Kondensatseitig regeln

Hans Hesselbacher

Das geschmiedete Gehäuse des Niro-Multifunktions-Ventils von Bälz beinhaltet einen Schmutzfänger. Zwei Handsteuerglieder und bis zu vier Automatik-Stellantriebe können aufgebaut werden (Abb. 1). Durch Schließen der zwei Handsteuerglieder VA1 und VU3 ist es möglich, den Schmutzfänger zu reinigen, ohne außenliegende Absperrarmaturen vorsehen zu müssen. Der Werkstoff 1.4021 wurde speziell vom TÜV getestet und erfüllt damit die Werkstoffanforderungen nach der TRB 801 Nr. 45. Das Ventil ist mit Einschraubsitzen leicht an die unterschiedlichen Massenströme anpassbar. Die Grundkennlinie aller Kegel ist linear. Besondere Sorgfalt wurde auf einen langjährigen dichten Abschluss verwendet. Dies wurde dadurch erreicht, dass die Neigung des Sitzes und die Kegelform so gestaltet sind, dass die Auflagefläche im geschlossenen Zustand minimiert ist. Für luftdichten Kegelabschluss ist ein glasfaserverstärkter PTFE-Ring in den Kegel integrierbar. Das Mikroventil wird mit Stopfbuchse oder in stopfbuchsloser Ausführung mit Faltenbalg gefertigt. Die Stopfbuchsausführung kann bis 240 °C/40 bar eingesetzt werden. Mit einem Abstandsrohr lässt sich dieser Wert auf 300 °C/40 bar erhöhen. Bei der stopfbuchslosen Ausführung mit Nirofaltenbalg ist ein Wertepaar von 300 °C/10 bar zulässig.

Die Bauform und Art der Bearbeitung des Mikroventils ermöglichen es, auch Sensoren wie Pt 100, Anzeigethermometer oder Manometer direkt in dafür vorgesehenen Bohrungen einzuschrauben. Für Sonderaufgaben wird am Ventil selbst ein Bypass mit Magnetventil mit separatem Schmutzfänger, z. B. für einen vordefinierten Qmin-Flow, geschaffen.

Für manuelle Dosieraufgaben erhält das Ventil eine arretierbare Handverstellung mit Hub- oder Mengenskala. Bei stetigen Regelaufgaben werden Motor- und Membranantriebe aufgebaut, die in den üblichen Varianten geliefert werden. Stellsignale können für beide Antriebe sein:

• Impulse Auf – Stop – Zu (24 V, 115 V, 230 V)

• 0/4…20 mA oder 0/2…10 V oder Split-range-Betrieb

Zur Stellungsrückmeldung stehen veränderliche Widerstände 0…5 kV, 0/4…20 mA, 0/2…10 V oder Zweipunkt-Endschalter zur Verfügung. Alle Komponenten können auch in Ex-Schutzausführung geliefert werden. Für Einbringen in Netzwerke wird Profibus-DP- und Modbus RTU-Mode-Busanschluss geliefert. Übernimmt das Ventil neben der Regelaufgabe auch eine Sicherheitsfunktion, wird ein zuverlässig arbeitender Federrücklauf-Antrieb mit 12 m langer Spiralfeder aufgebaut, der im Sicherheitsfall das Ventil öffnet oder schließt.

Eines der vielen Einsatzgebiete des Niro-Mikroflow-Regelventils ist die kondensatseitige Regelung von Dampfverbrauchern. Immer mehr Anwender stellen ihre Dampfverbraucher auf kondensatseitige Regelung um, da die guten Ergebnisse der stehenden, kondensatseitig geregelten Dampf/Wasser-, Dampf/Dampf- oder Dampf/Produkt-Wärmeaustauscher mit langen Standzeiten und guten Regelergebnissen diesen Denkprozess anstoßen. In Abbildung 3 ist links die herkömmliche Art, Dampfverbraucher mit dampfseitigem Regelventil und kondensatseitigem Kondensatableiter zu regeln, gezeigt. Zur Leistungsanpassung wird das dampfseitige Ventil stetig verstellt, so dass sich am Wärmeaustauschereintritt (01) ein variabler Druck ergibt, bei hoher Leistung hoher Druck, bei niederer Leistung niederer Druck. Dampf- und Kondensattrennung erfolgen im Kondensatableiter.

Der rechte Teil von Abbildung 3 zeigt die gegenüber der linken Ansicht geänderte Anordnung: Geregelt wird mit einem Ventil auf der Kondensatseite. Ein Kondensatableiter ist nicht mehr erforderlich. Das eventuell zusätzlich erforderliche dampfseitige Ventil dient nur als Not-Aus-Ventil. Bei dieser Art der kondensatseitigen Regelung ist das Regelprinzip nicht die veränderliche Dampfmenge und der veränderliche Dampfdruck, sondern das bedarfsabhängige, sich ändernde Kondensatniveau im Wärmeverbraucher. D. h., es wird die Heizfläche durch Kondensatanstau verändert und dem aktuellen Bedarf angepasst. Dies führt zu einer hohen Regelgüte im Wärmeverbraucher und zu konstanteren Druck- und Temperaturverhältnissen im Kondensatnetz als bei der dampfseitigen Regelung mit Kondensatableiter.

Diese Art der Kondensatanstauregelung wird immer häufiger angewendet bei Heizbatterien in Tanks, Luftheizregistern und Doppelmantel-Reaktoren. Bei der Konstruktion dieser Aggregate muss allerdings beachtet werden, dass eine wasserschlagfreie Anstauregelung möglich ist und bei höheren Drücken keine Nachverdampfung im Ventil eintritt (Tabelle). Gegenüber einem Kondensatableiter hat man zusätzlich den Vorteil, die doch heute sehr ausgereifte Technik der mathematisch exakten Kvs-Wert-Berechnungsmethode zur Ventilauslegung benutzen zu können.

E cav 229