Regulierventile

Lange Zeit galt die störungsfreie Funktion eines Heizungs- oder Kühlsystems als ausreichendes und einziges Kriterium für den Betrieb der Anlage. Mit den aktuell steigenden Energiepreisen und einem stetig zunehmenden Umweltbewusstsein auf Seiten der Verbraucher reicht diese Betrachtung jedoch längst nicht mehr aus. Der effiziente, energiesparende Betrieb eines Systems ist heutzutage genauso wichtig wie dessen einwandfreie Funktion.

Und in dieser Hinsicht gibt es in Deutschland in zahlreichen Anlagen noch viel Potential für eine Verbesserung der Situation. So lässt sich beispielsweise allein mit einer präzisen Temperaturregelung der Energieverbrauch um bis zu 18 % reduzieren. Werden zusätzlich die Durchflussmengen genau auf den jeweiligen Wärme- bzw. Kühlbedarf abgestimmt, sind auch bei der Pumpenenergie Einsparungen von bis zu 40 % sowie eine Halbierung der Energieverluste im Heizungsrücklauf möglich. Ein weiterer positiver Effekt der bedarfsorientierten Regelung der Wassermengen ist zudem die deutliche Verbesserung des Komforts für den Nutzer durch angenehme und stabile Raumtemperaturen.

Eine Lösung für die präzise und bedarfsorientierte Regelung selbst komplexer Heizungs- und Kühlsysteme ist der Einsatz druckunabhängiger Einregulier- und Regelventile. Diese sichern nicht nur einen energiesparenden und störungsfreien Betrieb der Anlage, sondern bieten darüber hinaus weitere Vorteile. Zum einen eignen sich die Armaturen für die Mengenregelung von Verbrauchern und für Einspritzschaltungen, zum anderen verfügen sie im Gegensatz zu Standardventilen über einen integrierten Differenzdruckregler. Dieser gleicht Schwankungen des anstehenden Differenzdrucks selbstständig aus und gewährleistet so eine gleichbleibend hohe Ventilautorität. Des Weiteren begrenzen vollständig geöffnete Ventile automatisch den Durchfluss auf den eingestellten Maximalwert und sorgen auf diese Weise zuverlässig für einen korrekten hydraulischen Abgleich. Hochwertige Produkte zeichnen sich zusätzlich durch Merkmale wie eine leichte Installation sowie die einfache Dimensionierung ohne aufwendige Berechnungen aus. Hinzu kommt bei vielen Modellen die Option, die Ventile auch zu umfassenden Messungen und somit zur Systemdiagnose und -optimierung zu nutzen. U.a. bietet IMI Hydronic Engineering dafür Armaturen, die bereits werkseitig mit selbstdichtenden Messnippeln zur Durchführung unterschiedlicher Messungen ausgestattet sind.

Passende Dimensionierung durch große Modellvielfalt

Das druckunabhängige Einregulier- und Regelventil „TA-Modulator“ des Herstellers gehört zu den innovativen Produkten am Markt und bietet daher mehr als die bisher genannten Vorteile. So verfügt das Ventil beispielsweise über einen differenzdruckunabhängigen Regler mit einer gleichprozentigen Ventilkennlinie (EQM-Charakteristik) über den gesamten Regelbereich, sodass eine sehr präzise Temperaturregelung mit einer hohen Autorität erreicht wird. Die Dimensionierung erfolgt schnell und einfach über eine in den technischen Daten enthaltene Durchflusstabelle. Eine Vielzahl zur Verfügung stehender Modelle für verschiedene Druckklassen und Durchflussmengen erleichtert dabei eine den Anforderungen entsprechende Auswahl sowohl in kleinen als auch in großen und komplexen Heiz- und Kühlsystemen. Hinzu kommt eine leichte Installation, da die erforderliche Voreinstellung ohne Hilfswerkzeug direkt am Handrad vorgenommen und abgelesen werden kann. Auch das Absperren erfolgt mithilfe des Handrads.

Die Ventile der Marke IMI TA ermöglichen zudem eine direkte Ermittlung der aktuellen Durchflussmenge, die beispielsweise zur Erstellung bzw. Vervollständigung einer normgerechten Dokumentation notwendig ist. Darüber hinaus lässt sich an dem hydraulisch ungünstigsten Ventil der Mindestdifferenzdruck kontrollieren und dadurch der optimale Betriebspunkt der Pumpe bestimmen, was sich wiederum positiv auf den Energieverbrauch und die Energiekosten auswirkt. Generell kann mithilfe exakter Durchfluss- und Differenzdruckmessungen die Funktionalität und Betriebsweise der Ventile schnell und einfach überprüft werden. Des Weiteren bieten die entsprechenden Messdaten eine zuverlässige Grundlage für eine zielgerichtete Fehlersuche und -analyse. Mit diesen Mess- und Diagnosemöglichkeiten tragen die Ventile in Kombination mit ihrer präzisen und stabilen Regelgenauigkeit insbesondere in weit verzweigten Systemen oder in unzureichend dokumentierten Bestandsinstallationen wesentlich zu einem sicheren und energieeffizienten Anlagenbetrieb bei.

Bessere Regelergebnisse mit optimal passendem Stellantrieb

Die Einstellung des Durchflusses kann entweder mechanisch am Ventil erfolgen oder im Stellantrieb programmiert werden. Für exakte Regelergebnisse ist daher eine sichere und spielfreie Verbindung zwischen beiden Geräten unerlässlich. Dies ist vor allem gewährleistet, wenn beide Komponenten vom selben Hersteller stammen. Das Unternehmen aus Erwitte bietet beispielsweise mit dem digitalen Stellantrieb „TA-Slider“ eine hochwertige Lösung, die sich besonders schnell und einfach konfigurieren lässt. Dazu hat der Hersteller einen extern anzuschließenden Dongle entwickelt, der das Kommunikationsprotokoll auf den Stellantrieb überspielt. Die Konfiguration erfolgt über die unternehmenseigene, kostenfreie App „HyTune“ auf dem Smartphone, anschließend werden die Daten via Bluetooth auf den Dongle übertragen. Ein weiteres charakteristisches Merkmal der App ist die leichte und intuitive Bedienung. So sind beispielsweise Standardwerte immer voreingefügt, sodass diese Daten nur in Ausnahmefällen angepasst werden müssen. Regelmäßige Updates und Erweiterungen garantieren die sichere Funktion sowie eine stetige Anpassung an die Bedürfnisse der Nutzer. 

Mit dem Dongle lässt sich jedes Protokoll beliebig oft überspielen, sodass die Konfiguration mehrerer Stellantriebe selbst in großen Anlagen schnell, einfach und sicher erfolgt. Da die Datenübertragung in beide Richtungen funktioniert, ist auch eine Fehlerdiagnose bzw. Überwachung der Anlage möglich. Dafür zeichnet ein im Stellmotor integrierter Speicher die letzten zehn Fehler auf, die sich mit Zeitangabe auslesen lassen. Die Kontrolle und Diagnose erfolgt dabei menügeführt in der App, das erleichtert deren Ausführung wesentlich und erhöht somit die Betriebssicherheit. Darüber hinaus stehen auch Versionen des Stellantriebs für die Datenübertragung über gängige BUS-Protokolle zur Verfügung. Vorkonfektionierte Kabel für einige Modelle ermöglichen die einfache und zeitsparende Installation sowie die leichte Integration in BACnet-MS/TP- und Modbus-RTU-Systeme. Ferner können die kleinen Modelle bis DN 32 des „TA Slider 160“ auch als KNX-Version geliefert werden, und größere Antriebe der Serie sind ModBus-TCP- oder BacNet-IP-fähig.

Der Stellantrieb verfügt zudem über eine automatische Ventilhuberkennung und die Möglichkeit, den Hub auf einen frei wählbaren Wert zwischen 20 und 100 % zu begrenzen. Eine individuelle Hubbegrenzung über einen Durchfluss- oder KV-Wert ist ebenfalls realisierbar. Insgesamt ermöglichen mehr als 200 Einstelloptionen die Anpassung von Ein- und Ausgangssignalen, Regelcharakteristik, Digitaleingängen, Relais sowie zahlreichen weiteren Parametern an die speziellen Systemanforderungen. Des Weiteren zeichnet sich das Produkt durch einen Ventilblockierschutz, eine Ventilblockageerkennung sowie eine Sicherheitsstellung aus. 

Zuverlässige Lösung auch für Change-Over-Systeme

Eine besondere Situation ist gegeben, wenn Heizen und Kühlen über das gleiche, sprich ein 4-Leiter-System im Change-Over-Betrieb stattfinden. Hierbei kommen verstärkt kompakte 6-Wege-Ventile zum Einsatz, die den Verbraucher – eine Kühl-/Heizdecke oder einen Fan Coil – je nach Bedarf mit der jeweils erforderlichen Durchflussmenge an Kalt- bzw. Warmwasser versorgen. Da die eingesetzten Armaturen die Aufgaben von bis zu vier Durchgangsventilen übernehmen und dabei unterschiedliche Volumenströme für Kühlen und Heizen gleichermaßen berücksichtigen, benötigen sie zur Gewährleistung eines hohen thermischen Komforts eine entsprechend auf den Verbraucher abgestimmte Durchflussregelung.

In Kombination mit einem druckunabhängigen Einregulier- und Regelventil mit EQM-Kennlinie (etwa „TA-Modulator“) sowie einem stetigen Stellantrieb (etwa „TA-Slider 160 Plus“) lassen sich die erforderlichen Maximaldurchflüsse für Heizen und Kühlen automatisch anpassen. Auf diese Weise werden die unterschiedlichen Wassermengen über lediglich einen Stellantrieb und das 6-Wege-Ventil genau passend zum Heiz- bzw. Kühlbedarf zur Verfügung gestellt. So wird mit weniger Armaturen ein besseres Ergebnis erreicht. Für die Anbindung an eine Gebäudeleittechnik ist dabei nur ein Datenpunkt erforderlich. Gleichzeitig sorgt das Einregulier- und Regelventil am Verbraucher für den automatischen hydraulischen Abgleich der beiden Massenströme für Kalt- und Warmwasser. Der im Ventil integrierte Differenzdruckregler gleicht auch hier Differenzdruckschwankungen im Rohleitungsnetz zuverlässig ab und stellt so die richtigen Durchflussmengen für den Verbraucher sicher.