Die AKVA sind elektrische Expansionsventile
für Kälteanlagen, die mit Ammoniak betrieben
werden.
Normalerweise werden die AKVA-Ventile durch
Regler des Danfoss ADAP-KOOL®-Programms
angesteuert.
Die AKVA-Ventile werden wie folgt geliefert:
- Ventil
- Spule mit Klemmdose oder Kabel
- Ersatzteile in Form von Oberteil, Düse und
Filter (nur bei Umbau oder Reparatur
notwendig)
Die individuellen Ventilleistungen werden durch
eine in der Typenbezeichnung enthaltenen Zahl
angegeben. Die Zahl entspricht der Düsen-größe
des betreffenden Ventils.
Vorteile• Geignet für HCFC, HFC, R717 (Ammoniak) und
R744 (CO2).
• Das Ventil bedarf keiner Einstellung.
• Breiter Regelbereich.
• Austauchbare Düseneinsatz.
• In einigen Systemen kann AKVA mit Vorteil
als Expansions- und Magnetventil vervendet
werden.
ZulassungenDEMKO, Dänemark
SETI, Finnland
SEV, Schweiz
AKVA 20 sind gemäß dem in der Druckgeräterichtlinie festgelegten europäischen Standard
zugelassen und somit CEgekennzeichnet.
Ein Ventil mit Düse 3 wird beispielsweise mit
AKVA 10-3 gekennzeichnet.
Der Düseneinsatz ist austauschbar.
• Breites Sortiment an Spulen für d.c. und a.c.
• Klassifikation: DNV, CRN, BV, EAC etc.
Für eine aktuelle Übersicht der Zulassungen
der Produkte wenden Sie sich bitte an den
lokalen Danfoss-Vertrieb.
UL Zulassung nach U.S. und Canada
Standarden (besondere Bestell-Nr.)
Datenblatt | Elektrisches Expansionsventil, Typ AKVA 10, 15 und 20
Technische Daten
Die AKVA 10-Ventile decken einen Leistungsbereich von 4 kW bis 100 kW (R 717) ab und sind
in 8 Leistungsgrößen eingeteilt.
Die AKVA 10-Ventilgehäuse sind aus Edelstahl
und haben Schweißanschlüsse.
AKVA-Ventile eignen sich für:
• Überflutete Verdampfung (Hoch-/Niederdruck)
• Pumpenseparatoren
• Direkte Expansion. Siehe Anlage.
Wenn das Ventil auf Kühlern angewandt werden
soll, bitte mit Danfoss Kontakt aufnehmen.
AKVA 15-Ventile haben Flansch-anschlüsse. Die
AKVA 15-Ventiledecken einen Leistungssbereich
von 125 kW bis 500 kW (R 717) und sind in 4
Leistungsgrößen eingeteilt.
AKVA ist geeignet für HCFC, HFC, R717
(Ammoniak) und R744 (CO2).
.
Die AKVA 20-Ventile decken einen Leistungsbereich von 500 kW bis 3150 kW (R 717) und sind
in 5 Leistungsgrößen eingeteilt.
Die AKVA 20-Ventile haben Schweißanschlüsse.
Ventiltyp AKVA 10 AKVA 15 AKVA 20
Zulässige Spannungsabweichung +10 / –15%+10 / –15%+10 / –15%
Schutzart gem. IEC 529 Max. IP 67Max. IP 67Max. IP 67
Arbeitsprinzip
( Pulsbreitenmodulation)
Empfohlene Periodendauer 6 Sekunden 6 Sekunden 6 Sekunden
Leistungsbereich (R717)4 bis 100 kW 125 bis 500 kW 500 bis 3150 kW
Regelbereich
(Kapazitätsbereich)
Anschluß SchweißSchweiß Schweiß
Medientemperatur–50 bis 60°C–40 bis 60°C–40 bis 60°C
Umgebungstemperatur–50 bis 50 °C–40 bis 50 °C–40 bis 50 °C
Undichtheit des Ventilsitzes< 0.02% des kv-Werts< 0.02% des kv-Werts< 0.02% des kv-Werts
MOPD18 bar22 bar18 bar
FilterIntern, 100 µm austauchbarextern, 100 µmextern, 100 µm
Max. Betriebsüberdruck PS = 42 bar gPS = 42 bar gPS = 42 bar g
Prüfdruck PT= 36 bar gPT= 36 bar gPT= 60 bar g
Datenblatt | Elektrisches Expansionsventil, Typ AKVA 10, 15 und 20
Leistung
Korrektur für Unterkühlung
Bereich: – 40 bis 10°C
Ventiltyp
2 4 6 8 10 12 14 16
AKVA 10 - 12.23.13.7 4.14.44.75.05.2
AKVA 10 - 23.54.95.86.57.07.57.98.3
AKVA 10 - 35.67.79.1 10.211.111.912.513.1
AKVA 10 - 49.112.414.716.517.919.220.221.1
AKVA 10 - 514.219.422.925.728.029.931.633.0
AKVA 10 - 623.031.236.441.445.048.150.753.1
AKVA 10 - 736.649.358.165.070.675.379.483.0
AKVA 10 - 859.178.993.5104112120126131
AKVA 15 - 195.7113127138148156163
AKVA 15 - 2153181203221236250261
AKVA 15 - 3231274308335358377395
AKVA 15 - 4383455510555593625655
AKVA 20 - 1383455510555593625655
AKVA 20 - 26127268148869479991045
AKVA 20 - 3959113712751388148215641635
AKVA 20 - 41552183620572239239125232639
AKVA 20 - 52479292132673550378939944174
bei einem Druckabfall über dem Ventil ∆p bar
Die Verdampferleistung muss korrigiert werden,
falls eine von 4K abweichende Unterkühlung vorliegt.
Der aktuelle Korrekturfaktor kann der Tabelle
Leistung in kW
Um die korrekte Leistung zu ermitteln, ist die
Verdampferleistung mit dem Korrekturfaktor zu
multiplizieren.
R 717
entnommen werden.
Dimensionierung
∆t
Korrekturfaktoren für Unterkühlung
Korrekturfaktor2K4 K10 K15 K20 K25 K30 K35 K40 K45 K50 K
R 7171.011.000.980.960.940.920.910.890.870.860.85
Korrigierte Leistung = Verdampferleistung x Korrekturfaktor
u
Um ein bei unterschiedlichen Lastbedingungen
korrekt funktionierendes Expansionsventil
zu erhalten, ist es notwendig, die folgenden
Punkte bei der Dimensionierung des Ventils zu
berücksichtigen:
Bei der Behandlung ist folgende Reihenfolge zu
beachten
1. Verdampferleistung
2. Druckabfall über dem Ventil
3. Korrektur für Unterkühlung
4. Korrektur für Verdampfungstemperatur
5. Bestimmung der Ventilgröße
6. Korrekte Dimensionierung der
Flüssigkeitsleitung
Datenblatt | Elektrisches Expansionsventil, Typ AKVA 10, 15 und 20
Dimensionierung
1. Verdampferleistung
Die Verdampferleistung ist den Spezifikationen
des Verdampferherstellers zu entnehmen.
2. Druckabfall über dem Ventil
Die Leistung wird direkt durch den Druckabfall
über dem Ventil bestimmt und ist daher
entsprechend zu berücksichtigen.
Normalerweise läßt sich der Druckabfall über
dem Ventil als Verflüssigungsdruck abzüglich
∆p
Druckabfall über dem Ventil
Ventil
pk Verflüssigungsdruck
p0 Verdampfungsdruck
∆p1 Druckabfall über der Flüssigkeitsleitung
∆p3 Druckabfall über dem Verteilersystem
∆p4 Druckabfall über dem Verdampfer
Anmerkung!
Der Druckabfall über der Flüssigkeitsleitung und
dem Verteilsystem ist auf Basis der max. Leistung
des Ventils zu berechnen, da das Ventil nach dem
Prinzip der Pulsbreitenmodulation arbeitet.
Verdampfungsdruck und mehrerer anderer
Druckverluste in der Flüssigkeitsleitung, im
Verteiler, im Verdampfer etc. kalkulieren.
Dies wird in folgender Formel ausgedrückt:
∆p
= pk – (p0 + ∆p1 + ∆p3 + ∆p4)
Ventil
Damit ergibt sich folgende Gleichung:
∆p
= pk – (p0 + ∆p1 + ∆p3 + ∆p4)
Ventil
= 13.5 – (1.9 + 0.2 + 0.8 + 0.1)
= 10.5 bar
Beispiel zur Kalkulation des Druckabfalls über
einem Ventil:
Kältemittel: R 717
Das gefundene Ergebnis für den “Druckabfall
über dem Ventil” wird später im Abschnitt
Datenblatt | Elektrisches Expansionsventil, Typ AKVA 10, 15 und 20
Dimensionierung4. Korrektur für Verdampfungstemperatur (t0)
Die Anwendung ist bei der Ermittlung eines korrekt
dimensionierten Ventils zu berück-sichtigen.
Abhängig von der Anwendung sollte das Ventil
etwas überdimensioniert sein, um in bestimmten
Perioden zusätzliche Kälteleistung zur Verfügung
zu haben, z.B. während der Rückgewinnung nach
Abtauvorgängen.
Wird die Ventilgröße für die benötigte
Leistung ausgewählt, gilt zu beachten, dass die
Leistungsangaben der Nennwert des Ventils sind,
d.h. bei 100% geöffnetem Ventil gelten.
In diesem Abschnitt behandeln wir, wie sich die
Ventilgröße bestimmen lässt.
Drei Faktoren spielen bei der Wahl des Ventils eine
Rolle:
- der Druckabfall über dem Ventil
- die korrigierte Leistung (Korrektur für
Unterkühlung)
- die korrigierte Leistung für die Verdampfungs temperatur.
Der Öffnungsgrad des Ventils sollte daher beim
Regeln zwischen 50 und 75% liegen.
Damit wird sichergestellt, daß das Ventil über einen
ausreichend großen Regelbereich verfügt und
damit wechselnde Belastungen am und in Nähe
vom normalen Arbeitspunkt handhaben kann. Der
folgenden Tabelle können die Korrekturfaktoren
für
die Verdampfungstemperatur entnommen werden:
Die drei Faktoren wurden bereits früher in diesem
der Dimensionierung betreffenden Abschnitt
beschrieben. Nach Ermittlung der drei Faktoren
kann die Auswahl durchgeführt werden:
- Zuerst ist die „korrigierte Leistung“ mit
einem der Tabelle zu entnehmenden Wert
zu multiplizieren.
- Setzen Sie den neuen Wert in der
Leistungstabelle gemeinsam mit dem
Wert für den Druckabfall ein.
- Wählen Sie jetzt die Ventilgröße.
Beispiel zur Ventilauswahl
Als Ausgangspunkt dienen die beiden früher
angeführten Beispiele, in denen die beiden
folgenden Werte ermittelt wurden:
∆p
= 10,5 bar
Ventil
Q
0 korrigiert
= 294 kW
Das Ventil soll in einem Solekühler angewandt
werden. Folglich ist 1,2 als „Korrekturfaktor für die
Verdampfungstemperatur“ zu wählen.
6. Korrekt dimensionierte Flüssigkeitsleitung
Um eine korrekte Flüssigkeitsversorgung des
AKVA-Ventils zu gewährleisten, ist eine korrekte
Dimensionierung der Flüssigkeits-leitung zum
jeweiligen AKVA-Ventil vorzunehmen.
Die Durchflussrate der Flüssigkeit darf 1 m pro
Sekunde nicht überschreiten. Dies ist im Hinblick
auf Druckabfall (fehlende Unter-kühlung) und
Die dimensionierte Kapazität beträgt dann:
1.2 x 294 kW = 353 kW.
Wählen Sie jetzt die Ventilgröße aus einer der
Leistungstabellen.
Mit den gegebenen Werten ∆p
= 10,5 bar und
Ventil
einer Leistung von 353 kW ist eine Ventilgröße
AKVA 15 - 4 mit 1 Zoll Schweißflansch zu wählen.
Dieses Ventil verfügt über eine Leistung von
ungefähr 555 kW.
Pulsation in der Flüssigkeits-leitung einzuhalten.
Die Dimensionierung der Flüssigkeitsleitung
bestimmt sich aus der Leistung des Ventils,
die sich aus dem beim Betrieb entstehenden
Druckabfall ergibt (vgl. Leistungstabelle), und
nicht aus der Leistung des Verdampfers, siehe
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Datenblatt | Elektrisches Expansionsventil, Typ AKVA 10, 15 und 20
Funktion
Abmesungen und Gewichte
Die Ventilleistung wird mittels Pulsbreitenmodulation geregelt. Während einer Periode von
6 Sekunden gibt der Regler für eine bestimmte
Zeit ein Spannungssignal an die Ventilspule.
Dadurch wird das Ventil für den Durchfluss von
Kältemittel geöffnet oder geschlossen.
Eingang
Das Verhältnis von Öffnungszeit zu Schließzeit
ist Ausdruck für die aktuelle Leistung. Besteht
ein hoher Bedarf an Kälteleistung, wird das
Ventil nahezu während der gesamten Dauer von
6 Sekunden geöffnet bleiben. Bei geringerem
Kältebedarf ist das Ventil während dieser
Periode nur kurzfristig geöffnet. Die benötigte
Kälteleistung wird vom Regler bestimmt.
Besteht kein Kältebedarf, bleibt das Ventil
geschlossen.
In einigen Systemen kann AKVA mit Vorteil
als Expansions- und Magnetventil
verwendet werden. Siehe Anlage.
Bitte beachten, dass in Betrieb das AKVA-Ventil
immer entweder völlig geöffnet oder ganz
geschlossen ist.
Dieses Betriebsverhalten ist bei der
Auslegung der Anlage immer mit in
Betracht zu ziehen (Rohrbemessung,
Flüssigkeitsdurchflussgeschwindigkeit,
Unterkühlung usw.).
Die folgenden Danfoss-Empfehlungen/
Richtlinien sind zu beachten.
• In 1:1-Anlagen (1 Verdampfer, 1 Verflüssiger
und 1 Verdichter) mit Kühlern mit einer
geringen Kältemittelfüllung oder vor einem
Plattenwärmetauscher installiert ist zu
beachten, dass jedes Mal wenn das AKVAVentil völlig offen oder ganz geschlossen ist,
dies wesentlichen Einfluss auf das gesamte
System hat (zum Beispiel Druckschwingungen
auf der Saugdruckseite).
Bitte darauf achten, dass die Auslegung
eines solchen Systems nicht nur von einer
Komponente abhängt (z.B. dem AKVA).
Andere Faktoren sind in Verbindung mit dem
Gesamtdesign der Kälteanlage ebenfalls von
großer Bedeutung, darunter:
- Flüssigkeitsverteilung im Verdampfer und
dessen Design
- Die totale Verdampferrohr-Lauflänge ist
von eine passenden Länge zu sein, damit
sich die Überhitzungsregelung innerhalb
der gewünschten Zeitperiode (normal 6
oder 3 Sek.) vornehmen lässt.
- Platzierung der Temperaturfühler, um
sicherzustellen, dass dem elektronischen
System auf kurzem Wege ein dauernd
empfangbares Signal zur Verfügung steht.
• Sind druckabhängige Ventile wie PM mit
Pilot CVP usw. zwischen Verdampfer und
Verdichter installiert, kann dies Einfluss auf
die Lebensdauer des PM-Ventils haben,
da der Kolben im PM-Ventil mit dem AKVA
zusammenarbeitet. Kältemitteltyp und
Verdampfer haben großen Einfluss auf die
Größe der Pulsationen nach dem Verdampfer
und vor dem PM-Ventil.
• AKVA ist ein direkt druckunabhängiges Ventil,
im Gegensatz zu TQ, PHTQ und TEAQ, die
alle druckabhängig sind. Werden nicht von
Danfoss hergestellte elektronische Regler
eingesetzt, ist unbedingt auf eine intelligente
und schnelle Regelung zu achten, da sich die
schnellen Druckänderungen nur mittels eines
elektronischen Regelsystems auffangen und
kompensieren lassen.
• Flüssigkeitsleitungen sind unter Berücksichtigung der AKVA-Leistung und nicht der
Verdampferleistung zu bemessen.
• Um Dampfbildung zu vermeiden ist
ausreichende Unterkühlung zu gewährleisten
oder die Flüssigkeitsleitung so zu
bemessen, dass bei offenem AKVA keine
großen Druckabfälle auftreten. Wird keine
ausreichende Unterkühlung erzielt (normal
4K), wird die Lebensdauer des Ventils
beeinträchtigt.
• Bei extrem hohen Sicherheitsanforderungen
(z.B. bei der Niveauregelung in einem
Pumpenseparator) lässt sich zur Vermeidung
von Leckage ein zusätzliches Ventil vor dem
AKVA installieren.
Dazu ist ein Ventil Typ Danfoss EVRAT
einzusetzen.
• Vor AKVA 15 und AKVA 20 ist unbedingt ein
100µm-Filter zu installieren.
• Wenn AKVA auf Kühlern angewandt werden
soll, bitte mit Danfoss Kontakt aufnehmen.