Danfoss ICSH 25-80 Data sheet [de]

Datenblatt

Zweistufiges Magnetventil

Typ ICSH 25–80

Das Zweistufige-Magnetventil ICSH gehört zur ICVFamilie. Es besteht aus einem ICV-Gehäuse, einem ICSFunktionsmodul und einem ICSH-Kopfdeckel mit zwei darin integrierten stromlos geschlossenen (normally closed, NC) EVM-Magnetpilotventilen.

Das ICSH ist für Heißgasleitungen ausgelegt. Es dient zum Öffnen der Heißgasversorgung während der Abtauung. Um evtl. Flüssigkeitsschläge zu vermeiden ist das Ventil so konstruiert, dass es in 2 Stufen öffnet. Beide Stufen müssen von einer übergeordneten Steuerung angesteuert werden, die eine einstellbare Zeitverzögerung ermöglichen.

Schritt 1 (etwa 20% des maximalen Gasstroms) dient dazu, dass sich im Verdampfer gleichmäßig ein Druck aufbaut. Beim nachfolgenden Schritt 2 wird das Ventil vollständig (100%) geöffnet, um den maximalen Gasstrom und damit die volle Abtauleistung zu erzielen.

Das ICSH ist für große Industriekälteanlagen konzipiert, die mit Ammoniak, fluorierten Kältemitteln oder CO2 betrieben werden.

Das ICSH kann vor Ort auf zwei verschiedene Weisen konfiguriert werden.

Abhängige Konfiguration (erste Möglichkeit): Hierbei wird sichergestellt, dass Schritt 2 (vollständige Ventilöffnung) nur eingeleitet werden kann, wenn Schritt 1 mechanisch beendet wurde.

Unabhängige Konfiguration (zweite Möglichkeit): Hierbei kann Schritt 2 unabhängig von der Aktivierung von Schritt 1 eingeleitet werden. Sollten Sie sich für die unabhängige Konfiguration entscheiden, beachten Sie bitte, dass Flüssigkeitsschläge auftreten können, falls Schritt 1 aus irgendeinem Grund nicht ausgeführt wird.

Merkmale	•	Ausgelegt für Industriekälteanwendungen mit
		einem maximal zulässigen Betriebsüberdruck
		von 52 bar g / 754 psig
	• gGeeignet für HFCKW, FKW, R717 (Ammoniak)
		und R744 (CO2)
	•	Anschlussmöglichkeiten
	•	Schweißanschlüsseund Lötanschlüsse
		verfügbar
	•	Gehäuse aus Tieftemperaturstahl
	• Geringes Gewicht und kompakte Bauweise

•Kopfdeckel des ICSH-Hauptventils kann in jede Richtung ausgerichtet werden, ohne dass die Funktion der Pilotventile beeinträchtigt wird

•Stabilisiert die Betriebsbedingungen und verhindert Druckpulsationen während der Öffnung der Heißgasversorgung zur Abtauung

•Manuelle Betätigung möglich

•Ausgezeichnete Ventildichtheit durch PTFE-Sitz

•Wartungsfreundliche Bauweise

•Die Ansteuerung der Pilotmagnetventile kann wahlweise über eine Zweileiterverdrahtung mit integrietiter Zeitschaltuhr oder als 4 Leiterverdrahtung von einer übergeordneten Steuerung erfolgen.

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Datenblatt | Zweistufiges-Magnetventil, Typ ICSH 25–80

Contents	Seite
Merkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	.	.	1
Das ICSH-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	.	.	3

Bauweise (Ventil) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Steuerung und Verdrahtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Werkstoffspezifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Nennleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

ICSH 25 . . . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
Zubehör . . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. 18
Abmessungen	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. 20
Anschlüsse . .	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	. 22

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Zulassungen

Das ICV-Ventilkonzept zielt darauf ab, die globalen Anforderungen der Kältetechnik zu erfüllen.

Das vormontierte ICSH ist CE-, CRNund ULzertifiziert. Für weitere Informationen zu bestimmten Zulassungen wenden Sie sich bitte an Danfoss.

ICSH-Ventil

	Nennweite	≤ DN 25 (1 Zoll)	DN 32 – 80 (11/4– 3 Zoll)
	Klassifiziert für	Fluidgruppe I
	Kategorie	Artikel 4, Absatz 3	II

Das ICSH-Konzept

Das ICSH-Konzept wurde entwickelt, um einen möglichst flexiblen Einsatz von Ventilen zum direkten Einschweißen zu gewährleisten. Für die Ventilgrößen ICV 25 bis ICV 65 sind eine Vielzahl von Anschlussgrößen und -typen erhältlich.

Die Schweißanschlüsse (kein Flansch) garantieren ein geringes Leckagerisiko.

• Es sind fünf Ventilgehäuse lieferbar (ICSH 80 nutzt das ICV-65-Gehäuse).

ICV 25

ICV 32

ICV 40

ICV 50

ICV 65

D

A

SOC

SD

SA

DIN-Anschweißende

ANSI-Anschweißende

ANSI-Schweißmuffe

DIN-Lötanschluss

ANSI-Lötanschluss

Bauweise (Ventil)	Anschlüsse
	Die ICSH-Ventile verfügen über eine Vielzahl von
	Anschlussvarianten:
	• D: Anschweißende, EN 10220
	• A: Anschweißende, ANSI (B 36.10)
	• SOC: Schweißmuffe, ANSI (B 16.11)
	• SD: Lötanschluss, EN 1254-1
	• SA: Lötanschluss, ANSI (B 16.22)

Die ICSH-Ventile sind gemäß den europäischen Vorgaben, die in der Druckgeräterichtlinie spezifiziert sind, zugelassen und verfügen über eine CE-Kennzeichnung.

Weitere Einzelheiten / Informationen zu Einschränkungen finden Sie in der Installationsanleitung.

Werkstoff für Ventilgehäuse und Kopfdeckel

Tieftemperaturstahl

Technische Daten	•	Kältemittel
		Anwendbar für HFCKW, FKW, R717 (Ammoniak)
		und R744 (CO2)
		Temperaturbereich:
		Medien: -60 – 120 °C / -76 – 248 °F
	•	Druck
		Das Ventil eignet sich für einen maximal
		zulässigen Betriebsüberdruck von
		52 bar(g)/754 psig.

• Schritt 1: 20% der Kapazität von Schritt 2 (volle Kapazität)

•Oberflächenschutz

Die äußere Oberfläche des ICSH ist zink-chromatisiert, um einen guten Korrosionsschutz sicherzustellen.

•Minimaler Öffnungsdifferenzdruck

Das ICSH ist ab einem Differenzdruck von 0,2 bar / 2,9 psi über dem Ventil vollständig geöffnet.

•Spulenanforderungen

Beide Spulen müssen die Schutzart IP67 aufweisen.

	ICSH 25-25	ICSH 32	ICSH 40	ICSH 50	ICSH 65	ICSH 80
Kv (m3/h) (volle Kapazität)	11,5	17	27	44	70	85
Cv (USgal/min) (volle Kapazität)	13,3	20	31	51	81	98

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Schritt 2	Schritt 1
Anschluss SII	Anschluss SI
EVM NC	EVM NC

Anschluss P

Verschlussstopfen

A + B

P1

P2

A + B
P		80
	S2	20
S1

1	Abhängige Konfiguration

Schritt 1	Schritt 2	Handspindel
Anschluss SI	Anschluss P	Max. Drehmoment:
EVM NC	EVM NC	15Nm
		Federbelastete
		Düsen-Nadel

Anschluss SII

Verschlussstopfen

A + B Oberseite

Servokolben

3

P1

P2

Kein Gasstrom

Bleed-

Bohrung

P	A + B	80
	S2	20
S1

2

Unabhängige Konfiguration

4

Funktion	Das ICSH dient zum Einleiten der Heißgasabtauung in zwei
	Schritten.
	Schritt 1 (Kapazität 20%) ist für einen gleichmäßigen
	Druckaufbau im Verdampfer vorgesehen. Schritt 2 erfolgt,
	um die volle Kapazität zu erreichen.
	Das Ventil wird von zwei standardmäßigen, stromlos
	geschlossenen EVM-Pilotventilen gesteuert. Die beiden
	EVM werden von einer externen Steuerung wie einer SPS
	gesteuert.
	Die externe Steuerung muss lediglich die beiden EVM-
	Spulen nacheinander unter Einhaltung einer bestimmten
	Zeitverzögerung mit Strom versorgen.
	Die Zeitverzögerung hängt von den jeweiligen
	Bedingungen ab und muss vor Ort bestimmt werden.
	Das Öffnen des ICSH erfolgt über eine Druckdifferenz
	zwischen dem Eingangsdruck P1 und dem Ausgangsdruck
	P2. Damit das Hauptventil vollständig öffnet, ist ein
	Differenzdruck Δp von 0,2 bar / 2,9 psi erforderlich.
	Das ICSH-Hauptventil kann auf zwei verschiedene Weisen
	konfiguriert werden: Abhängige oder unabhängige
	Konfiguration.
	Bei der abhängigen Konfiguration (Abb. 1) kann
	Schritt 2 (vollständige Ventilöffnung) erst erfolgen, wenn
	Schritt 1 erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn Schritt 1 aus
	irgendeinem Grund fehlschlägt, wird das Ventil überhaupt
	nicht geöffnet.
	Das entsprechende Steuerungsprogramm sollte in diesem
	Fall erst die Spule für Schritt 1 und danach die Spule für
	Schritt 2 mit Strom versorgen können.
	Die abhängige Konfiguration wird erreicht, indem Sie die
	beiden EVM in Anschluss SI (Schritt 1) und Anschluss SII
	(Schritt 2) montieren sowie Anschluss P mit einem
	Verschlussstopfen A + B verschließen.
	Bei der unabhängigen Konfiguration (Abb. 2) kann
	Schritt 2 unabhängig von Schritt 1 eingeleitet werden.
	Das entsprechende Steuerungsprogramm sollte in diesem
	Fall ebenfalls erst die Spule für Schritt 1 und danach
	die Spule für Schritt 2 mit Strom versorgen können. Bei
	der Aktivierung von Schritt 2 wird sofort der maximale
	Gasstrom erreicht.
	Achtung:
	Bei dieser Konfiguration können im System
	Flüssigkeitsschläge auftreten - sofern die erste Stufe nicht
	funktionierte!
	Die unabhängige Konfiguration wird umgesetzt, indem Sie
	die beiden EVM in Anschluss SI (Schritt 1) und Anschluss P
	(Schritt 2) montieren sowie Anschluss SII mit einem
	Verschlussstopfen A + B verschließen.

Die Pilotkanäle ermöglichen bei beiden Konfigurationen einen direkten Gasstrom zum EVM für Schritt 1.

Wenn Schritt 1 eingeleitet wird, strömt Gas durch die federbelastete Düsen-Nadel, die auf der Oberseite des Servokolbens anliegt (siehe Abb. 3).

Durch den Gasstrom baut sich oberhalb des Servokolbens ein Druck auf. Der Kolben bewegt sich langsam nach unten und öffnet so das Hauptventil etwas. Die federbelastete Düsen-Nadel bewegt sich mit dem Servokolben ebenfalls nach unten. Nach einigen Millimetern Hub erreicht sie

ihre Endlage, wodurch die weitere Heißgaszufuhr in den Raum oberhalb des Servokolbens unterbrochen wird (siehe Abb. 4).

Die Bleed-Bohrung im Servokolben bewirkt, dass stetig eine bestimmte Menge Gas aus dem Raum oberhalb des Servokolbens abströmt. Dies führt dazu, dass der Servokolben tendenziell wieder schließen würde. Die Bewegung des Servokolbens wird jedoch nun von der

federbelasteten Düsen-Nadel kontrolliert, die die Position des Servoklobens„fixiert“, indem sie die Gasversorgung variiert.

Die federbelastete Düsen-Nadel bewirkt ein Gleichgewicht von zuund abströmendem Gas in/aus dem Raum oberhalb des Servokolbens. Nun wurde Schritt 1 (etwa 20% der vollen Kapazität) abgeschlossen.

Nach einer definierten Verzögerung wird die Spule für Schritt 2 angesteuert.

Bei der abhängigen Konfiguration kann der Gasstrom das EVM für Schritt 2 nur erreichen, wenn das EVM für Schritt 1 geöffnet ist (ordnungsgemäße Funktion).

Bei der unabhängigen Konfiguration kann der Gasstrom das EVM für Schritt 2 unabhängig von der Stellung des EVM für Schritt 1 erreichen.

Wenn Gas durch das EVM für Schritt 2 strömt, strömt es direkt auf den Servokolben und drückt diesen vollständig nach unten. Das Ventil wird vollständig geöffnet.

Bei beiden Konfigurationen schließt das Ventil und bleibt geschlossen, wenn die Spulen stromlos sind.

Das Ventil schließt, indem Gas aus dem Raum oberhalb des Servokolbens über die Bleed-Bohrung abströmt.

Die ICSH Ventile haben wie alle Ventile der ICV Serie eine Handspindel. Durch Drehen der Handspindel in Uhrzeigerrichtung werden die Ventile zwangsgeöffnet.

Achtung:

Die handspindel darf nie mit einem Drehmoment größer 15 Nm betätigt werden.

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Steuerung und Verdrahtung Die beiden Schritte müssen von einer SPS nacheinander zeitverzögert aktiviert werden. Die erforderliche

Zeitverzögerung muss vor Ort festgelegt werden, da die dortigen Bedingungen ausschlaggebend sind.

Die Verdrahtung zwischen der Steuerung und den beiden Spulen kann über ein oder zwei Kabel erfolgen.

Bei einem Kabel ist nur ein Signal von einem zusätzlichen Zeitrelais erforderlich, das wie rechts dargestellt angeschlossen werden muss.

Bei zwei Kabeln muss die SPS nacheinander zwei

Ausgangssignale erzeugen.

Zwei Kabel

						Spule Schritt 2
Spule Schritt 1

Ein Kabel und Zeitrelais

				K1
Spule Schritt 1						Spule Schritt 2
			K1

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Werkstoffspezifikation

8	6
9	11

7	12
10	13
5
	14
4
24
	15
2
3	17
1	18
	19
	16
	20
	21
	22
	23

Nr.	Teil	Werkstoff	EN	ASTM
1	Gehäuse	Tieftemperaturstahl	G20Mn5QT, EN 10213-3	LCC, A352
2	Ventildeckel	Tieftemperaturstahl	P285QH, EN 10222-4	LF2, A350
3	Dichtung	Asbestfreier Faserstoff
4	Dichtung	Aluminium
5	Dichtung	Aluminium
6	EVM NC
7	Dichtung	Nylon
8	Kappe	Stahl
9	Stopper	Nylon
10	Handbetätigung	Stahl
11	Gehäuse der federbelasteten	Edelstahl
	Düsen-Nadel
12	Federbuchse	Edelstahl
13	Feder	Stahl
14	Federbelastete Düsen-Nadel	Edelstahl
15	Düse	Gusseisen
16	Stopfen	Stahl
17	Kolben	Stahl
18	Zylinder	Stahl
19	Feder	Stahl
20	O-Ring	Chloropren (Neopren)
21	O-Ring	Chloropren (Neopren)
22	Kegel	Stahl
23	Ventilteller	PTFE
24	Bolzen	Edelstahl	A2-70, EN 1515-1	A2-70, B1054

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Nennleistungen	Heißgasleitung

Position des Ventils im System (grau gekennzeichnet) Heißgas-Abtauleitung

Druckleitung

Pumpen­ Saugleitung rücklaufleitung

Pumpe

Flüssigkeitsleitung ohne	Flüssigkeitsleitung mit oder ohne
Phasenwechsel	Phasenwechsel

Position des Ventils im System (grau gekennzeichnet)

	Heißgas-Abtauleitung
	Druckleitung
Pumpen­	Saugleitung
rücklaufleitung

Schwerkraft

Flüssigkeitsleitung ohne	Flüssigkeitsleitung mit oder ohne
Phasenwechsel	Phasenwechsel

Position des Ventils im System (grau gekennzeichnet)

Heißgas-Abtauleitung

DX

Saugleitung

Druckleitung

Flüssigkeitsleitung mit oder ohne Phasenwechsel

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Nennleistungen

SI-Einheiten

Berechnungsbeispiel (Leistungen bei R717):

Für eine Anwendung gelten folgende Betriebsbedingungen:

Te = -20 °C

Qo = 90 kW

Tliq = 10 °C

Max. ∆p = 0,4 bar

Tdisch = 60 °C

Die Leistungstabelle basiert auf Nennbedingungen(∆p = 0,2 bar, Tliq = 30 °C,

Pdisch= 12 bar, Tdisch= 80 °C).

Daher muss die tatsächliche Leistung mithilfe eines Korrekturfaktors an die Nennbedingungen angepasst werden.

Heißgasleitung

Korrekturfaktor für ∆p = 0,4 bar: f∆p = 0,71 Korrekturfaktor für Flüssigkeitstemperatur:

fTliq = 0,92

Korrekturfaktor für Tdisch = 60 °C: fdisch = 0,97

Qn = Qo ×f∆p ×fTliq ×fTdisch =

90 ×0,71 ×0,92 ×0,97 = 57 kW

Mithilfe der Leistungstabelle wird ein Funktionsmodul ICS 25-15 mit der Leistung Qn = 73 kW ausgewählt.

US-Einheiten

Berechnungsbeispiel (Leistungen bei R717):

Für eine Anwendung gelten folgende Betriebsbedingungen:

Te = 0 °F

Qo = 18 TR

Tliq = 50 °F

Max. ∆p = 5,8 psi

Tdisch = 120 °F

Die Leistungstabelle basiert auf Nennbedingungen (∆p = 3 psi, Tliq = 90 °F, Pdisch = 185 psi, Tdisch = 180 °F).

Daher muss die tatsächliche Leistung mithilfe eines Korrekturfaktors an die Nennbedingungen angepasst werden.

Korrekturfaktor für ∆p = 5,8 psi: f∆p = 0,72 Korrekturfaktor für Flüssigkeitstemperatur: fTliq = 0,92 Korrekturfaktor für Tdisch = 120 °C: fdisch = 0,95

Qn = Qo ×f∆p ×fTliq ×fTdisch =

18 ×0,72 ×0,92 ×0,95 = 11,3 TR

Mithilfe der Leistungstabelle kann ein Funktionsmodul ICS 25-10 mit der Leistung Qn = 12,0 TR ausgewählt werden.

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