3-Wegeventil VK 3 - Danfoss

Datenblatt
3-Wegeventil
VK 3
Beschreibung,
Anwendung
Die VK 3 Ventile sind hochwertige 3-Wegeventile
mit Flanschanschluss. Eingesetzt
werden sie für Kühlwasser, Heißwasser,
Dampf und Thermoöle.
Die Ventile mit Sphärogussgehäuse und Sitz,
Kegel aus Edelstahl sind für den Nenndruck
PN 25 ausgelegt.
Die VK 3 Ventile werden zusammen mit den
Stellantrieben AMV(E) 56K, AMV(E) 85K, 86K
eingesetzt.
Merkmale, Daten
1) 2)
• PN 25 (PN 16)
• DN 15 - 100
• Für Wasser, Dampf, Thermoöle, Äthylenund
Propylenglykolgemische bis 50 %
• Lineare Ventilkennlinie
• Entspricht der Druckgeräterichtlinie
97/23/EC
Bestellung Typ DN k vs (m 3/ h) Hub (mm) Max. / empfohl. ∆p (bar) 3) Bestell-Nr.
VK3 15/4.0 15 4.0 25 / 5,0 065Z3201
VK3 20/6.3 20 6.3 25 / 5,0 065Z3202
VK3 25/10 25 10
15
16 / 5,0 065Z3203
VK3 32/16 32 16 10 / 5,0 065Z3204
VK3 40/25 40 25 6,0 / 5,0 065Z3205
VK3 50/40 50 40 4,0 / 5,0 065Z3206
VK3 65/63
65 63
9,0 (13) 4) / 4,5 065Z3207
VK3 65/63 1) 9,0 (13) 4) / 4.5 065Z3210
VK3 80/100 80 100 35 5,5 (8) 4) / 3.0 065Z3208
VK3 100/160
100 160
3,5 (5) 4) / 2.0 065Z3209
VK3 100/160 1) 3,5 (5) 4) / 2.0 065Z3211
Technische Daten
Nenndruck PN 25 (16)
1) 2)
Ventilkennlinie
linear
Medium Heiz- und Kühlwasser, Glykolanteil bis 50 %, Thermoöl, Dampf 2)
Leckverlust bei geschl. Ventil ≤ 0,05 % vom k vs
Mediumstemperatur 2 - 350 °C
Hub 15 mm (DN 15 - 50), 35 mm (DN 65 - 100)
Gehäuse: Sphäroguss EN-GJS-400-18-LT (GGG40.3)
Werkstoffe
Sitz, Kegel: Rostfreier Stahl
Ventilstange: Rostfreier Stahl
Stopfbuchse: PTFE
Anschlüsse Flansch ISO 7005-2
1)
die Nennweiten DN 65 (065Z3210) und
DN 100 (065Z3211) sind Nenndruckstufe PN 16
2)
bei Dampf max. Betriebsdruck 6 bar
3)
max. ∆p ist diejenige Druckdifferenz, bei
der das Ventil noch einwandfrei schließt.
Die empfohlene Druckdifferenz berücksichtigt
Strömungsgeräusche und Kavitation am Kegel,
sie sollte nicht überschritten werden.
4)
der Wert ohne Klammer bezieht sich auf die
Stellantriebe AMV(E) 86K, der Wert in der
Klammer auf AMV 85K
SIBC/DEBC VD.HB.L1.03 © Danfoss 07/03 1

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Technische Daten
Druck-Temperatur-Diagramm
Aufbau
AB
A
1. Stopfbuchse
2. Ventilführung
3. Ventilstange mit Balg
4. Ventilgehäuse
5. Kegel
6. Ventilaufsatz
B
Montage
Einbaulagen
Die Abbildung links zeigt die zulässigen
Einbaulagen des Stellgerätes.
Montage
Der Stellantrieb kann auf dem Ventil um
360 ° gedreht werden.
2 VD.HB.L1.03 © Danfoss 7/03 SIBC/DEBC

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Auslegunsdiagramm für Flüssigkeiten
Flüssigkeiten Dichte 1 g/cm³ (Wasser)
Flüssigkeiten mit unterschiedlicher
Dichte 0,6 - 2,0 g/cm³
Druckabfall über das offene Ventil kPa
(100 kPa = 1 bar = 10 m Wassersäule)
Dichte g/cm³
SIBC/DEBC VD.HB.L1.03 © Danfoss 07/03 3

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Ventilauslegung
Auslegung mittels Diagramm
(siehe Seite 3):
Beispiel 1:
Flüssigkeiten Dichte 1 g/cm³
(Wasser)
Auslegungsdaten:
Volumenstrom: 8 m 3 /h
Druckverlust über die Anlage: 55 kPa
Für die Anwendung mit 2-Wegeventilen
sollte generell das kleiner Ventil gewählt
werden. Dieses hat eine Ventilautorität
>0,5 und ein besseres Regelverhalten.
Es ist bei dem kleineren Ventil zu über-prüfen,
ob der höhere Druckverlust über das Ventil für
die Anlage aktzeptabel ist. Zusätzlich sollte
überprüft werden ob die max. Druckdifferenz
(siehe Seite 1) nicht überschritten wird.
1. Im Diagramm bei dem Volumenstrom
6 m³/h (Linie A-A) eine waagerechte Linie
ziehen.
2. Festlegung der Ventilautorität:
Ventilautorität a
∆p1 =
∆p2 =
Δp1
=
Δp1 + ∆p2
Druckverlust am offenen Ventil
Druckverlust in der Anlage
bei offenem Ventil (ohne Ventil)
Das Ventil ist optimal ausgelegt, wenn der
Druckverlust über dem Ventil und der
Druckverlust über der Anlage gleich groß
sind.
∆p1 = ∆p2= 55 kPa
Ventilautorität N = ∆p1/2*∆p1 = 0,5
3. Im Diagramm bei 55 kPa eine senkrechte
Linie ziehen (Linie B). Der Schnitpunkt der
Senkrechten durch B mit der Linie A-A
liegt zwischen 2 diagonalen kvs-Linien.
Es gibt daher 2 mögliche Ventile zur
Auswahl:
Ventil 1 mit kvs 10:
Der Druckverlust über das offene Ventil
ergibt sich durch den Schnittpunkt der
Linie A-A mit der Diagonalen kvs 10,
ablesen im Punkt D:
Druckverlust ≈ 36 kPa
36
Ventilauto rität = = 0,396
36 + 55
Ventil 2 mit kvs 6,3:
Der Druckverlust über das offene Ventil
ergibt sich durch den Schnittpunkt der
Linie A-A mit der Diagonalen kvs 6,3,
ablesen im Punkt C:
Druckverlust ≈ 90 kPa
90
Ventilauto rität = = 0,62
90 + 55
4. Ventilauswahl
Die Ventilautorität sollte zwischen 0,4 und
0,7 liegen, der optimale Wert ist 0,5.
Beispiel 2:
Flüssigkeiten Dichte ≠1 g/cm³
Auslegungsdaten:
Volumenstrom: 6 m 3 /h, Dichte 0,9 g/cm³
Druckverlust über die Anlage: 10 kPa
1. Im Diagramm auf der rechten Ordinate die
diagonale Linie mit 6 m³/h suchen
(Punkt E).
2. Bei der Dichte 0,9 g/cm³ senkrecht nach
oben gehen und den Schnittpunkt mit der
Diagonalen Linie kennzeichnen (Punkt F).
3. Eine waagrechte Linie durch F legen (F-F).
4. Bei einem Druckverlust von 10 kPa
senkrecht nach oben gehen und den
Schnittpunkt mit der Linie F-F
kennzeichnen.
5. Hiervon ausgehend den nächsten
Schnittpunkt der Linie F-F mit den
diagonalen kvs-Linien suchen:
Ergibt in diesem Fall kvs 16 und ein
Druckverlust über das offene Ventil von
12,7 kPa (Punkt G).
Berechnung Druckverlust
Δp
Ventil
⎛ Q ⎞
= ρ ⎜ ⎟
k
⎝ vs ⎠
2
ρ Dichte in kg/m³
Q Volumenstrom in m 3 /h
∆p Ventil Druckverlust über das offene
Ventil in bar
Umrechnungsfaktor:
1 bar = 100 kPa
1 l/s = 3.6 m 3 /h
4 VD.HB.L1.03 © Danfoss 7/03 SIBC/DEBC

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Auslegunsdiagramm für Dampf
Sattdampftemperatur
Eingangsdruck absolut
Massenstrom Sattdampf (kg/h)
Massenstrom für überhitzten Dampf (kg/h)
kritischer Druckabfall
Überhitzung ( o C)
kritischer Druckabfall (kPa)
Ventilauslegung für Dampf
Beispiel 1:
Sattdampf
Auslegungsdaten:
Massenstrom: 1000 kg/h
Eingangsdruck abs.: 5 bar (500 kPa)
Auslegung mittels Diagramm
(siehe oben)
1. Der absoute Eingangsdruck beträgt
500 kPa. Man berechnet hiervon 40% als
kritischen Druckabfall:
500 * 0,4 = 200 kPa
SIBC/DEBC VD.HB.L1.03 © Danfoss 07/03 5

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Ventilauslegung für Dampf
2. Im unteren Diagramm bei dem
kritischen Druckabfall 200 kPa die
Diagonale A-A kennzeichnen.
3. Im unteren Diagramm links, den
Eingangsdruck 500 kPa suchen (Punkt B)
und durch B eine Waagrechte ziehen,
diese schneidet die Diagonale A-A im
Punkt C.
4. Von dem Punkt C aus eine senkrechte
Linie nach oben ziehen bis die
Waagerechte durch Punkt D (Massenstrom
1000 kg/h) im Punkt E geschnitten
wird.
5. Die auf dem Punkt E oder darüber
liegende diagonale kvs Linie entspricht
dem gesuchten kvs Wert. In diesem Fall
Linie F-F, kvs 26. Bei dem nächst
kleineren Ventil mit kvs 16 wird der
geforderte Massenstrom nicht errreicht.
6. Druckabfall über das Ventil mit kvs 26:
Vom Punkt E' eine senkrechte Linie nach
unten ziehen bis die waagrechte Linie
durch Punkt B (Eingangsdruck 500 kPa)
im Punkt E'' geschnitten wird.
Dann eine diagonale Linie durch E'' legen
und den kritischen Druckabfall 70 kPa
ablesen.
7. Max. Massenstrom mit dem Ventil kvs 26:
Hierzu die Senkrechte durch den Punkt E
nach oben bis zum Schnittpunkt mit der
Diagonalen F-F verlängern. Dann eine
Waagerechte durch den Schnittpunkt
legen und den Wert an der linken Skala
ablesen (1500 kg/h).
Hinweis zur Ventilauswahl:
70 kPa sind nur 14 % des Eingangsdruckes
von 500 kPa , das ist für
das Regelverhalten nicht ganz optimal,
angestrebt wird hier ein Wert von 40 %.
Das nächst kleinere Ventil mit einem kvs-
Wert von 16 ist nicht ausreichend, da hier
nur ein Massenstrom von 900 kg/h
erreicht wird (Schnittpunkt Linie C-E mit
kvs-Linie 16).
Beispiel 2:
Überhitzter Dampf
Auslegungsdaten:
Massenstrom: 500 kg/h
Eingangsdruck abs.: 5 bar (500 kPa)
Dampftemperatur: 190 °C
Die Vorgehensweise für überhitzten Dampf ist
nahezu identisch wie bei Sattdampf, man
benutzt lediglich die rechte Ordinate für den
Volumenstrom. vVVV
Auslegung mittels Diagramm
(siehe Seite 5):
1. Im unteren Diagramm links, den
Eingangsdruck 500 kPa suchen (Punkt B),
eine Waagrechte nach links ziehen und
die Sattdampftemperatur ablesen
(Punkt G), sie entspricht 150 °C.
Die Differenz zwischen der Sattampftemperatur
und und der Temperatur des
überhitzten Dampfes beträgt:
190 °C - 150 °C = 40 °C
2. An dem oberen Diagramm auf der rechten
Skala den Massenstrom 500 kg/h suchen
(Punkt H) und die Diagonale H-J kennzeichnen.
Bei der Überhitzungstemperatur 40 °C
eine Senkrecht nach oben ziehen bis zum
Schnittpunkt mit der Diagonalen H-J.
3. Der absoute Eingangsdruck beträgt
500 kPa. Man berechnet hiervon 40%:
500 * 0,4 = 200 kPa
Im unteren Diagramm bei dem
kritischen Druckabfall 200 kPa die
Diagonale A-A kennzeichnen.
4. Im unteren Diagramm links, den
Eingangsdruck 500 kPa suchen (Punkt B)
und eine Waagrechte ziehen, diese
schneidet die Diagonale A-A im Punkt C.
5. Von dem Punkt C aus eine senkrechte
Linie nach oben ziehen bis die
Waagerechte durch Punkt J im Punkt K
geschnitten wird. K ist der Betriebspunkt.
6. Die auf dem Punkt K oder darüber
liegende diagonale kvs Linie entspricht
dem gesuchten kvs Wert. In diesem Fall
ist es die kvs-Linie 10.
7. Druckabfall über das Ventil mit kvs 10:
Vom Punkt K' eine senkrechte Linie nach
unten ziehen bis die waagrechte Linie
durch Punkt B (Eingangsdruck 500 kPa)
im Punkt K'' geschnitten wird.
Dann eine diagonale Linie durch K'' legen
und den kritischen Druckabfall 150 kPa
ablesen.
150 kPa sind ca. 30 % (optimal sind
ca. 40 %) vom Eingangsdruck, das ergibt
ein gutes Regelverhalten.
Das nächst kleinere Ventil wäre für die
Regelung günstiger, aber mit einem max.
Massenstrom von 350 kg/h wird der
geforderte Massenstrom nicht erreicht.
6 VD.HB.L1.03 © Danfoss 7/03 SIBC/DEBC

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
Abmessungen
max. 22
DN L H D h 1 h 2 h 3 d Gewicht
mm mm mm mm mm mm mm kg
15 130 383,5 95 97,5 166 120 47e9 6,5
20 150 383,5 105 97,5 166 120 47e9 7,5
25 160 403,5 115 97,5 166 140 47e9 9,0
32 180 403,5 140 97,5 166 140 47e9 11,5
40 200 403,5 150 97,5 141 165 47e9 13,5
50 230 403,5 165 97,5 141 165 47e9 17,0
65 290 514,5 185 87,5 247 180 57e9 25,0
80 310 528,5 200 87,5 246 195 57e9 32,0
100 350 551,5 235 87,5 239 225 57e9 47,0
SIBC/DEBC VD.HB.L1.03 © Danfoss 07/03 7

Datenblatt 3-Wegeventil VK 3
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