Ventilstationenkonzept für Industriekälteanlagen

„Zeit ist Geld“, das gilt in unserer westlichen Welt heute mehr denn je. Die „ICF“-Ventilstation von Danfoss ist eine kompakte, vorinstallierte und anschlussfertige Lösung, die mit nur zwei Schweißungen direkt einsatzbereit ist. Damit können bis zu zwei Schweißungen eingespart werden. Die Ventilstation bietet damit die gleichen Funktionalitäten wie eine ganze Reihe herkömmlicher Industrieventile zusammen. Mit den Ventilstationen lassen sich mehrere in Reihe montierte mechanisch, elektromechanisch und elektronisch betätigte Ventile ersetzen. Und bei Anwendung des WIG-Schweißverfahrens ist vor dem Einschweißen nicht einmal eine Demontage der Funktionsmodule erforderlich.

Verschiedene Funktionen – nur eine Ventilstation

In einer Ventilstation können bis zu sechs Funktionen integriert werden. Es gibt Gehäuse für maximal vier Hauptfunktionen (M1, M2, M3 und M4), die in Reihe geschaltet sind. Die Bezeichnung hierfür ist „ICF 20-4“ bzw. „ICF 40-4“ für größere Leistungen. Für komplexere Aufgaben sind auch Ventilstationen „ICF 20/40-6“ verfügbar, auf denen bis zu sechs Hauptfunktionen Platz finden. Für die Bestückung einer Ventilstation stehen folgende Funktionen für einen „M“-Hauptfunktionsplatz zur Verfügung: Absperrventil-, Handregelventil-, Filter-, Magnetventil-, elektronisches Expansionsventil-, Handspindel- für Magnetventil, Rückschlagventil-, Absperr-/Rückschlagventil-, Motorventil-Modul, ein Blinddeckel und ein externer Schweißanschlussstutzen. Die seitlichen „P“-Anschlüsse können zusätzlich für ein Schauglas, Druck- oder Temperatursensoren, ein Manometer oder eine Ausgangsleitung benutzt werden. Damit bieten sich nahezu unendliche Möglichkeiten der Kombination und Bestückung. Eine Grundregel bei der Bestückung einer „ICF“-Ventilstation ist, dass sich immer ein Absperrventil oder eine Kombination aus Absperr- und Rückschlagventil am Eintritt und am Austritt des „ICF“ befinden sollte. Dies erleichtert den Service ungemein, da bei jeder Art von Reparatur an der Ventilstation das „ICF“ abgesperrt werden kann. Die strömungstechnisch optimierte Konstruktion und die beidseitige Nutzung der Ventilsitze ermöglicht eine schnelle Evakuierung der Ventilstation, da das Innenvolumen sehr klein gehalten wurde, um Serviceeinsätze zu beschleunigen. Außerdem findet der Servicemonteur alle Regel- und Absperrarmaturen an einer Stelle. Bei einer Großanlage mit vielen „ICF“-Stationen summieren sich diese gewonnenen Zeiten und geringeren Kältemittelverluste schnell zu erheblichen Einsparungen.

Montagedauer – nur ein Bruchteil von traditionellen Lösungen

Mit „ICF“-Ventilstationen sparen Sie neben dem Service aber besonders bei der Erstmontage: bis zu zehn Schweißungen und deren Röntgenprüfung weniger bei einer einzigen Ventilstation. Mit nur zwei Schweißnähten pro „ICF“ ist der gleiche Funktionsumfang realisierbar wie sonst nur bei einer ganzen Reihe von nacheinander eingeschweißten Großkälteventilen. Und da „ICF“ als komplett vormontierte Einheit einschließlich einer werksseitigen Funktions- und Druckprüfung geliefert werden, bietet dieses in jedem Fall maximale Dichtigkeit. Außerdem kann bei Anwendung des WIG-Schweißverfahrens durch den geringeren Wärmeeintrag in die Ventilstation vor dem Einschweißen auf eine Demontage der Funktionsmodule verzichtet werden. Das alles bedeutet eine erhebliche Zeitersparnis bei der Montage.

Ventilauswahl überfluteter Verdampfer

Die „ICF“-Ventilstation ist für maximale Betriebsdrücke bis zu 52 bar bei einer Medientemperatur von -60 bis +120 °C ausgelegt. Damit kann die Station für alle gängigen Kältemittel, NH₃, CO₂ und andere, künftige Hochdruckkältemittel, eingesetzt werden. Durch diese Hochdruckeignung ist das „ICF“-Ventilkonzept äußerst flexibel und für fast alle Anwendungen verwendbar. Somit muss dieser Punkt bei der Auswahl nicht ständig im Auge behalten werden. Außerdem – anstelle mit bis zu sechs verschiedenen Komponenten konfrontiert zu sein, wie bei konventionellen Ventilen der Fall – hat man es bei „ICF“ mit nur einem Gerät und nur einer einzigen Bestellnummer zu tun. Das macht die Auswahl der geeigneten Ventilstation sehr einfach.

Z.B. soll für einen überfluteten Verdampfer eine Ventilkombination ausgewählt werden. Geregelt werden soll im On/Off -Betrieb mittels Thermostat und der Verdampfer soll mit Heißgas abgetaut werden. Rohranschlüsse mit Nenndurchmesser 25mm / 1“ und als DIN-Anschweißstutzen ausgeführt, werden gewünscht. Zusätzlich sollen vier seitliche Ports („P“) für externe Anschlusse vorhanden sein. „ICF 20-6-3“ erfüllt all diese Anforderungen. „ICF 20-6-3“ ist folgendermaßen bestückt: zunächst ein Absperrventil, dann ein Filter zum Auffangen von Schweißperlen und Grobschmutz, danach ein Magnetventilmodul zum Öffnen und Schließen der Ventilstation, dann ein Rückschlagventil, damit nichts mehr aus dem überfluteten Verdampfer zurückfließt (auch nicht bei Heißgasabtauung), dann ein Handregulierventil für die Handeindrosselung des Verdampfers und abschließend wieder ein Absperrventil, um die Ventilstation im Servicefall „abschiebern“ zu können.

Zusätzlich wird am gleichen Verdampfer noch ein Magnetventilspeisemodul für die Heißgasabtauung benötigt. Anschluss an Rohre mit Nenndurchmesser 32mm / 1“ mittels Schweißstutzen nach DIN 2448 und zwei seitliche „P“-Anschlüsse sind erforderlich. „ICF 20-4-9“ ist hier die richtige Wahl. Mit zwei flankierenden Absperrventilen und einem Magnetventilmodul, dem ein Filter vorgeschaltet ist, ist das „ICF 20-4-9“, wie die Bezeichnung (4) sagt, mit vier Hauptmodulen auf M1 bis M4 ausgestattet. In dieser Anwendung kann einer der seitlichen Nebenanschlüsse „P“ dafür verwendet werden, den externen Hochdruck für das „GPLX“-Magnetventil in der Pumpenrücklaufleitung zu liefern. Da bei Pumpenrücklaufleitungen immer besonders auf Druckabfälle geachtet werden muss, sind hier „GPLX-Ventile“ besonders gut geeignet, da sie keinen Mindestdruckabfall benötigen.

Beispiel Trockenexpansion

Natürlich sind selbst Ammoniakanlagen nicht immer als überflutete Systeme ausgeführt. So soll z.B. für einen Verdampfer mit Trockenexpansion und elektrischer Abtauung eine Ventilkombination zur Flüssigkeitseinspritzung mit einem Motorexpansionsventil ausgewählt werden. Der Rohranschluss mit Nenndurchmesser 20 mm / ¾“ soll als Schweißstutzen nach DIN 2448 ausgeführt sein. Zusätzlich werden seitliche Anschlüsse für Schauglas, Drainageanschluss oder Manometer benötigt. Für diese Anwendung ist die Vier-Modulventilstation „ICF 20-4-14A“ ideal geeignet. Dieses „ICF“ besitzt zwei Absperrventile am Eintritt und Austritt und ist mit einem Motorventil als Expansionsorgan bestückt, welches durch ein Filtermodul geschützt wird. Diese Anordnung macht das Motorventil maximal servicefreundlich und reduziert Ausfallzeiten drastisch. Ein solches Modul kann von einem Regler „EKC 315“ angesteuert werden. Der „EKC“ findet durch einen Druck- und Temperatursensor am Verdampferausgang stets den richtigen Überhitzungswert und regelt das Motorventil in der „ICF“-Station entsprechend. Die möglichen Anwendungsbeispiele sind vielfältig und ließen sich noch fast endlos fortschreiben.

Fazit

„ICF“-Ventilstationen sind für praktisch alle Funktionen in Industriekälteanwendungen konzipiert. Sie sind für niedrige und hohe Medientemperaturen ebenso geeignet wie für niedrige und hohe Drücke. Sie können für überflutete Verdampfer, aber auch für Trockenexpansion eingesetzt werden. Selbst Heißgasleitungen stellen kein Problem dar. Diese universelle Eignung, die Serviceorientierung und die massive Einsparung von Schweißnähten bei der Montage machen das „ICF“-Ventilstationenkonzept zu der Lösung schlechthin für moderne Industriekälteanlagen.