmeabgabe bei schrittweiser Öffnung eines Standardkugelhahns.
- A: Ideale Fließeigenschaften. Der Durchfluss und die Wärmeabgabe steigen bei Änderungen der Ventilöffnung nicht sprunghaft an.
- B: Standard-Kugelhahn-Durchflusskennlinien
- C: Resultierende Wärmeleistung in einem Standard-Kugelhahn
Die entstehende Wärme variiert nicht linear (steigt sprunghaft an) mit dem Öffnungsgrad des Ventils (Durchfluss). Zum Beispiel ist die Heizleistung "P" bei einem Ventil, das zu 40 % geöffnet ist.
Gekennzeichneter Kugelhahn
Abbildung 4: Durchflussprofil und Wärmeabgabe in einem Kugelhahn: Durchflussprofil (A) und lineare Wärmeabgabe (B) eines Kugelhahns
Abbildung 4 zeigt die Beziehung zwischen Durchfluss und Wärmeabgabe, wenn ein gekennzeichneter Kugelhahn schrittweise geöffnet wird.
- A: Das gleichprozentige Durchflussprofil eines charakteristischen Kugelhahns
- B: Lineare Heizleistung
Bei einem gekennzeichneten Kugelhahn, der zu 40 % geöffnet ist, ist die resultierende Wärmeabgabe P1, die viel geringer ist als P (im Falle eines Standard-Kugelhahns). Die resultierende Wärmeleistung variiert linear mit dem Öffnungsgrad (oder Durchfluss).
Gekennzeichneter Kugelhahn vs. Durchgangsventil
Der Hauptvorteil eines Durchgangsventils gegenüber einem Standard-Kugelhahn ist seine überlegene Fähigkeit zur Durchflussregelung. Die Cv-Werte von Kugelhähnen mit Merkmalen entsprechen denen von Durchgangsventilen derselben Größe, was bedeutet, dass sie den Durchfluss ebenso effektiv regeln können. Charakteristische Kugelhähne haben jedoch die folgenden Vorteile gegenüber Durchgangsventilen:
- Höhere Druckbeständigkeit: Gekennzeichnete Kugelhähne können einem höheren Druck standhalten als Durchgangsventile ähnlicher Größe. Dies ist auf ihre stromlinienförmige Konstruktion zurückzuführen, die den Druckabfall minimiert und die strukturelle Integrität verbessert.
- Auslaufsicher: Im Gegensatz zu Durchgangsventilen bieten Kugelhähne eine lecksichere Dichtung, die eine geringe Leckage und geringe Druckabfälle zulässt.
FAQs
Was ist ein charakteristischer Kugelhahn?
Ein gekennzeichneter Kugelhahn ist ein spezieller Typ mit einer geformten Scheibe oder einem Einsatz, um eine genauere Durchflussregelung zu erreichen oder die Durchflusseigenschaften des Ventils zu verändern.
Wann sollte ich einen charakteristischen Kugelhahn verwenden?
Verwenden Sie einen Kugelhahn mit Kugelcharakteristik, wenn Sie eine präzise Durchflussregelung benötigen oder wenn Sie die Durchflusseigenschaften des Ventils individuell anpassen möchten.
