Streckenkennlinien Diagramm

Der a-Wert beschreibt die Wärmeübertrager-Kennlinie: wie stark die Leistung Q̇ nichtlinear vom Volumenstrom V̇ abhängt.

V̇/V̇₁₀₀ = a·q / ((1 − q) + a·q)

Dabei ist q = Q̇/Q̇₁₀₀ der Leistungsanteil. Bei a = 1 ist die Kennlinie linear. Je kleiner a, desto stärker ist sie gekrümmt: Schon wenig Durchfluss bringt viel Leistung (a = 0.4: 50 % Leistung bei rund 29 % Durchfluss). Werte über 1 krümmen sie in die Gegenrichtung.

Nicht verwechseln mit der Ventilautorität (PV-Wert). Den a-Wert liefert der a-Wert-Rechner.

Die Ventilautorität gibt an, welcher Anteil des Druckverlusts der geregelten Strecke am voll geöffneten Ventil abfällt, jeweils bei Nennvolumenstrom.

PV = Δp_V100 / (Δp_V100 + Δp_var)

Δp_var ist der Druckverlust der übrigen Strecke mit veränderlichem Volumenstrom, ohne Ventil.

Je höher die Autorität, desto genauer folgt der Volumenstrom der Ventilkennlinie. Bei tiefer Autorität reagiert er bei kleinem Hub stark und bei grossem Hub kaum noch. Den Wert liefert der Rechner «Ventilautorität (PV / KVS)».

Der Kennlinienparameter n_gl bestimmt die Krümmung der gleichprozentigen Ventilkennlinie. Er hängt von der Bauart ab und steht im Datenblatt des Ventils (Standard 3).

V = e^{n_gl·(H − 1)}

Gleichprozentig heisst: Gleiche Hubänderungen verändern den Volumenstrom um den gleichen Prozentsatz. Je grösser n_gl, desto weniger fliesst bei kleinem Hub und desto mehr ändert sich im oberen Hubbereich. Beispiel n_gl = 3: Bei halbem Hub fliessen e^−1.5 ≈ 22 %.

Wirkt nur auf die gleichprozentig-linearen Kennlinien (mittlere Diagrammspalte).

Das Stellverhältnis S_v = k_vs/k_vr ist das Verhältnis vom grössten zum kleinsten noch regelbaren Durchfluss. Es hängt von der Bauart ab; übliche Herstellerwerte liegen bei 100–150.

Im Diagramm legt S_v den Startpunkt fest: Bei H = 0 beginnt die Kennlinie mit V = 1/S_v und nicht bei null. Für die lineare Grundkennlinie gilt:

V = 1/S_v + (1 − 1/S_v)·H

Je grösser S_v, desto näher liegt der Start bei null und desto feiner regelt das Ventil auch kleine Volumenströme (S_v = 100: Start bei 1 %). Wirkt auf beide Grundkennlinien.

Der Übergang ist die Hubstellung, ab der die gleichprozentig-lineare Kennlinie vom linearen Anfangsbereich in den gleichprozentigen Hauptbereich wechselt. Eingabe als Anteil des Hubs: 0.3 = 30 % (im Diagramm «Üg. = 30 %»).

Bis dahin verläuft die Kennlinie als Gerade ab 1/S_v, danach ohne Sprung nach

V = e^{n_gl·(H − 1)}

Der lineare Anfangsbereich entspricht realen Ventilen: Sie bleiben bei kleinem Hub gut regelbar und sprechen nicht sprunghaft an. Datenblätter nennen etwa «0…30 % linear, 30…100 % gleichprozentig», das entspricht 0.3.

0 ergibt eine rein gleichprozentige, 1 eine durchgehend lineare Kennlinie. Wirkt nur auf die mittlere Diagrammspalte.