Termostatisk cirkulationsventil med flera funktioner V3-75A MTCV

Termostatisk cirkulationsventil med flera funktioner V3-75A MTCV Introduktion Figur 1 Grundversion A Figur * Självverkande version med automatisk desinficeringsfunktion B * Termometern är ett tillbehör Figur 3 Version med elektroniskt desinficeringsprocessreglering C MTCV är en termostatisk balanserande ventil med flera funktioner som används i cirkulerande tappvarmvatteninstallationer i bostäder. MTCV skapar en termisk balans i tappvarmvatteninstallationer genom att hålla en konstant temperatur i systemet och därmed begränsa flödet i cirkulationsrören till den lägsta nivå som krävs. Samtidigt kan MTCV utföra en desinficeringsprocess med hjälp av funktioner: En automatisk (självverkande) desinficeringsmodul termoelement (figur ). En elektronisk regulator med termiskt ställdon TWA och temperaturgivare Pt 1000 (figur 3). MTCV:s huvudfunktioner Termostatisk balansering av tappvarmvattensystem inom temperaturområdet 35 60 C version A. Automatisk (självverkande) termisk desinficering vid temperaturer över 68 C med säkerhetsskydd av installationen för att förhindra att temperaturen stiger över 75 C (automatisk avstängning av cirkulationsflödet) version B. Automatisk desinficeringsprocess, elektroniskt styrd, med möjlighet att programmera desinficeringstemperaturen och -tiden version C. Automatisk spolning av systemet genom att tillfälligt sänka temperaturinställningen för att öppna MTCV-ventilen helt för ett maximalt flöde. Möjlighet att mäta temperaturen. Förhindrar oönskad manipulering. Konstant temperaturmätning och övervakning version C. Avstängningsfunktion för cirkulationsstammen med tillvalskopplingar med en inbyggd kulventil. Modulär uppgradering av MTCV-ventilen under drift, under trycksatta förhållanden. Service vid behov kan det kalibrerade termoelementet bytas ut. SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 1

Funktion När vattentemperaturen minskar under det inställda börvärdet öppnar termoelementet ventilen och medger ökat cirkulationsflöde. Ventilen är i jämvikt (nominellt flöde = beräknat flöde) när vattentemperaturen har uppnått det värde som är inställt på ventilen. MTCV:s regulatorkarakteristik visas i figur 13, version 1-A. När vattentemperaturen är 5 C högre än börvärdet, upphör flödet genom ventilen. Figur 4 MTCV grundversion A MTCV är en termostatiskt självverkande, proportionell ventil. Ett termoelement (figur 6 pos. 4) är placerat i ventilkäglan (figur 6 pos. 3) för att reagera på temperaturändringar. När vattentemperaturen ökar över det inställda börvärdet expanderar termoelementet och ventilkäglan rör sig mot ventilsätet och därmed minskar cirkulationsflödet. En särskild tätning skyddar termoelementet mot direkt kontakt med vatten, vilket förlänger termoelementets livslängd och säkerställer samtidigt exakt reglering. En säkerhetsfjäder (figur 6, pos. 6) skyddar termoelementet från att skadas när vattentemperaturen överskrider börvärdets temperatur. Figur 5 Exempel på MTCV(grundversion/placering i tappvarmvattensystem för bostäder Konstruktion 1. Ventilhus. Fjäder 3. Ventilkägla 4. Termoelement 5. O-ring 6. Säkerhetsfjäder 7. Inställningsring 8. Inställningsratt 9. Plugg som täcker inställningen 10. Kägla för desinficeringsmodulen 11. Säkerhetsfjäder 1. Plugg för termometer 13. Plugg för desinficeringsmodulen Figur 6 Konstruktion grundversion A VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 SMT/SI

Funktion Den monterade desinficeringsmodulen öppnar automatiskt en bypass på Kv = 0,15 m 3 /h, vilken medger flödet för desinficeringen. I A-versionen av MTCV är denna bypass alltid stängd för att undvika sedimentering av smuts och kalcium. MTCV kan därför uppgraderas med desinficeringsmodulen även efter en lång tids drift i A-versionen utan risk för att bypassen är blockerad. Figur 7 Självverkande MTCV-version med automatisk termisk desinficeringsfunktion B * Termometern är ett tillbehör MTCV:s standardversion A kan enkelt och snabbt uppgraderas till termisk desinficeringsfunktion mot Legionella-bakterien i tappvarmvattensystem. Efter borttagning av pluggen för desinficeringsmodulen (figur 6, pos. 13) (detta kan utföras under arbetsförhållanden, under tryck) kan den termostatiska desinficeringsmodulen monteras (figur 9 pos. 17). Desinficeringsmodulen styr flödet enligt dess regulatorkarakteristik, (figur 13 version B-1) och utför därvid en termisk desinficering av tappvarmvatteninstallationen. Regulatormodulen i grundversion A arbetar inom temperaturområdet 35 60 C. När varmvattnets temperatur stiger över 65 C startar desinficeringsprocessen vilket betyder att flödet genom MTCV-ventilens huvudsäte upphör och bypassen öppnas för desinficeringsflödet. Regulatorfunktionen utförs nu av desinficeringsmodulen, som öppnar bypassen när temperaturen är högre än 65 C. Desinficeringsprocessen utförs tills temperaturen 70 C har uppnåtts. När varmvattnets temperatur stiger ytterligare, minskas flödet genom desinficeringsbypassen (processen med termisk balansering av installationen under desinficering) och när temperaturen 75 C uppnås, upphör flödet. Detta för att skydda varmvatteninstallationen mot korrosion och avlagring av kalk samt för att minska risken för skållning. En termometer kan som tillval monteras både i version A och B för att mäta och kontrollera det cirkulerande varmvattnets temperatur. Figur 8 Schema över en varmvatteninstallation med cirkulation självverkande version. SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 3

Konstruktion 1-13 Såsom beskrivs i figur 6 14 Bypass för desinficering 15 Termometer 16 Kopparpackning 17 Desinficeringsmodul Figur 9 Självverkande version B* * Termometern är ett tillbehör Funktion Figur 10 Version med elektroniskt reglerad desinficeringsprocess C MTCV-versionerna A och B kan uppgraderas till en elektroniskt reglerad desinficeringsprocess (version C). Efter borttagning av pluggen för desinficeringsmodulen (figur 6, pos. 13) kan adaptern monteras (figur 1, pos. 1) och termoställdonet TWA kan monteras. En temperaturgivare Pt 1000 måste monteras i termometerhuvudet (figur 1, pos. 19). Termoställdonet och givaren ansluts till den elektroniska regulatorn CCR- vilken medger en ändamålsenlig och effektiv desinficeringsprocess i varje cirkulationsstam. Huvudregulatormodulen arbetar inom temperaturområdet 35 60 C. När desinficeringsprocessen/termiska vattenbehandlingen startar, reglerar CCR- flödet genom MTCV via termoställdonet TWA. Fördelarna med en elektroniskt reglerad desinficeringsprocess är: Full reglering av desinficeringsprocessen i varje enskild stam. Optimering av den totala desinficeringstiden. Alternativt val av temperatur för desinficeringen. Alternativt val av tid för desinficeringen. Direkt mätning och övervakning av vattentemperaturen i varje enskild stam. Gör det möjligt att ansluta till regulatorn i värmeunderstationen eller pannrummet (dvs. Danfoss ECL) eller till en BMS (RS 485). B a Figur 11 A) Indirekt värmeanslutning med parallellt momentant system för tappvarmvattenproduktion för bostäder oberoende CCR--system B) Indirekt värmeanslutning med parallellt momentant system för tappvarmvattenproduktion för bostäder beroende CCR--system 4 VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 SMT/SI

Konstruktion 1-13 Såsom beskrivs i figur 6 18 Bypass (stängt läge) 19 Temperaturgivare (Pt 1000) 0 Kopparpackning 1 Adapter för anslutning av termoställdon TWA Figur 1 Version med elektroniskt reglerad desinficeringsprocess C Tekniska data Max. arbetstryck...10 bar Provtryck...16 bar Max tilloppstemperatur...100 C k VS vid 0 C: - DN0...1,8 m3/h - DN15...1,5 m3/h Hysteres...1,5 K Material och delar i kontakt med vatten: Ventilhus...Rödgods (rg 5) Fjäderhus etc... DZR-kopparlegering O-ringar... EPDM Fjäder, käglor...rostfritt stål Beställning Ventil grundversion A DN 15 DN 0 Best.nr 003Z0515 003Z050 Tillbehör och reservdelar Tillbehör Kommentar Best.nr Termostatisk desinficeringsfunktion B DN 15/DN 0 003Z101 G ½ Rp ½ 003Z107 Kopplingar med avstängningsventil (kulventil för 5 mm insexnyckel), DN 15 G ¾ Rp ¾ 003Z108 Termometer med adapter DN 15/DN 0 003Z103 Uttag för ESMB Pt 1000 DN 15/DN 0 003Z104 Adapter för termoställdon DN 15/DN 0 003Z10 003Z3850 CCR -regulator se även kapsling VD.57.U3.0 Temperaturgivare ESMB universal Temperaturgivare ESMC-kontakt Lödnipplar Cu 15 mm Lödnipplar Cu 18 mm Kopplingar för Pex-rör 15 mm Kopplingar för Pex-rör 18 mm* Lödnipplar Cu mm Lödnipplar Cu 8 mm Kopplingar för Pex-rör mm* Termoställdon TWA-NC, 30 V Termoställdon TWA-NC, 4 V se även kapsling VD.57.U3.0 DN 15 Inv. gänga R 1/" * Pex DN 18 endast DN 0 Inv. gänga R 3/4" * Pex DN endast se även kapsling VD.57.U3.0 087B1184 087N0011 003Z1034 003Z1035 003Z1036 003Z1037 003Z1039 003Z1040 003Z1041 088H311 088H3110 SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 5

Regulatorkarakteristik Förinställning 50 C Normal Desinficering Flöde K vs Version B Version C K vdis Version A K vmin 5 35 45 55 65 75 85 Figur 13 Regulatorkarakteristik för MTCV Temperatur C Grundversion A Version B: Kv min = 0,15 m 3 /h min. flöde genom bypassen när huvudregulatormodulen är stängd *Kv dis = 0,60 m 3 /h för DN 0, *Kv dis = 0,50 m 3 /h för DN 15 max. flöde för desinficeringsprocessen vid temperaturen 70 C. Version C: *Kv dis = 0,60 m 3 /h för DN 0 och DN 15 flöde genom MTCV när desinficerings- modulen är helt öppen (reglering vid termoställdonet TWA-NC). * Kv dis Kv under desinficeringsprocessen Huvudregulatorinställningar 1 Inställningsring 4 3 1 Ring med ett referensvärde 3 Plastlock skydd mot oönskad manipulering 4 Hål för skruvmejsel 5 Temperaturinställningsskruv insexnyckel,5 mm 6 Referenstemperaturens inställningsvärde 5 6 Figur 14 MTCV:s temperaturinställning Temperaturområde: 35-60 C MTCV är fabriksinställd på 50 C Temperaturinställningen kan göras efter borttagning av plastlocket (3), genom att lyfta det med en skruvmejsel i hålet (4). Temperaturinställningsskruven (5) måste vridas med en insexnyckel så att den önskade temperaturen matchar skalan med referensvärdet. Plastlocket (3) måste tryckas tillbaka på plats när inställningen har gjorts. Vi rekommenderar att den inställda temperaturen regleras med en termometer. Varmvattentemperaturen från det sista tappstället på stammen måste mätas*. Skillnaden mellan den uppmätta temperaturen vid det sista tappstället och den temperatur som är inställd på MTCV beror på värmeförluster i cirkulationsröret mellan MTCV och tappstället. * Om TVM-ventiler (termostatiska blandningsventiler) finns installerade måste temperaturen mätas före TVM-ventilen. 6 VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 SMT/SI

Inställningsförfarande Den temperaturinställning som krävs på MTCV beror på den temperatur som krävs vid det sista tappstället och värmeförlusterna från tappstället till MTCV i samma stam. Exempel: Temperatur som krävs vid sista tappstället: 48 C Värmeförluster från sista tappstället till MTCV: 3 K Krävs: korrekt inställning av MTCV Lösning: korrekt inställning av MTCV: 48 3 = 45 C Obs! Efter ny inställning används termometern för att kontrollera om den temperatur som krävs vid tappstället har uppnåtts och MTCV:s inställning korrigeras därefter. Tryck- och flödesdiagram MTCV DN 15 Differenstryck 1 bar, DN 15 Tilloppstemperatur C Inställning vid 35 C Inställning vid 50 C Inställning vid 60 C Figur 15 Tabell 1 Tilloppstemperatur C Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C kv (m 3 /h) 65 60 55 50 45 40 0 6,5 57,5 5,5 47,5 4,5 37,5 0,181 60 55 50 45 40 35 0,366 57,5 5,5 47,5 4,5 37,5 3,5 0,54 55 50 45 40 35 30 0,711 5,5 47,5 4,5 37,5 3,5 0,899 50 45 40 35 30 1,06 47,5 4,5 37,5 3,5 1,14 45 40 35 30 1,331 4,5 37,5 3,5 1,40 40 35 30 1,487 37,5 3,5 1,505 35 30 1,505 3,5 1,505 30 1,505 Differenstryck 1 bar, DN 15 desinficeringsprocess 80 Tilloppstemperatur C 75 70 65 60 Version B Version C 55 0 0.10 0.0 0.30 0.40 0.500 0.60 Figur 16 Kv (m 3 /h) SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 7

Tryck- och flödesdiagram MTCV DN 0 Differenstryck 1 bar, DN 0 Tilloppstemperatur C Inställning vid 50 C Inställning vid 35 C Inställning vid 60 C Figur 17 Tabell Tilloppstemperatur C Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning Förinställning 60 C 55 C 50 C 45 C 40 C 35 C kv (m 3 /h) 65 60 55 50 45 40 0 6,5 57,5 5,5 47,5 4,5 37,5 0,17 60 55 50 45 40 35 0,336 57,5 5,5 47,5 4,5 37,5 3,5 0,556 55 50 45 40 35 30 0,738 5,5 47,5 4,5 37,5 3,5 0,91 50 45 40 35 30 1,106 47,5 4,5 37,5 3,5 1,86 45 40 35 30 1,440 4,5 37,5 3,5 1,574 40 35 30 1,671 37,5 3,5 1,737 35 30 1,778 Differenstryck 1 bar, DN 0 desinficeringsprocess 80 Tilloppstemperatur C 75 70 65 60 Version Version C Figur 18 55 0 0.10 0.0 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 Kv m 3 /h 8 VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 SMT/SI

Beräkningsexempel Exempel: Beräkningen utförs för en 3-våningsbyggnad med 8 stammar. Alla formler som används beskrivs i bakgrunds - kapitlet Termisk balans (datablad VD.57.X1.0). Följande antaganden gjordes för att förenkla beräkningen: Värmeförluster per meter rör, q 1 =10 W/m (*) (* vid beräkning krävs att värmeförlusterna beräknas enligt landsspecifika standarder). Normalt beror värmeförlusterna på: - Rörets dimension - Isoleringsmaterialet - Omgivande temperatur där röret är placerat - Isoleringens effektivitet och tillstånd Varmvattnets inloppstemperatur, T sup = 55 C Temperaturfallet över systemet, T= 5 K Avståndet mellan stammar, L = 10 m Stammarnas höjd, I = 10 m Installationsschema såsom visas nedan: Figur 19. Installationsschema I Normal drift V o Beräkning: Beräkning av värmeförluster i varje stam (Qr) och samlingsrör (Qh) Qr = l stam x q = (10 + 10) x 10 = 00 W Qh = l horis. x q = 10 x 10= 100 W I tabell 3 visas beräkningarnas resultat: V c V = c. Vo.. Vo+ Vp V p Tabell 3 I stammar Värmeförluster Totalt i varje I samlingsrör del ΣQ totalt Stamfaktor Flöde i varje del Totalt flöde Stam Qr (W) Q h (W) (W) (W) Vo (l/h) Vc (l /h) 1 00 100 300 400 36 41 00 100 300 100 0,09 38 376 3 00 100 300 1800 0,1 40 339 4 00 100 300 1500 0,1 43 99 5 00 100 300 100 0,14 47 56 6 00 100 300 900 0,18 5 10 7 00 100 300 600 0,5 63 157 8 00 100 300 300 0,4 94 94 SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 9

Det totala flödet i det cirkulerande varmvattensystemet beräknas med formel 1 (se bakgrunds -kapitlet Termisk balans, datablad VD.57.X1.0). Q V = r c w t hw ΣQ totala värmeförluster i installationen, (kw) sålunda: total V C.4 = 1 4.18 5 = 0,114 l/s = 41 l/h Totala flödet i varmvattensystemet är: 41 l/h cirkulationspumpen ska dimensioneras för detta flöde. Flödet i varje stam beräknas med formel 4 (se bakgrunds -kapitlet Termisk balans, sidan 4, datablad VD.57.X1.0). Flödet i stam nummer 1: Q V o o = V c Q + Q sålunda: 00 V 0 1 = 41 00 + 100 o p = 35,84 l/h 36 l/h Flödet de övriga stammarna ska beräknas på samma sätt. Tryckfallet i systemet Följande antaganden gjordes för att förenkla beräkningen: - Linjärt tryckfall, p l = 60 Pa/m (Det linjära trycket är det samma för alla rör) - Lokalt tryckfall är lika med 33 % av det totala linjära tryckfallet, p r = 0,33 p l sålunda: p r = 0,33 60 = 19,8 Pa/m 0 Pa/m - Vid beräkningen användes p basic = p r + p l = 60 + 0 = 80 Pa/m - Lokalt tryckfall över MTCV beräknas på grundval av: 0.01 V Δp 0 MTCV Kv =, där: Kv enligt figur 19, sidan 10 i detta fall Kv = 0,366 m 3 /h för förinställningen 50 C V & 0-flödet genom MTCV vid flödestemperaturen 50 C (l/h) När det dimensionerande flödet har beräknats, används figur 17 på sidan 9. Obs! Vid beräkning av tryckfallet över ventilen måste det cirkulerande vattnets temperatur beaktas. MTCV Multifunction Thermostatic Circulation Valve (termostatisk cirkulationsventil med flera funktioner) har ett variabelt Kv-värde som är beroende av två värden: den förinställda temperaturen och tilloppstemperaturen. När tilloppstemperaturen V & 0 och Kv är kända, beräknas tryckfallet över MTCV med följande formel: 0.01 V Δp 0 MTCV Kv = sålunda: Δp MTCV 0.01 94 = 0.366 = 6.59 kpa p MTCV = (0,01 x 94/0,366 ) = 6,59 kpa Differenstryck över pumpen: *p pump = p krets + p MTCV = 14,4 + 6,59 = 1 kpa Där: p krets - tryckfall i kritisk krets (tabell 4) *p pump - omfattar tryckfallet över alla anordningar i cirkulationsinstallationen såsom: panna, filter etc. Tabell 4 Stam Tryckfall Över MTCV I stammar I samlingsrör p krets V 0 -flöde mmtcv tryckfall Totalt tryck pump (kpa) (kpa) (kpa) (l/h) (kpa) (kpa) 1 1,6 1,6 14,4 36 0,97 1,6 1,6 1,8 38 1,07 3 1,6 1,6 11, 40 1,19 4 1,6 1,6 9,6 43 1,38 5 1,6 1,6 8,0 47 1,64 1 6 1,6 1,6 6,4 5,01 7 1,6 1,6 4,8 63,96 8 1,6 1,6 3, 94 6,59 10 VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 SMT/SI

Beräkningsexempel II Desinficering Värmeförlusterna och tryckfallet bör beräknas med hänsyn till nya förhållanden. - Varmvattnets inloppstemperatur vid desinficering T des = 70 C - Omgivningstemperatur *T omg = 0 C (*T omg enligt obligatorisk standard och norm) 1. Värmeförlusterna. (Se bakgrunds -kapitlet Termisk balans, sidan, formel 1, datablad VD.57.X1.0) q 1 = K j x l x T 1 K j x l = q 1 / T 1 för normala processen q = K j x l x T K j x l = q / T Sålunda: T q = q1 T 1 T = q1 T för det givna fallet: desinficeringsprocessen dis sup T T amb amb 70 C 0 C q = 10 (W/m) = 14.3 W/m 55 C 0 C Under desinficeringsprocessen ökar värmeförlusterna med cirka 43 %.. Flöde som krävs Under desinficeringsprocessekvensen (steg för steg) ska endast den kritiska kretsen beräknas. För det givna fallet: Q dis = Q r + Q h Q des = ((10+10) + (8 10)) 14,3 W/m = 1 430 W = 1,43 kw Flödet: 1.43 V dis = = 0.0684 l/s = 46 l/h 4.18 5 3. Det tryck som krävs Det tryck som krävs under desinficeringsprocessen ska kontrolleras p dispump = p des(krets) + p MTCV där: 0.01 V Δp 0 MTCV Kv = sålunda: 0.01 46 ΔpMTCV = = 16.81kPa 0.6 På grund av lägre flöden jämfört med normala förhållanden (41 l/h), ska tryckfallet i installationen, p krets beräknas om. rw Δp = x där: w vattnets hastighet (m/s) Genom att jämföra förhållandena under normal drift och desinficering kan man uppskatta: V p dis dis = pbasic V där: V des desinficeringsflödet (l/h) V C normala flödet (l/h) c Sålunda: - för första delen av installationen 1 46 p dis = 80 = 9 Pa/m 41 Denna beräkning ska utföras för alla kritiska kretsar. I tabell 5 visas resultatet av beräkningen. För den kritiska kretsen: p des(krets) = 0,57 + 0,68 + 0,84 + 1,08 + 1,48 +,0 + 3,93 + 1,9 = 3,70 kpa p despump = p des(krets) + p MTCV = 3,70 + 16,81 = 49,51 kpa Pump ska väljas så att den omfattar båda kraven: Normal drift V 0 = 41 l/h och p pump = 1 kpa Desinficeringsdrift V 0 = 46 l/h och P pump = 49,51 kpa Tabell 5 Tryckfall i kretsen under desinficeringsprocessen Flöde (l/h) Nytt tryckfall Längd Tryckfall Normal Desinficering (Pa/m) (m) (kpa) 41 46 9 0 0,57 376 46 34 0 0,68 339 46 4 0 0,84 99 46 54 0 1,08 56 46 74 0 1,48 10 46 110 0,0 157 46 196 0 3,93 94 46 548 40 1,9 3,70 Totalt tryckfall i kritisk krets 3,70 SMT/SI VD.57.Y6.07 Danfoss 06/010 11

Mått Inner-gänga a A H H1 L L1 Vikt ISO 7/1 mm kg DN 15 R p 1/ R p 1/ 79 19 75 15 0,58 DN 0 R p 3/4 R p 3/4 9 19 80 30 0,65 Figur 0 E-mail: danfoss@danfoss.se www.danfoss.com/sweden 1 VD.57.Y6.07 Produced by Danfoss A/S 06/010