Hawle Armaturen GmbH 23. KEBI-Wassermeister-Treffen 18./19. März 2015 Fa. Bräuning, Braunschweig Mediumgesteuerte Druckreduzierventile Ein Ventil für 2 verschiedene Druckzonen Aufbau – Regelung - Kostenvorteile Hawle Armaturen GmbH, Freilassing: Peter Sommerauer, Anwendungstechnik Josef Machens, Aussendienst Unsere Geschichte 1948 Gründung der Firma E. Hawle & Co. durch Engelbert Hawle in Vöcklabruck 1967 Gründung der Hawle KG in Freilassing als 2-Mann-Betrieb Zur Zeit ca. 230 Mitarbeiter 1995 Übernahme der Gießerei in Fürstenwalde Zur Zeit ca. 200 Mitarbeiter Wozu dient ein Regelventil? Folie 5 Hawido regelt den Druck.. ….aber nicht nur ! Regelventile dienen zur Regelung von Druck oder Durchfluss oder Niveau (durch Druck- o. Durchflussregelung) Folie 7 Druckregelung Vordruckregelung, z. B.: • Druckhalteventil • Sicherheitsventil Nachdruckregelung, z. B.: • Druckreduzierventil Folie 8 Durchflussregelung: Auf / Zu-Funktion für einfache Mengensteuerung, z. B.: • Schwimmerventil • Auf / Zu-Ventil elektrisch gesteuert Stufenlose Mengenregelung, z. B.: • Niveaukontrollventil • Regelventil stufenlos elektrisch gesteuert Folie 9 Weitere Funktionen Pumpenschutzventil Rohrbruchsicherungsventil Rückflussverhinderungsventil Mengenbegrenzungsventil Folie 10 Sonderausführungen Sonderausführungen und kombinierte Funktionen sind möglich. Folie 11 Anwendungsgebiete • Trinkwasser z. B. Trinkwasserversorgung, Wasserwerk • Brauchwasser (Reinheitsgrad von Trinkwasser) z. B. Bewässerung, Brandschutzanlagen • Mindesteingangsdruck: 1 bar • Mindestdruckdifferenz: ca. 1 bar Die genannten Punkte sind wichtig für die Funktionssicherheit von eigenmediumgesteuerten Regelventilen! Folie 12 Aufbau der eigenmediumgesteuerten Regelventile Folie 13 Aufbau des Hawido-Ventils 4 1. Hauptventil, bestehend aus: • Gehäuseunterteil, • Ventildeckel, • bewegliche Innenteilen 2 3 •2. Steuerkreis mit Steuerleitungen •3. Steuerventil •4. Zubehör 1 •Pos. 2 + 3 bestimmen immer die Funktion des Regelventils Aufbau des Hauptventils 1 Optischer Stellanzeiger 2 Deckel 3 Deckelführung 4 Druckanschluss-Gewinde 5 Feder 6 Mutter 7 Membrane 8 Druckscheibe 9 Dichtungsträger 10 Sitz-Dichtung 11 Gegensitz 12 Sechskantschraube 13 Spindel 14 Sitz 15 Führungszapfen 16 O-Ring 17 Gehäuse 18 Druckanschluss-Gewinde (Eingang) 19 Druckanschluss-Gewinde (Ausgang) Folie 15 Sortimentsbreite und -tiefe DN PN 10 1 1/2" 2" 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 Hilfsventile 16 25 40 Die wichtigsten Typen und Grössen sind ab Lager verfügbar. Bauformen: gerades Ventil Folie 17 Eckventil Korrosionsschutz: Epoxy-Wirbel-Sinter-Beschichtung nach GSK Epoxy-Wirbel-Sinter-Beschichtung entsprechend den Güte- und Prüfbestimmungen der Gütegemeinschaft Schwerer Korrosionsschutz von Armaturen und Formstücken durch Pulverbeschichtung e.V. (GSK) Nürnberg www.gsk-online.de Folie 18 langlebig - Dank einzigartiger HawleBeschichtung - Da alle Komponenten aus Edelstahl sind - dank speziellen Korrosionsschutzanschlüsse - …. Hawle Regelventile Eigenmediengesteurtes Ventil zur Druck- oder Durchflussregelung Funktion Auf / Zu Grundstellung Ohne Druck auf der Eingangsseite schliesst die Feder das Ventil Ventil öffnet Das Wasser drückt das Ventil auf Ventil schliesst Ist der Druckanschluss mit der Ventilkammer verbunden, so kann Wasser in diesen Raum fliessen und die Spindeleinheit schliesst das Ventil. Weshalb ? Hydrostatik (Kräfte auf Membrane) Fläche über der Membrane A1= 600 mm2 Fläche unter der Membrane A2= 400 mm2 F1 F2 ( Kraft F = kg pro mm2) F1 F2 10N x 600 mm2 = mm2 10N x 400 mm2 = mm2 = 6000 N = 4000 N Schliessvorgang Ablauf des Schliessvorganges Ansteigen von p2 - Reaktion Regelvorgang beim ansteigen des Ausgangsdruckes: • Ausgangsdruck p2 steigt (weil der Verbrauch sinkt) • Steuerventil schliesst • Ventilkammer füllt sich • Ventil schliesst – der Ausgangsdruck p2 sinkt auf den eingestellten Sollwert Absinken von p2 - Reaktion Regelvorgang beim absinken des Ausgangsdruckes: • Ausgangsdruck p2 sinkt (weil der Verbrauch zunimmt) • Steuerventil öffnet • Ventilkammer entleert sich • Ventil öffnet und der Ausgangsdruck p2 steigt auf den eingestellten Sollwert Hawle Regelventile Das Hawle Regelventil schützt das Rohrleitungsystem indem es … ..den Eingansdruck (P1) regelt • Druckablass (1400) • Druckhaltung ..den Ausgangsdruck (P2) regelt • Druckreduzierung (1500) ..den Durchfluss regelt • Mengenbegrenzung (1300) oder …den Wasserstand regelt • Auf/Zu- Funktion (1600) Druckreduzierung (Ausgansdruck regulieren) 100 m = 10 bar 50 m = 5 bar 2 bar Druckhaltung /-ablass (Eingansdruck regulieren) 50 m = 5 bar 3,4, 5 bar Durchflussregelung (Mengen regulieren) 100 m = 10 bar 50 m = 5 bar l/min Auf/Zu Ventile (Wasserstandsregulierung) Becken füllen Produkteauswahl Druckregulierung [P1 u/o P2] Mengenregulierung [Q] Eingangsdruck Ausgangsdruck Wasserstandsregulierung [Auf/Zu] Kombinationen Automation [Volt/mA/..] Druckmanagement spart bis 65% Wasserverluste Wasserverlustmanagement Druckmanagement Aktive Lecksuche Reparatur InfrastrukturManagment Weshalb W-Verluste reduzieren? • Hygienische Gründe (Verunreinigung) • Versorgungstechnisch Gründe (Verfügbarkeit) • Ökologische Gründe (Ressourcen) • Wirtschaftliche Gründe (Kosten) • Rechtliche Gründe (Sicherheit) Normen & Richtline • DVGW W 392 • ÖVGW W63 • IWO Richtlinie • Generell lois 2 • ……… Wasserverluste EU Wasserverbrauch / Kopf Ausgewählte Länder in m³/Person/Jahr Luxembourg : 90 Deutschland : 390 Italien : 910 China : 2100 Wasserverluste Berechnung der WV Kennzahlen Berechnung Wasserverlustrate in % Jährliche Verluste [m3] / Jährliche Einspeisung [m3] reale Wv pro km Leitungslänge der Versorgung Jähr. Verluste [m3] / Versorgungs L [km] x 8760 [h] Reale Wv pro Hausanschluss pro Tag Jähr. Verluste [m3] / Anz. HA x 365 [T] Reale Wv pro Haus-A. pro Tag – pro Höhenmeter Jähr. Verluste [m3] / Anz. HA x 365 [T] x Ø Versorgungsdruck [m] Arten von W-Verluste Erkennbar Nicht erkennbar 20% 80 % •Kleine Risse in K-stoff Rohren •Undichtheiten an Verbindungsstellen • ……… •Alter der Leitung •Material der Leitung •Aggressivität des Mediums Lösung Schnell beheben Druck senken Wasserverlustmanagement Druckmanagement Unvermeidbare Verluste Reparatur Potentielle einzusparende Verluste InfrastrukturManagment Aktive Lecksuche Druckmanagement L0 = Wv bei Versorgungsdruck P0 L1 = Wv bei Versorgungsdruck P1 P0 = ursprünglicher Versorgungsdruck P1 = veränderter Versorgungsdruck Der Exponent N1 ist die wichtigste Einflussgrösse Quelle : Lambert 2001 / FAVAD John May Bei konstanter Leckgrösse (druckunabhängig) verändert sich die Fliessgeschwindigkeit im Leck in der Quadratwurzel zum Druck. D.h. die W-Verlustrate verändert sich mit P0.5 (N1=0.5). Dieses Verhältnis wird oft herangezogen indem gesagt wird, eine Druckreduktion um 50% hat eine Reduktion des Wasserverlusts um 30% zur Folge. Jedoch werden dabei die unsichtbaren Leckagen stark vernachlässigt. So vergrössern sich z. Beispiel Risse in Kunststoffrohren bei grösserem Druck, was zu viel grösseren Verlusten führt. Deshalb wird die Verlustrate typischer Weise mit P1.5 (N3=1.5) gerechnet. So resultiert bei einer Druckreduktion um 50% eine Reduktion des Wasserverlusts von 65% ! Kosten ersparnis control valves from switzerland Berechnung der Kostenersparnis bei zeitgesteuerter Druckreduzierung Systemdaten Eingabefelder Einheit Wassereinspeisung pro Jahr [total] *Prämisse der Berechnung [m³] realer Wasserverlust pro Jahr (CARL) 0 in • ohne Berücksichtigung der Systemdrücke zu bestimmten Zeiten • ohne Berücksichtigung von Durchschnittsdrücken in verschiedenen Netzzonen • ohne Berücksichtigung des Tag- Nachtverbrauchs • Basierend auf dem dem International anerkannten FAVAD Konzept aus dem Jahr 1984. • unter Verwendung des gewichteten Durchschnittsdruck P1 [m³] [m³] oder in % [km] Gesamtlänge des Versorgungsnetzes realer W-Verlust pro Km #DIV/0! [m3] Anzahl Haushalte [HA] realer W-Verlust pro HA und Tag [l] realer W-Verlust proTag /HA/bar [l] Ø Versorgungsdruckhöhe #DIV/0! #DIV/0! P0 [l] [l] [bar] Zustand des Leitungsnetzes Preis pro m 3 Trinkwasser [€] Nachtabsenkung bei Nacht-Druck P1 [bar] Anzahl Stunden [h] reale Verluste pro Jahr neu #DIV/0! [ m3] Differenz #DIV/0! [ m3] Einsparung pro Jahr* #DIV/0! Nachtabsenkung.. • reduziert die Wv um bis 65% • verlängert die Lebensdauer der Infrastruktur • reduziert das Berst-risiko ..ohne dass die Kunden es merken! Eine Investition die sich rechnet ! Produkte für das DM 1594 für 2 Druckstufen 1515 mit motorgesteuertem Pilotventil 1584 179xxx 2 Druckstufen und Zeitschaltuhr 1584 mit Zeitschaltuhr 1984 2 Stufiges Druckreduzierventil mit Kugelhahn Steuerung 1984 • • • • • • Akkupaket (AKP) • Akku 14.4V / 6.6Ah / • Ladestation Schutzhülle inkl. Verbindungskabel Anwendung Einführung mit Zeitschaltuhr Wochentimer 2 Schaltzyklen (1 Sz= 1xAuf/1xZu) div. Sprachen Ewiger Kalender (inkl. SZ/WZ) Speisung : Input =12V Output = 5V • Ferienhaus Siedlungen • überall wo kein Strom vorhanden kann auch für andere Ventiltypen verwendet werden Herbst 2014 Zusammenfassung • aktives Wasserverlustmanagement lohnt sich • Das Druckmanagement ist das wirkungsvollste und einfachste Mittel • die Kosten werden reduziert • die Lebensdauer wird erhöht • das Risiko wird vermindert • Hawle hat div. Produkte für diese Anwendung • Für Standorte ohne Strom gibt es neu die Ausführung 1584 mit Steuerung und Akku • Die Steuerung kann auch für Auf/Zu Ventile verwendet werden Nachtabsenkung.. Eine Investition die sich rechnet ! Schlafen Sie gut
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