elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Motorlu Vanalar ve Seçim Kriterleri |
Siemens

Soğutma ve ısıtma hatlarında kullanılan vanaları seçerken güvenlik açısından vananın dayandığı maksimum sıcaklık ve soğukluk değerleri gibi hususlara dikkat edilmelidir. Diğer seçim kriterleri ile ilgili detaylar yazının devamında...



A- A+
23.03.2018 tarihli yazı 4962 kez okunmuştur.

Motorlu Vanalar ve Seçim Kriterleri

Motorlu kontrol vana seçimindeki en önemli parametre, öncelikle kullanım yerindeki vana gövde kapasitesinin tayin edilmesidir. Akabinde vana otoritesinin tesisatta uygun öngörülen % otorite aralığına erişmiş olması sağlanmalıdır. Üretici firma vana aktuatörünün ilgili Kvs değerine karşılık gelen dP’de fark basınç kapama basıncı kontrol edilmelidir. Son olarak aktuatör kontrolünde ise uygulama sahası ve sistem hassasiyetine bağlı olarak üç farklı kontrol prensibinden en uygun olanı seçilmelidir.

Bir tesisatı projelendiren mühendisin görevi; var olan veya yeni yapılacak olan bir boru hattında verilmiş çalışma şartları altında, en uygun kontrol imkanını verecek vana, diğer armatürler, vb.. ile en uygun boruları seçmektir. Vanalarda da; debi, çalışma basıncı, sıcaklık, akışkan, korozyon vb.. ile ilgili kabuller ve standartlarla, yönetmeliklerin öngördüğü şartları yerine getirecek armatürün, tipi, anma ölçüsü, anma basıncı, malzemesi vb..’nin tespiti gereklidir.

Siemens'in Motorlu Vana Portföyünde; Strok (Lineer) Vanalar, Kombine Vanalar, Küresel Vanalar, Manyetik Vanalar Rotary Vanalar yer alıyor. Bu yazıda, bahsi geçen vanaların özelikleri, vana ve motor seçerken dikkat edilmesi gerekenler, basınçtan bağımsız kombine vanalar, kombine vana seçim kriterleri, küresel kontrol vanaları incelenmiştir.
 

Şekil 1:  Siemens Motorlu Vana Portföyü

► İlginizi Çekebilir: PICV Kullanımıyla Enerji Tasarrufu

 

Strok (Lineer) Vanalar


Strok vanalar kapama, akış regülasyonu veya akışkan karışımı çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.

Strok vanalar ağırlıklı olarak havalandırma ve iklimlendirme uygulamaları enerji üretimi, dağıtımı veya tüketiminde kullanılır.

 

Avantajlar


 Yüksek sıcaklık ve basınç gibi zor koşullar altında bile yüksek güvenilirlik ve uzun servis ömrü
  Hızlı kurulum ve servis sırasındaki kolay tamir için işletme ve pozisyonun görüntülenmesi
  Siemens laboratuvarlarında sertifikalandırılan ürün kalitesi
  Geçmiş yıllarda geriye dönük uyumluluk sayesinde basit sistem modernizasyonu


Şekil 2: Siemens Strok (Lineer) Vanalar

 

Uygulamalar


► Yerden ısıtma
 Radyatör
 Soğuk tavan
► VAV
 Fan coil
 Zon kontrol
 İçme suyu
 Isıtma grupları
 Klima santralleri
 Bölgesel ısıtma
 Kazan
 Chiller


Ek Özellikler


 İçme suyu sertifikalı (VXG41..)
 Bypass üç yollu vana
 Isı transfer akışkanları için uygun
 Tüm kontrol sinyalleri ile çalışabilen motorlar
 Yay geri dönüş özelliği olan motorlar


Şekil 3: Motorlu Vana Uygulamaları

 

Vana Seçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler


Debi (Q) ;


 Vana içerisinden, birim zamanda geçen su miktarıdır. Genelde m3/h ya da l/h cinsinden belirtilir.

 Debi suyun aktığı kesit alanı (boru,vana) ve suyun akış hızı ile doğru orantılıdır. Su akarken geçtiği kesitin alanın değişmesiyle debi değişmez. Bu yüzden V1=V2 ‘dir. V2'de küçülen kesit alanıyla suyun hızı artmış olur.

 Suyun akış hızının artmasıyla iki nokta arasındaki basınç farkı da (∆p; kPa/bar) artar.

 Vana seçilirken asıl dikkat edilmesi gereken, bu hız artışından kaynaklanan basınç kaybını belirli bir seviyenin altında tutmaktır. Yüksek basınç kayıbı, vananın kontrol kabiliyetinin azalmasına, vanadan ses çıkmasına ve motorun kapatamamasına neden olur. Genelde bu değerin 0,15-0,25 bar arasında olması istenir.)


Şekil 4: Debi (kesit alanı ve su hızı ile doğrı orantılıdır)


Kvs;


 kvs, vanadan 1bar basınç kaybı altında geçen debi miktarıdır.
► Vananın kvs ‘si ne kadar yüksek olursa aynı debide oluşan fark basıncı o kadar az olur. Bir diğer deyişle, vana aynı su miktarını (debi) daha az direnç göstererek geçirebilir. Bu vananın iç yapısının akışa daha elverişli tasarlandığını gösterir.


Şekil 5:  Kv ve Fark Basıncı
 

 

Sıcaklık farkı ∆T


Soğutma ve ısıtma hatlarında kullanılan vanalarda debiyi belirleyen faktörlerden birisi de gidiş ile dönüş suyu arasındaki sıcaklık farkıdır. Sıcaklık farkının düşmesiyle gerekli su debisi artacaktır. Aynı seviyede enerji (Kw) ‘nin sisteme verilebilmesi için daha çok su miktarına ihtiyaç duyulacaktır. Bu yüzden, genelde 5 derece olan sıcak farkı, soğutma hatlarındaki debinin ısıtmadan daha yüksek olmasına neden olur.

Q = m.c. ∆T (deltaT azaldıkça, aynı Q(kw) için m(m3/h) artacaktır.
 



Basınç Sınıfı


► Vananın dayanabildiği statik basınç değerini gösterir. Tesisatta bu değer, binanın yüksekliği ve pompanın basma yüksekliği gibi faktörlerle belirlenir.

 PN6, PN16, PN25, PN40 v.s. gibi değerler bar cinsinden vananın basınç dayanımlarıdır.

 Bu değerin, fark basıncı (deltaP) ve debi ile bir ilgisi yoktur. Vananın kapatma kabiliyeti bu değerden etkilenmez.
 

Şekil 6: Statik Basınç
 

 

Maksimum Sıcaklık dayanımı 


► Vananın dayanabildiği maksimum sıcaklık değeridir. (90ºC, 130ºC v.s)
 

Vana tipi


 Strok (Lineer); Vana milinin lineer bir çizgi üzerinde hareket ettiği vanalardır.
► Rotary; Vana milinin bir eksen üzerinde döner hareket (rotasyon) ettiği vanalardır.

Şekil 7: Strok (Lineer) ve Rotari Vanalar

 

Akış Karakteristiği


 Lineer; Vana açıklığı ile akış oranı eşittir. Örneğin vana %50 açıklıkta iken, maksimum debinin %50’si geçer.

► Eşit Yüzdesel; Bu tip vanalarda debi miktarı vananın açıklığı ile artar. Örneğin vana %50 açıklıkta iken debinin %20 ‘si geçer. Vana ilk açıldığında, açıklığına oranla daha az debi geçirirken, açıklık arttıkça debi artış hızı da artar.

Hızlı açılan; Bu tip vanalarda, eşit yüzdesel vanaların tersine, debinin artış hızı vana açıklığı ile azalır. Örneğin vana %50 açıklıkta iken debinin %80’i geçer. Vana ilk açıldığında, açıklığına oranla daha fazla debi geçirirken, açıklık arttıkça debi artış hızı azalır.


Şekil 8: Akış Karakteristiği

 

Şekil 9: Örnek Hesaplama
 

 

Motor Seçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler


Vana tipi;

Vana tipine uygun motor seçilmelidir.

 Lineer motor
► Rotary motor

Lineer motor;


 Strok boyu (mm) – Vana milinin tam açık ve tam kapalı halde iken hareket ettiği mesafedir.

 Kapama basıncı (kPa) – Vananın kapatabildiği maksimum basınç kaybıdır. (deltaP)

 Kapama kuvveti (N) – Vana milinin kapama için uyguladığı kuvvettir. Kapama kuvveti arttıkça vananın maksimum kapayabildiği basınç ta artar.

 Kontrol tipi – on/off, 0..10V oransal, 3-nokta yüzer.

► Diğer faktörler – bağlantı ölçüleri, IP koruma sınıfı, maks. sıcaklık, işletme gerilimi (Örn. AC 24V), motor tipi (elektrikli, termal, manyetik, hidrolik), yedek anahtar (aux. Switch)

Rotary motor;

 Tork (Nm) ; Vananın rotasyon hareketi sırasında uyguladığı kuvvetle orantılıdır.

 Kapama basıncı (kPa) – Vananın kapatabildiği maksimum basınç kaybıdır. (deltaP)

 Kontrol tipi – on/off, 0..10V oransal, 3-nokta yüzer.
 

 

Basınçtan Bağımsız Kombine Vanalar (PICV)



Şekil 10: Siemens PICV Vanalar

 

Avantajlar


 Kolay planlama ve enerji-verimli HVAC sistemlerinin devreye alınması
 Kesintisiz debi ve yüksek fark basınç aralığı sayesinde esnek planlama
 Basit boyutlandırma, ayarlama, basitleştirilmiş hidrolik balanslama ve kolay devreye alma
 Bağımsız basınç kontrolü sayesinde sistem genişletilmesi için ideal

 

Uygulamalar


 Radyatör
 Soğuk tavan
 VAV
 Fan coil
 Zon kontrol
 Isıtma grupları
 Klima santralleri
 Bölgesel ısıtma
 

Ek Özellikler


 Tüm kontrol sinyalleri ile kullanılabilen motorlar
 Yay geri dönüş özelliği olan motorlar


Yeni ve Eski Hidrolik Dizayn Karşılaştırması


Eski-Geleneksel Hidrolikler


Eskiden kullanılırdı. Günümüzde hâlâ bazı kullanım alanları bulunmaktadır.

Isıtma serpantinleri:

3 yollu vana enjeksiyon devresi

Sağlanan havanın sıcaklığı geleneksel 3 yollu vana ile kontrol edilir. Birincil ve ikincil devreye kurulan bir manuel balans vanası ile hidrolik dengenin kurulması sağlanır.

Sonuç:
Hesaplama ve ayarlama gerektirdiği için hidrolik balansın sağlanması çok fazla efor gerektirir. Ayrıca, sadece boyutlandırma doğru ise verimli çalışır.
Şekil 11: Eski Tip Tesisatlar

 

Yeni-Modern Hidrolikler


Günümüzde birçok farklı alanda kullanılmaktadır.

Gelecekte de kullanımının arttırılması için öneriler yapılmaktadır.

Isıtma serpantinleri:

2 yollu vana enjeksiyon devresi (PICV) Isıtma serpantininin sıcaklığı bir enjeksiyon devresi ve PICV kullanılarak belirlenir. Bu durumda, birincil devrede hat kontrol vanası gerekli değildir.

Sonuç:

Kompleks hidrolik balans hesaplamaları gerektirmez. Ayrıca, birincil devrede kontrol vanaları bulunmaz.
Şekil 12: Yeni Tip Tesisatlar

 

Şekil 13: Siemens PICV Vana Yapısı

 

Kombine Vana Seçim Kriterleri


 Talep edilen debi (l(h) : Fan-coil örneğinde genel olarak ısıtma ve soğutma yükleri verilir. Q=m.c.deltaT formulünden yüke karışılık gelen debi miktarı hesaplanır. Kombine vana tablosundan uygun hat çapına denk gelen kombine vana debiye göre seçilir.


Şekil 14: Siemens PICV Teknik Verileri

 Minimum deltaP (∆Pmin – kPa) ; Kombine vananın basınçtan bağımsız sabit debi sağlayabilmesi için gerekli minimum basınç kaybıdır. Kombine vanaların min. basınç kayıpları ne kadar düşük olursa pompaya o kadar az yük biner.


Şekil 15: Siemens PICV Teknik Verileri

 

Küresel Kontrol Vanaları


Avantajlar


► Kolay kullanım sayesinde hızlı ve hatasız devreye alma
 Düşük tork, sürtünme ve iyi nominal akış kvs değeri sayesinde yüksek verimlilik
 Küreye entegre vana karakteristiğine bağlı olarak arttırılmış kirlilik direnci
 Kullanıcıya özel adaptasyonlar ve motorların esnek seçimi


Şekil 16: Siemens Küresel Vanalar
 

 

Uygulamalar


► Soğuk tavan
 VAV
 Fan coil
 Zon kontrol
 İçme suyu
 Isıtma grupları
 Klima santralleri
 

Ek özellikler


 Motorlar kablo uzunluğu, kablo tipi, logo ve konnektör sistemleri ile üreticilere göre uyarlanabilir.
 Motorların yay geri dönüş özelliği olmalıdır.
► Kontrol vanaları eşit yüzdesel akış karakterine sahiptirler ve oransal kontrole uygundurlar.


Şekil 17: Küresel Kontrol Vanaları
 

Şekil 18: Küresel Kontrol Vanaları



Şekil 19:  Siemens 6 - Yollu Vana

6-yollu vana uygulama örneği: Bu vana sayesinde 4 borulu sistemlerde fan-coil’ler ısıtma ve soğutma için tek serpantinle kullanılabilir.


Şekil 20: 6-Yollu Vana Uygulama Örneği

Kaynak: 

 

Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar