Forklaring : kvs = gennemstrømningsmængde efter VDI/ VDE 2173, tolerance ±10 % PN = nominel effekt

Transkript

1 4 713 HED-køleventil for sikkerhedskølemidler Stillingsreguleret magnetventil for hot-gas-ekspansion og reguleringsopgaver Én type for hot-gas-, ekspansions- og sugegasapplikationer Hermetisk tæt Standardinterface DC V eller DC ma Høj opløsning med præcis stillingsregulering og stillingstilbagemelding Lukket i strømløs tilstand Robust og vedligeholdelsesfri. Anvendelse med stillingsreguleret magnetisk motor anvendes til modulerende effektregulering af køleunits og varmepumper. Ventilen er velegnet til fordamper- og sugetrykregulering, men den må ikke bruges til sikkerhedsafspærringsfunktioner (se Lækage under Tekniske data ). Den kan anvendes sammen med organiske kølemidler som R22, R134a, R404A, R407C, R507 osv. Funktioner Driftsdata består af et hermetisk tæt, robust og vedligeholdelsesfrit ventilhus. Den præcise stillingsregulering giver ventilen en høj opløsning. Det elektroniske interface er beregnet til en driftsspænding på AC 24 V og et styresignal på DC V eller DC ma og har en stillingstilbagemelding på DC V. Ventilen er lukket i strømløs tilstand. DN kvs Qo PN Pmed 1,5 mm 2 2,5 mm 2 4 mm 2 Ventiltype [mm] [m 3 /h] [kw] [VA] [VA] L [m] Forklaring : kvs = gennemstrømningsmængde efter VDI/ VDE 2173, tolerance ±10 % PN = nominel effekt Pmed Qo L = middeleffekt under drift = køleeffekt ved ekspansionsapplikationer = max. kabellængde mellem regulatorudgang og ventil ved de anførte kabeltværsnit Bestilling leveres som færdigmonteret enhed bestående af ventilhus, magnetisk motor og tilslutningsboks. Ved bestilling angives antal, navn og typebetegnelse. Eksempel: 1 HED-køleventil Teknik Virkemåde Ventilmotoren arbejder efter samme princip som en proportionaltvirkende magnet. Magnetankeret er udført som en svømmende komponent i tryksystemet, hvorfor det ikke er nødvendigt at anvende en spindelpakning. Ventilen er hermetisk tæt. Det bevægelige stempel med indbygget trykkompensation og lukkefjeder presses i strømløs tilstand mod sædet og sørger således for den fornødne tæthed. Siemens Building Technologies CA2N4713da / Landis & Staefa Division 1/8

2 Afhængig af styresignalet (DC V) holder ventilen Slaglængde 100 % en position mellem 0 og 100% slaglængde. Den indbyggede stillingsregulering korrigerer hurtigt og præcist for afvigelser fra styresignalet. Ventilstillingen måles induktivt. Stillingstilbagemeldingssignalet er til rådighed på tilslutningsklemmerne som et DC V-signal for 0 % andre formål (fx indikeringsfunktioner). 0 Styresignal 10 Ventilen er udstyret med forlængede indvendige loddestutse for let tilslutning til rørledningerne DC...V Dimensionering Køleeffekt Dimensioneringen af ventilen afhænger af kølemiddel, fordampnings- og kondensationstemperatur samt applikation (hot-gas-bypass, sugegas eller ekspansion). Den mængde kølemiddel, der strømmer gennem den helt åbne ventil, er afhængig af k vs - værdien, trykket før [p1] og efter [p2] ventilen, samt om ventilen arbejder under over- eller underkritiske trykforhold. Trykforhold: overkritisk 0,42 > p 1 p 2 > 0,42 underkritisk p1 Ved ekspansionsventiler er væskeandelens indflydelse endnu en faktor. En beregning som ren gas- eller væskeventil er ikke mulig. Applikation Trykforhold Kølemiddelmængde Sugegas, hot-gas (fordeling på 2 kondensatorer) Underkritisk m= kvs 0, 143 Indirekte hot-gas Direkte hot-gas Overkritisk 1 ) m= kvs 006, p1 Ekspansion Underkritisk 1 ) m= kvs f p ρn ( p1 p2) p2 T1 1 ρ ρn T1 Forklaring: m Kølemiddelmængde i kg/sec ρ N Standarddensitet gas i kg/m 3 ( = Mol-vægt kølemiddel : 22,4) ρ Den underkølede væskes densitet i kg/dm 3 f Faktor 0, ,18 (afhængig af kølemiddel, indgangstryk og ventilgeometri) T 1 Temperatur ved ventilindgang i Kelvin (fx 0 C > 273 K) p 1 Absolut tryk ved ventilindgang [bar] p 2 Absolut tryk ved ventiludgang [bar] k vs Vandgennemstrømningssmængde i m 3 /h ved en trykdifferens på 1 bar 1 ) Hvis fordampnings- og kondensationstemperaturerne ligger tæt på hinanden, er trykforholdet underkritisk. Formelsymboler og betydning efter DIN 8941 log (p) [bar] pc po tcu tc to h toh h [kj/kg] Forklaring : pc : Kondensationstryk [bar absolut] tc : Fordampningstemperatur [ C] po : Fordampningstryk [bar absolut] to : Fordampningstemperatur [ C] tcu : Underkølet væsketemperatur [ C] toh : Overhedet sugegastemperatur [ C] toh : Overhedning [ C] toh = toh to [K] tcu : Underkøling [ C] tcu = tc tcu [K] h : Speciel entalpidifferens [kj/kg] Køleeffekten Qo beregnes ved at gange kølemiddelmængden pr. sekund med den specielle entalpidifferens i log(p)h-diagrammet for det pågældende kølemiddel. For at kunne bestemme køleeffekten på en nemmere måde, findes der et dimensioneringsskema for hver applikation. Ved direkte / indirekte hot-gas-bypass skal der også tages hensyn til entalpidifferensen Qc (kondensatoreffekt), når køleeffekten skal beregnes. Alle dimensionsioneringsskemaer er baseret på en overhedning på 4 K og en underkøling på 2 K. Trykfaldet i kondensatoren / fordamperen er baseret på 0,3 bar. Trykfaldet før fordamperen er anslået til 0,3 bar. CA2N4713da / Siemens Building Technologies 2/8 Landis & Staefa Division

3 Hvis fordampnings- og/eller kondensationstemperaturerne ligger mellem værdierne i skemaet, kan en tilstrækkelig nøjagtig køleeffekt beregnes via lineær interpolation. OBS! Korrektionsfaktor k Anvendes ventilen inden for den specificerede kølemiddel- og fordampnings-/ kondensationstemperatur, overskrides det tilladte differenstryk ( pmax 25 bar) for ikke, når ventilen anvendes som ekspansionsventil eller til direkte / indirekte hot-gasbypass-applikationer. En forhøjelse af fordampningstemperaturen med 1 C giver en forøgelse af køleeffekten på ca. 0,5...1%. Hvis underkølingen derimod forbedres med 1 C, giver dette en forøgelse af køleeffekten på ca % (dette gælder kun ned til en underkøling på ca. 8 K). For ringe underkøling på grund af for stort trykfald før ekspansionsventilen kan medføre "flash gas" og er ikke tilladt. Differenstrykket over den helt åbne ventil betegnes som p v100 og i lukket tilstand som p v0. Bemærk, at p v0 ikke må være større end pmax. Alt efter fordamperkonstruktion (direkte fordamper, dobbeltrørsvarmeveksler, pladevarmeveksler osv.) skal der tages hensyn til et yderligere trykfald mellem ventil og fordamper. Dette gælder især, når kondensationstemperaturen ligger under 30 C (fx i overgangsperioden efterår / vinter). Den effektive køleeffekt vil være mindre end angivet i dimensioneringsskemaerne. Korrektionsfaktoren k gælder kun ved ekspansion og direkte / indirekte hot-gasapplikationer og er afhængig af fordampningstemperatur og kølemiddel R407C ( R22 ) tc = 20 C R134a tc = 20 C R404A ( R507 ) tc = 20 C k [ - ] k [ - ] k [ - ] to [ C ] to [ C ] to [ C ] Forklaring : Kurve 1 : p = 0,3 bar fx dobbeltrørsvarmeveksler Kurve 2 : p = 1 bar fx pladevarmeveksler Kurve 3 : p = 2 bar fx direkte fordamper Hvis der ikke findes oplysninger om trykfaldet mellem ventil og fordamper, anvendes kurve nr. 3. Ekspansionsapplikation Ekspansionskøleeffekt i kw Kølemiddel R407C (R22) R134a R404A / R507 E Kondenseringstemperatur tc [ C] to [ C] Anlæggets minimale køleeffekt bør ikke være under 50% af ovenstående værdier. Det er vigtigt at bruge korrektionsfaktor k ved lav belastning (fx efterår / vinter)! For mindre køleeffekter, se ekspansionsventil M2FE...L..., datablad Siemens Building Technologies CA2N4713da / Landis & Staefa Division 3/8

4 Køleeffekt i kw ved direkte / indirekte hot-gas-bypass Kølemiddel R407C (R22) R134a R404A / R507 FB Kondenseringstemperatur tc [ C] to [ C] Anlæggets minimale køleeffekt bør ikke være under 65% af ovenstående værdier. Disse værdier varierer ved lav belastning afhængig af typen af fordampnings- og kondensationstrykregulering. Hvis fordampnings- og kondensationstrykket ikke holdes konstant ved lav belastning, stiger fordampningstrykket, og kondensationstrykket falder. Der skal tages hensyn til korrektionsfaktor k. For andre køleeffekter, se hot-gas-bypass-ventil M3FB...LX..., datablad 4721 Køleeffekt i kw ved en kondensationstemperatur tc på 40 C Kølemiddel R407C (R22) R134a R404A /R507 S Trykdifferens pv100 [bar] to [ C] Det anbefalede differenstryk over skal ligge mellem 0,15 og 0,5 bar. For andre køleeffekter, se modulerende styreventil for sugegasregulering M2FS...LX..., datablad Projektering Alt efter applikation skal andre installationsvejledninger overholdes, og de relevante sikkerhedselementer (fx pressostater, fuld motorbeskyttelse) installeres. Ved applikationer med ekspansionsventil må kølemidlets hastighed ved ventilindgangen ikke overstige 1 m/s. Derfor skal rørdiameteren alt efter køleeffekten være større end DN25 (for kobberrør større end 1 ). min. 20 x DN HD min. 5 cm For optimal regulering skal køleventilen være højere placeret end fordamperen. Der skal være min 0,5 m indløbsstrækning. OBS! Flowretningen i køleventil er ikke den samme som i ekspansionsventil M2FE...L...! Hotgas-bypassapplikation Sugegasapplikation Ekspansionsapplikation Sugegasapplikation Bypass For optimal kompressorkøling kræves enten en effektregulator til kompressoren eller en bypassledning over køleventilen. Bypass-ledningen dimensioneres således (ved nul belastning), at den min. gashastighed i sugeledningen er større end 0,7 m/s. CA2N4713da / Siemens Building Technologies 4/8 Landis & Staefa Division

5 Montering Køleventilen leveres med en monteringsvejledning (ref.nr ). min. 50 mm B Ventilen kan monteres stående eller liggende, men ikke hængende. Rør fastgøres således, at de ikke belaster ventilens tilslutningsstutse (vibrationer kan medføre rørbrud). Ventilhus og rør, der fører væk fra ventilen, skal isoleres. Før rørene loddes fast, skal ventilen kontrolleres for korrekt flowretning. Tilslutningsboksen fjernes, og tilslutningsstedet drejes væk. Ventilhuset køles med en våd klud under lodning! Rørene skal loddes omhyggeligt. Brug en tilstrækkelig stor brænder, således at loddestedet hurtigt varmes op, og ventilhuset ikke bliver for varmt. Brænderflammen skal holdes væk fra ventilhuset. max = L L L max = L OBS! Slå strømmen fra, før signalomformeren (monteret elektronik) fjernes eller sættes på! Brug kun de medleverede tilslutningsbokse ZM152 / ZM153. Tilslutningsboksen er kalibreret for ventilen og må ikke skiftes ud. Tehniske data Strømforsyning Indgange Udgang Produktdata Materialer Eltilslutning Generelle omgivelsesbetingelser Mål og vægt Sikkerhed Elektrisk interface: kun tilladt med lavspænding (SELV, PELV) Driftsspænding AC 24 V 15/10 % Frekvens Hz Styresignal DC V eller DC ma Impedans (styresignal DC V) 50 kohm Modstand (styresignal DC ma) 330 Ohm Stillingstilbagemelding DC V Strøm max. 2 ma belastning PN-klassifikation PN40 Tilladt tryk p s 3,5 MPa (35 bar) Max. differenstryk pmax 2,5 MPa (25 bar) Lækage max. 0,002 kvs (max. 4 Nl/h gas ved p = 4 bar) Medietemperatur C Ventilkarakteristik (slaglængde, kv) lineær (efter VDI/ VDE2173) Arbejdsmåde modulerende Position i strømløs tilstand lukket Indbygningsposition stående til liggende Gangtid < 0,5 s Husdele stål / kobber / CrNi-stål Sæde / ventilindre CrNi-stål / PTFE Rørtilslutninger loddemuffer, indvendig lodning Tilslutningsklemmer skrueklemmer for max. 4 mm 2 ledning Omgivelsestemperatur C Omgivelsesatmosfære anvendelse i saltvandsatmosfære kun efter aftale Mål se Målskitse Vægt 4,8 kg (inkl. emballage) Beskyttelsesgrad IP54 efter IEC529 CE-mærkning opfylder gældende krav Siemens Building Technologies CA2N4713da / Landis & Staefa Division 5/8

6 Tilslutningsklemmer (G0) 2 (G) 1 NS LS TE Indgang DC ma Udgang DC V Indgang DC V Driftsspænding AC 24 V OBS! Der kan enten anvendes indgangsspænding (styresignal) DC V eller DC ma, men begge spændinger må ikke være til stede samtidig! Anvendelseseksempler Anvendelse som ekspansionsventil Effektoptimering De her viste anvendelseseksempler er kun principskemaer uden installationsspecifikke detaljer som sikkerhedselementer o.lign. Anvendelse som elektronisk ekspansionsventil Reguleringsområde % Højere effekt gennem bedre fordamperudnyttelse. Ved brug af to eller flere kompressorer eller kompressortrin forøges virkningsgraden væsentligt ved lav belastning Specielt velegnet ved varierende kondenserings- og fordampningstryk A Forklaring : 1 = 2 = fordamper 3 = kompressor 4 = kondensator Effektregulering Eksempel 1: Den elektroniske overhedningsregulering sker ved hjælp af supplerende reguleringsudstyr, fx SolutionPack eller PolyCool. Kølemiddel R407C, Qo = 205 kw, to = 5 C, tc = 35 C Interpoleret køleeffekt => 390 kw a). til effektregulering af en direkte fordamper. Sugetryks- og temperaturovervågning via mekanisk effektregulator og efterekspansionsventil. Reguleringsområde % Økonomisk drift ved lav belastning Ideel regulering af temperatur og affugtning A * * I mangel af elektronisk overhedningsregulering anvendes en termostatisk ekspansionventil med tilstrækkelig væskeunderkøling mellem og fordamperen. b). til effektregulering af køleunits. Reguleringsområde % Økonomisk drift ved lav belastning Mulighed for bred justering af kondenserings- og fordampningstemperatur Ideel til pladevarmeveksler Meget pålidelig frostbeskyttelse A * * I mangel af elektronisk overhedningsregulering anvendes en termostatisk ekspansionventil med tilstrækkelig væskeunderkøling mellem og fordamperen. CA2N4713da / Siemens Building Technologies 6/8 Landis & Staefa Division

7 Eksempel 2: Eksempel 2a: Kølemiddel R404A, Qo = 238 kw, 2-trins, to = 3 C, tc = 32 C Pladevarmeveksler (trykfald 1 bar for jævn fordeling af kølemiddel) Interpoleret køleeffekt => 262 kw Fremgangsmåde ved interpolation: Fuld belastning som eksempel 2. Lav belastning Qo = 131 kw, første trin : to = 3 C, tc = 22 C Fra skema E tc = 20 C tc = 40 C Interpolation ved tc = 22 C to = 10 C 184 kw 280 kw 184 (280184) x (2220) / (4020) 193 kw to = 0 C 278 kw 267 kw 278 (267278) x (2220) / (4020) 276 kw Interpolation ved to = 3 C 276 (193276) x (30) / (100) 251 kw Korrektionsfaktor (kurve nr. 2) k = (10.89) x (2220) / (3020) 0.91 Korrektionsfaktor ved tc = 22 C 0.91 x 251 kw 228 kw kan anvendes, da 131 kw / 228 kw x 100 % = 57 % > 50 % Hot-gasapplikation Reguleringsventilen drosler effekten af et kompressortrin. Gassen føres direkte til fordamperen og muliggør derved effektregulering i området fra 100% til ca. 0%. Indirekte hot-gasbypass Velegnet til store køleanlæg for aircondition, hvor der mellem de enkelte kompressortrin kan opstå uønskede temperatursvingninger Eksempel 3: Kølemiddel R507, 3-trins, Qo = 75 kw, to = 4 C, tc = 40 C Lav belastning, Qo pr. trin = 28 kw, to = 4 C, tc = 23 C Trykfald over direkte fordamper og fordeler: 2 bar Interpoleret køleeffekt => 36 kw Direkte hot-gasbypass Reguleringsventilen drosler effekten af et kompressortrin. Gassen føres til kompressorens sugeside og afkøles ved hjælp af en efterekspansionsventil. Effektreguleringsområde 100% til ca. 10% Velegnet til større køleanlæg for aircondition med flere kompressorer eller kompressortrin og ved større afstand mellem fordamper og kompressor (bemærk olietilbageføring). Eksempel 4: Kølemiddel R407C, 3 kompressorer Qo = 85 kw, to = 2 C, tc = 40 C Lav belastning, Qo pr. trin = 31 kw, to = 2 C, tc = 23 C Trykfald over pladevarmeveksler: 1 bar Interpoleret køleeffekt => 46 kw Siemens Building Technologies CA2N4713da / Landis & Staefa Division 7/8

8 Sugegasapplikation Når reguleringsventilen lukker, stiger fordampningstemperaturen. Luftafkølingen synker kontinuerligt. Den elektroniske regulering tillader behovsrigtig køling uden uønsket affugtning og kostbar efterbehandling. Trykket på sugesiden af kompressoren falder, og kompressorens effektforbrug reduceres. Den forventede energibesparelse ved lav belastning findes i diagrammet for valg af kompressor (effektforbrug ved min. tilladt sugetryk. For kompressoren kan der opnås energibesparelser på op til 40%). Det anbefalede differenstryk pv100 over den helt åbne reguleringsventil skal ligge mellem o,15 og 0,5 bar. Regulering af sugetryk, område % For at opretholde kompressorkølingen skal der lægges en bypass-ledning over køleventilen. Ved lukket ventil skal den minimale sugegashastighed før kompressoren mindst være 0,7 m/s. Bypass Eksempel 5: Kølemiddel R134a, Qo = 9.5 kw, to = 4 C, tc = 40 C, min. kølebelastning 5 kw Interpoleret differenstryk p v100 ca. 25 kpa Regulering af sugetryk, område % 50941A Kompressoren køles tilstrækkeligt af effektregulatoren, hvorfor det ikke er nødvendigt med en bypass-ledning over køleventilen. Målskitse Alle mål i mm B A D C L H1 H2 H3 DN : Nominel diameter [mm] D : Rørtilslutninger [ ] G : Vægt i kg (inkl. emballage) Type DN D L H1 H2 H3 A B C G 25 1" Siemens Building Technologies Ltd. CA2N4713da / Siemens Building Technologies 8/8 Landis & Staefa Division