Hydraulische Grundschaltungen: Drosselregelung

Drosselregelung


  • Differenzdruck erforderlich
  • Wassermenge primär variabel
  • Wassermenge sekundär variabel
  • Temperatur beim Verbraucher konstant
  • Temperatur beim Umformer variabel

Anwendung:Umformer Zonenregelung ​​
Vorteile:Hohe Spreizung, daher für Brennwertkessel und Fernwärme geeignet.
Nachteile:​Variable Wassermengen und gegenseitige Beeinflussung der Regelkreise. Differenzdruckregelung erforderlich. Für die richtige Dimensionierung des Regelventils muss der Differenzdruck ΔH bekannt sein.​


Beschreibung
Die Leistungsabgabe des Verbrauchers wird durch Veränderung der Durchflussmenge geregelt.

Funktion
Durch den von der Pumpe zur Verfügung stehenden Differenzdruck Δp wird der Primärvolumenstrom
über den Verbraucher, in unserem Fall Wärmetauscher, geleitet. Die Regelung der Wärmeabgabe des Wärmetauschers erfolgt über die Mengenregelung mit dem Durchgangsventil. Dabei wird die Temperatur für den Wärmeverbraucher nicht verändert. Abhängig von der Öffnung des Regelventils ändert sich jedoch die Spreizung.

Bei einem richtig einregulierten System wird bei voll geöffnetem Regelventil die Nennspreizung erreicht. Im Teillastgebiet erhöht sich die Spreizung. Das Einregulierungsventil STADP ist notwendig, um das System an den zur Verfügung stehenden Differenzdruck anzupassen. Mit dem Differenzdruck Δp und der gewünschten Durchflussmenge ist es möglich, den theoretisch richtigen Kvs-Wert für das Regelventil zu berechnen. In der Praxis ist dies jedoch nicht der Fall, da Regelventile nur in vordefinierten, abgestuften Werten angeboten werden. Es müsste deshalb ein Durchgangsventil mit einem Kvs-Wert, der bei voll geöffnetem Ventil eigentlich zu groß ist, verwendet werden.

Wenn wir nun einen geregelten Regelkreis betrachten, so wäre natürlich der Regler in der Lage, die zu hohe Wassermenge und die damit verbundene erhöhte Wärmeabgabe durch Schließen des Regelventils zu kompensieren. Haben wir jedoch mehrere parallele Verbraucher, so verursacht zu hoher Durchfluss in
einem Regelkreis zu geringen Durchfluss in anderen. Damit erhalten wir eine hydraulisch nicht ausgewogene Anlage mit mehreren Problemen.

Die Abbildung 43 zeigt ein System, das dann verwendet wird, wenn sich der Differenzdruck Δp nicht gravierend ändert. Ändert sich jedoch Δp abhängig von der gesamten Last, ist es sinnvoller, einen Differenzdruckregler STAP vor dem Regelventil zu verwenden (Abb. 44). In diesem Fall wird der Differenzdruck für Verbraucher und Regelventil konstant gehalten. Das Regelventil kann immer mit einer konstanten Autorität arbeiten. Die Beeinflussung durch den veränderlichen Vordruck Δp wird über den Differenzdruckregler STAP ausgeglichen. Mit Hilfe des Einregulierungsventils STADP kann die Wassermenge kontrolliert werden.

Drosselregelung.JPGDrosselregelung Regelkreis.JPGDrosselregelung Regelventil.JPG
Abb. 43: Drosselregelung.​Abb. 44: Drosselregelung
als differenzdruckunabhängiger
Regelkreis.
​Abb. 45: Drosselregelung mit differenzdruckunabhängigen Regelventilen.

​Um die Autorität des Regelventils noch weiter zu verbessern, empfiehlt es sich, den Differenzdruck über dem Regelventil konstant zu halten. Dies ist in Abbildung 45 ersichtlich. Mit der Impulsleitung wird über das Regelventil der Differenzdruck am STAP konstant gehalten. Anhand des eingesetzten Kvs-Wertes des Regelventils und der erforderlichen Durchflussmenge werden der Sollwert bzw. der gewünschte Druckverlust des Regelventils errechnet und am STAP-Ventil eingestellt.

Dadurch erreicht das Regelventil eine Autorität von praktisch 1. Das Ergebnis ist eine sichere, stabile Regelung ohne Beeinflussung durch den Primärdruck ΔpP. Mit dem Einregulierungsventil STADP kann die Wassermenge kontrolliert werden. Diese Schaltung empfiehlt sich auch bei Umformern bzw. Kleinfernwärmeanlagen. 
Alternativ können Regelventil, Differenzdruckregler und Regulierventil auch in einer Armatur zusammengefaßt werden, z. B. durch ein druckunabhängiges Regel- und Regulierventil
TBV-CMP oder TA-FUS1ON-P. 



Dimensionierung Regelventil 
Druckverlust Regelventil ΔpV  ΔpLDruckverlust.JPG
Minimal zur Verfügung stehender Differenzdruck
Δp: Δpmin = ΔpVmin + ΔpL + ΔpSTAD
ΔpSTAD minimal 3 kPa
Regelung Wärmetauscher.JPG
​Dimensionierungsbeispiel zu Abb. 46:
Berechnung S. 30 1.JPG
Bei einem STAD 1/2“ ergibt dies Handradposition
3,4​​​
Drosselschaltung Verbraucher.JPG
​Dimensionierungsbeispiel zu Abb. 47:
Drosselschaltung mit TA-FUS1ON-C-Regelventil.
Der geplante zur Verfügung stehende
Differenzdruck kann in das Regelventil gelegt
werden, da sein Kvs-Wert stufenlos einstellbar
ist.
Berechnung S. 30 3.JPG

Ergebnis:
TA-FUS1ON-C DN32 Einstellung 6,4
Einregulierung:
  • Öffnen des Regelventils
  • Einregulieren der Nenndurchflussmenge 
    mit dem STAD-Ventil. Bei mehreren parallelen Kreisen ist nach der
    IMI TA-Diagnose-Methode 
    vorzugehen.

Hydraulische Grundschaltungen: Drosselregelung