Kv und Kvs-Wert (Durchflusskoeffizient) bei Ventilen

Ventile sind allgegenwärtig in unserem täglichen Leben. Ob in Wasserhähnen, an Heizkörpern oder in Bewässerungsanlagen im Garten – sie steuern den Fluss von Flüssigkeiten und Gasen. Ein wichtiger Kennwert zur Beschreibung der Leistungsfähigkeit eines Ventils ist der Kv-Wert. Dieser Ratgeber soll Ihnen eine verständliche Einführung in die Welt des Kv-Wertes bieten, seine Bedeutung erläutern und Ihnen zeigen, wie Sie mit dem verwandten Kvs-Wert sogar Durchflussmengen selbst berechnen können.

1. Was ist der Kv-Wert?

1.1 Die Grundlagen: Wasserfluss und Widerstand

Stellen Sie sich vor, Sie lassen Wasser durch ein Rohr laufen und regulieren den Fluss mit einem Wasserhahn. Der Hahn ist im Grunde ein Ventil, das den Wasserstrom entweder ganz öffnet, teilweise drosselt oder vollständig absperrt. Je weiter Sie den Hahn aufdrehen, desto mehr Wasser kann hindurchfließen. Umgekehrt bietet ein fast geschlossener Hahn einen größeren Widerstand gegen den Wasserfluss. Der Kv-Wert ist eine Kenngröße, die uns dabei hilft zu verstehen, wie viel Wasser ein bestimmtes Ventil bei einem bestimmten Widerstand durchlässt. Er ist sozusagen ein Maß für die "Durchlässigkeit" eines Ventils.

1.2 Die offizielle Definition (vereinfacht dargestellt)

Der Kv-Wert, auch als Durchflussfaktor oder Durchflusskoeffizient bezeichnet, gibt an, wie viel Wasser innerhalb einer Stunde durch ein Ventil fließen kann, wenn der Druckunterschied vor und hinter dem Ventil etwa 1 bar beträgt und die Wassertemperatur zwischen 5 °C und 30 °C liegt. Genauer gesagt, definiert die Norm diesen Wert bei einer Druckdifferenz von 0,98 bar. Diese standardisierten Bedingungen ermöglichen es, die Leistungsfähigkeit verschiedener Ventile miteinander zu vergleichen.

Vorraussetzungen dieser Definition:

• Durchfluss von Wasser: Gemeint ist die Menge an Wasser, die in einer bestimmten Zeit durch das Ventil strömt. Die Einheit für den Kv-Wert ist in der Regel Kubikmeter pro Stunde (m³/h). Für kleinere Ventile kann der Wert auch in Litern pro Minute (l/min) angegeben sein. Stellen Sie sich einen Eimer vor, der unter einem Wasserhahn hängt. Der Kv-Wert würde angeben, wie viele dieser Eimer pro Stunde gefüllt werden könnten, unter den genannten Testbedingungen.

• Druckdifferenz: Dies ist der Unterschied im Wasserdruck, der vor und nach dem Ventil gemessen wird. Ein Druckunterschied entsteht, weil das Ventil dem Wasserfluss einen gewissen Widerstand entgegensetzt. Stellen Sie sich vor, das Wasser wird mit einem bestimmten "Schwung" in das Ventil gedrückt und kommt mit etwas weniger "Schwung" wieder heraus. Diese Reduzierung des "Schwungs" ist die Druckdifferenz. Der Kv-Wert ist auf eine Druckdifferenz von etwa 1 bar standardisiert.

• Etwa 1 bar (genau 0,98 bar): Dieser Wert ist eine standardisierte Messbedingung. Er ermöglicht es, verschiedene Ventile unter gleichen Voraussetzungen zu testen und ihre Durchflusskapazitäten zu vergleichen. In der Praxis wird oft vereinfacht mit einem Druckabfall von 1 bar gerechnet.

• Wassertemperatur von 5 °C – 30 °C: Innerhalb dieses Temperaturbereichs bleibt die Dichte von Wasser relativ konstant, sodass sie die Messung des Kv-Wertes nicht wesentlich beeinflusst. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass sich die Dichte von Wasser bei höheren Temperaturen leicht verringert, was den Durchfluss beeinflussen kann.

1.3 Kv vs. Kvs: Den Unterschied verstehen

Es ist wichtig, zwischen dem Kv-Wert und dem Kvs-Wert zu unterscheiden. Der Kv-Wert bezieht sich auf den Durchfluss bei einem bestimmten Öffnungsgrad des Ventils, auch als Hub bezeichnet. Stellen Sie sich einen Wasserhahn vor, den Sie nur halb aufgedreht haben – das ist ein bestimmter Öffnungsgrad, und der zugehörige Durchfluss würde durch einen bestimmten Kv-Wert beschrieben.

Der Kvs-Wert hingegen (manchmal auch Kv100 genannt) ist der Kv-Wert, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist, also bei einem Öffnungsgrad von 100 %. Wenn Sie den Wasserhahn ganz aufdrehen, erreichen Sie den maximal möglichen Durchfluss für diesen Hahn, und dieser maximale Durchfluss wird durch den Kvs-Wert angegeben. Der Kvs-Wert ist daher ein Maß für die maximale Kapazität eines Ventils bei einer Druckdifferenz von 1 bar bzw. 0,98 bar. Hersteller geben in der Regel den Kvs-Wert für ihre Ventile an, um den maximal möglichen Durchsatz zu kennzeichnen.

Ein Ventil kann viele verschiedene Kv-Werte haben, je nachdem, wie weit es geöffnet ist. Es hat aber nur einen Kvs-Wert, nämlich den bei maximaler Öffnung. Stellen Sie sich einstellbare Regulierventile vor, die in Heizungsanlagen verwendet werden. Diese Ventile haben für jede Voreinstellungsstufe einen eigenen Kv-Wert, aber nur einen Kvs-Wert, der dem Durchfluss entspricht, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist.

2. Bedeutung des Kv-Wertes für Endverbraucher

Während der Kv oder der Kvs-Wert in der Industrie, im Heizungsbau und im Sanitärbereich eine wichtige Größe zur Auswahl des richtigen Ventils spielt, ist der nutzen für Endverbraucher meist überschaubar, da in den meisten Systemen der Druckverlust und die Durchflussmenge keine so große Rolle spielen. Allerdings können mit einer richtigen Dimensionierung der Rohrleitungen und der Ventile eine effektivere Leistung in der automatischen Gartenbewässerung, der Teichtechnik oder dem Poolbau erzielt werden, indem die benötigte Pumpenleistung auf ein Minimum reduziert wird.

2.1 Begegnung von Ventilen in alltäglichen Systemen

Auch wenn der Begriff Kv-Wert zunächst technisch klingt, begegnet er uns in vielen Systemen, die wir täglich nutzen:

• Heizungsanlagen: Ventile mit Kv-Werten steuern den Fluss des Heizwassers zu Heizkörpern und Fußbodenheizungen. Thermostatventile beispielsweise regeln die Wärmeleistung, indem sie den Durchfluss des Heizwassers anpassen.
• Wasserversorgung: In den Wasserleitungen unseres Hauses regeln Ventile den Fluss von kaltem und warmem Wasser zu Wasserhähnen, Duschen und Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen und Geschirrspülern.
• Gartenbewässerung: Magnetventile mit bestimmten Kvs-Werten steuern die Wasserzufuhr zu Rasensprengern oder Tropfbewässerungssystemen.
• Pool- und Teichsysteme: Ventile regulieren die Wasserzirkulation, Filterung und den Zufluss oder Abfluss von Wasser.

Das Verständnis des Kv-Wertes hilft, die Funktionsweise dieser Systeme besser zu verstehen und gegebenenfalls Probleme zu erkennen oder Verbesserungen vorzunehmen.

2.2 Die Wahl des richtigen Ventils für die Aufgabe

Der Kv-Wert, insbesondere der Kvs-Wert, ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl des richtigen Ventils für eine bestimmte Anwendung. Wenn Sie beispielsweise einen Pool schnell befüllen möchten, benötigen Sie ein Ventil mit einem hohen Kvs-Wert, das einen großen Wasserdurchfluss ermöglicht. Für eine präzise Steuerung eines geringen Durchflusses, etwa in einem Tropfbewässerungssystem, wäre ein Ventil mit einem niedrigeren Kv-Wert möglicherweise besser geeignet. Die Hersteller geben den Kvs-Wert oft in den technischen Daten ihrer Ventile an, sodass Sie diese Information bei der Auswahl berücksichtigen können.

2.3 Probleme vermeiden: Unzureichender oder übermäßiger Durchfluss

Die Wahl eines Ventils mit einem ungeeigneten Kv- oder Kvs-Wert kann zu verschiedenen Problemen führen:

• Unzureichender Durchfluss: Wenn das Ventil zu klein dimensioniert ist (einen zu niedrigen Kvs-Wert hat), kann nicht genügend Flüssigkeit oder Gas für den gewünschten Zweck hindurchfließen. Das kann sich beispielsweise in einem schwachen Duschstrahl oder einer ineffizienten Heizung bemerkbar machen.
• Übermäßiger Durchfluss: Ein zu großes Ventil (mit einem zu hohen Kvs-Wert) kann zu einem unkontrollierten oder ineffizienten Durchfluss führen, was möglicherweise Schäden verursachen oder unnötig Energie verbrauchen kann.
• Ineffizienter Systembetrieb: In Pumpensystemen kann ein falsch dimensioniertes Ventil zu einem ineffizienten Betrieb der Pumpe und damit zu einem höheren Energieverbrauch führen.

Daher ist es wichtig, den benötigten Durchfluss für eine Anwendung zu kennen und ein Ventil mit einem passenden Kv- oder Kvs-Wert auszuwählen.

3. Kv-Werte bei verschiedenen Arten von Ventilen

3.1 Ventile sind in praktisch allen Rohrleitungen zu finden

Ventile sind in einer unglaublichen Vielfalt von Anwendungen zu finden, von einfachen Wasserhähnen bis hin zu komplexen industriellen Anlagen. Der Kv-Wert ist eine relevante Kenngröße für viele Arten von Ventilen, die den Fluss von Flüssigkeiten, Gasen oder Dampf regulieren.

3.2 Gängige Ventilarten und die Relevanz des Kv-Wertes

Hier sind einige gängige Ventilarten, die auch in Haushalten und Gärten vorkommen, und wie der Kv-Wert dabei eine Rolle spielt:

• Kugelhähne: Diese Ventile dienen hauptsächlich zum vollständigen Öffnen oder Schließen des Durchflusses. Ihr Kvs-Wert gibt an, wie viel Flüssigkeit maximal hindurchfließen kann, wenn sie vollständig geöffnet sind.
• Absperrschieber: Ähnlich wie Kugelhähne werden sie primär zum Absperren oder Freigeben des vollen Durchflusses verwendet. Auch hier ist der Kvs-Wert wichtig für die Angabe der maximalen Kapazität.
• Ventilkegelventile (Globusventile): Diese Ventile eignen sich gut zur Drosselung des Durchflusses. Sie können in verschiedenen Öffnungsgraden betrieben werden, und jeder Öffnungsgrad hat einen entsprechenden Kv-Wert.
• Regelventile: Diese Ventile sind speziell dafür ausgelegt, den Durchfluss präzise zu steuern. Sie haben eine Reihe von Kv-Werten, die von ihrer jeweiligen Öffnungsposition abhängen, sowie einen maximalen Kvs-Wert. Sie werden oft in automatisierten Systemen eingesetzt, um Durchflussraten konstant zu halten oder an veränderte Bedingungen anzupassen.
• Magnetventile: Diese Ventile werden elektrisch gesteuert und finden Anwendung in Bewässerungssystemen, Waschmaschinen, Geschirrspülern und vielen anderen Geräten. Ihr Kvs-Wert ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit des jeweiligen Systems.
• Thermostatventile: In Heizungsanlagen regulieren diese Ventile den Durchfluss von Heizwasser zu Heizkörpern in Abhängigkeit von der Raumtemperatur. Sie haben Kv-Werte für verschiedene Einstellstufen.
• 3-Wege-Ventile: Diese Ventile werden verwendet, um Flüssigkeiten zu mischen oder umzuleiten. Sie kommen häufig in Heizungsanlagen zum Einsatz, um beispielsweise die Vorlauftemperatur zu regeln. Für jeden der drei Anschlüsse gibt es spezifische Kv-Werte.
• Absperrventile (Schnellschluss- und Schnellöffnungsventile): Diese Ventile dienen dazu, den Medienfluss in einer Rohrleitung schlagartig zu unterbrechen oder zu öffnen, oft als Sicherheitsmaßnahme. Der Kvs-Wert gibt hier die maximale Durchflusskapazität im geöffneten Zustand an.
• Rückschlagventile: Sie lassen den Durchfluss nur in eine Richtung zu und verhindern das Zurückfließen des Mediums. Ihr Kv-Wert beeinflusst den Druckverlust in der erlaubten Durchflussrichtung.
• Druckhalteventile: Diese Ventile begrenzen den Druck in einer Leitung und öffnen sich, wenn ein voreingestellter Maximaldruck überschritten wird, um Überdrücke abzubauen. Auch hier wird der Durchfluss über den Kvs-Wert bestimmt.
• Nadelventile: Sie ermöglichen eine sehr feine Einstellung des Durchflusses und haben typischerweise niedrigere Kv-Werte.
• Schrägsitzventile: Sie bieten gute Strömungseigenschaften und werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt.

3.3 Beispiele in der Anwendung

• Für Ihr Gartenbewässerungssystem benötigen Sie möglicherweise ein Magnetventil mit einem Kvs-Wert von 2,5 m³/h, um eine ausreichende Wasserversorgung und Abdeckung Ihrer Rasensprenger zu gewährleisten.
• Beim Austausch eines Thermostatventils an einem Heizkörper kann die Überprüfung des Kvs-Wertes des alten Ventils helfen sicherzustellen, dass das neue Ventil eine ähnliche Heizleistung erbringt.

4. Wie wird der Kv-Wert ermittelt?

4.1 Der Standardtest

Der Kv-Wert eines Ventils wird in der Regel vom Hersteller experimentell nach standardisierten Verfahren ermittelt. Diese Verfahren sind in Normen wie VDI/VDE 2173 und DIN EN 60534 festgelegt. Der KV-Wert muss immer in einem experimentellen Test ermittelt werden und lässt sich nicht je nach Ventil über eine Formel herleiten. Dies liegt daran, dass der Wert stark vom Ventilaufbau und der damit einhergehenden Druckveränderung abhängig ist.

Das Grundprinzip des Tests für Flüssigkeiten (meist Wasser) ist wie folgt:

1. Das zu prüfende Ventil wird in einen Testaufbau eingebaut.
2. Wasser mit einer Temperatur zwischen 5 °C und 30 °C wird durch das Ventil geleitet.
3. Der Durchfluss des Wassers wird genau gemessen.
4. Die Druckdifferenz zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite des Ventils wird gemessen und auf etwa 1 bar (genau 0,98 bar) eingestellt.
5. Der gemessene Durchfluss bei dieser Druckdifferenz ist der Kv-Wert des Ventils.

Für die Messung von Gasen sind die Verfahren etwas komplexer und berücksichtigen zusätzlich Faktoren wie den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck und die Temperatur des Gases. Zudem sind Gase komprimierbar, was die Messung zusätzlich erschweren kann.

4.2 Kann der Kv-Wert selbst bestimmt werden?

Es ist theoretisch möglich, den Kv-Wert eines einfachen Ventils auch selbst experimentell zu bestimmen, dies erfordert jedoch grundlegende Kenntnisse im Bereich der Installationstechnik und geeignete Messgeräte. Die allgemeine Vorgehensweise für Flüssigkeiten wäre:

1. Stellen Sie eine kontrollierte Wasserzufuhr mit einem Druckminderer ein, der den Druck auf 1 bar reduziert.
2. Montieren Sie das zu prüfende Ventil direkt hinter dem Druckminderer.
3. Fangen Sie das ausströmende Wasser in einem Behälter auf und messen Sie das Volumen des aufgefangenen Wassers in einer bestimmten Zeit.
4. Rechnen Sie das gemessene Volumen auf eine Stunde um, um den Durchfluss in m³/h zu erhalten 6. Dieser Wert entspricht dann dem Kv-Wert des Ventils.

Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass diese Art der Selbstbestimmung in der Regel nicht notwendig ist, da die Hersteller den Kv- oder Kvs-Wert ihrer Produkte angeben. Wir bieten bei den Meisten Ventilen entweder Diagramme mit dem Kv-Wert oder geben den Kvs-Wert an.

4.3 Herstellerangaben

Die zuverlässigste Quelle für den Kv- oder Kvs-Wert eines Ventils sind die technischen Datenblätter oder Produktbeschreibungen des Herstellers. Diese Informationen finden Sie in der Regel auf dem Ventilkörper selbst, in der Bedienungsanleitung oder auf der Website des Herstellers.

5. Was sagt uns der Kv-Wert eigentlich?

5.1 Durchflusskapazität auf einen Blick

Der Kv-Wert ist im Grunde ein Maß dafür, wie viel Fluid (Flüssigkeit oder Gas) ein Ventil bewältigen kann. Ein höherer Kv-Wert bedeutet, dass das Ventil bei einem gegebenen Druckabfall ein größeres Volumen an Fluid durchlassen kann. Stellen Sie sich zwei identische Flaschen mit unterschiedlich dicken Strohhalmen vor. Durch den dickeren Strohhalm (höherer Kv-Wert) kann bei gleichem Saugen (Druckdifferenz) mehr Wasser fließen.

5.2 Verhältnis von Druckabfall und Durchfluss

Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen dem Druckabfall über ein Ventil und der resultierenden Durchflussmenge:

• Für ein gegebenes Ventil (mit einem festen Kv-Wert) führt eine größere Druckdifferenz über dem Ventil zu einer höheren Durchflussmenge.
• Umgekehrt erfordert das Erreichen einer bestimmten Durchflussmenge bei einem Ventil mit einem niedrigeren Kv-Wert eine größere Druckdifferenz als bei einem Ventil mit einem höheren Kv-Wert.

Es gilt eine ungefähre Beziehung: Wenn sich die Druckdifferenz vervierfacht, verdoppelt sich der Volumenstrom.

5.3 Kv als Vergleichswerkzeug

Der Kv-Wert ermöglicht einen standardisierten Vergleich der Durchflusskapazitäten verschiedener Ventile. Wenn Sie beispielsweise zwischen zwei Ventilen für dieselbe Anwendung wählen, wird das Ventil mit dem höheren Kv-Wert unter gleichen Bedingungen in der Regel einen größeren Durchfluss ermöglichen.

6. Die Berechnung des Kv-Wertes

6.1 Die Grundformel für Flüssigkeiten

Die vereinfachte Formel zur Berechnung des Kv-Wertes für Flüssigkeiten lautet:

Kv = Q / √ΔP

Wobei:

• Kv der Durchflusskoeffizient ist.
• Q der Durchfluss in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) ist.
• ΔP der Druckabfall über dem Ventil in bar ist.

Diese Formel zeigt, dass der Kv-Wert direkt proportional zum Durchfluss und umgekehrt proportional zur Quadratwurzel des Druckabfalls ist.

6.2 Die Rolle der Dichte

Die obige Formel ist eine Vereinfachung für Wasser, das eine Dichte von etwa 1000 kg/m³ oder einfach 1 hat. Für andere Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Dichten wird eine genauere Formel verwendet, die die Dichte (ρ) berücksichtigt:

Kv = Q / √(ΔP / ρ)

Wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit relativ zu Wasser ist (Dichte von Wasser = 1). Eine dichtere Flüssigkeit wird bei gleichem Druckabfall tendenziell einen geringeren Volumenstrom aufweisen.

6.3 Gase sind anders

Die Berechnung des Kv-Wertes für Gase ist komplexer, da Gase kompressibel (können verdichtet werden) sind. Die Formeln für Gase berücksichtigen Faktoren wie den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck, die Temperatur und die Dichte des Gases. Man unterscheidet hierbei zwischen unterkritischem und überkritischem Strömungszustand.

7. Berechnung der Durchflussmenge anhand des Kvs-Wertes

7.1 Fokus auf den maximalen Durchfluss

Der Kvs-Wert gibt, wie bereits erwähnt, den maximalen Durchfluss an, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist und der Druckabfall für Wasser 1 bar beträgt. In realen Anwendungen kann der tatsächliche Druckabfall jedoch von diesem Standardwert abweichen.

7.2 Die Durchflussformel für Wasser

Um die ungefähre Durchflussmenge (Q) von Wasser bei einem gegebenen Kvs-Wert und einem tatsächlichen Druckabfall (ΔP) zu berechnen, können Sie folgende Formel verwenden:

Q = Kvs * √ΔP

Wobei:

• Q der Durchfluss in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) ist.
• Kvs der Durchflusskoeffizient des Ventils bei vollständiger Öffnung ist (in m³/h).
• ΔP der tatsächliche Druckabfall über dem Ventil in bar ist.

Beachten Sie, dass die Einheiten konsistent sind. Wenn der Kvs-Wert in m³/h angegeben ist und der Druckabfall in bar, dann erhalten Sie den Durchfluss ebenfalls in m³/h.

7.3 Schritt-für-Schritt-Berechnungsbeispiel:

Nehmen wir an, Sie haben ein Ventil mit einem Kvs-Wert von 10 m³/h und der Druckabfall in Ihrem System über diesem Ventil beträgt 0,25 bar. So berechnen Sie die Durchflussmenge:

1. Identifizieren Sie den Kvs-Wert: Kvs = 10 m³/h
2. Identifizieren Sie den Druckabfall: ΔP = 0,25 bar
3. Setzen Sie die Werte in die Formel ein: Q = 10 * √0,25
4. Berechnen Sie die Quadratwurzel des Druckabfalls: √0,25 = 0,5
5. Multiplizieren Sie den Kvs-Wert mit der Quadratwurzel des Druckabfalls: Q = 10 * 0,5 = 5 m³/h

In diesem Fall beträgt die Durchflussmenge durch das Ventil also 5 Kubikmeter pro Stunde.

7.4 Berechnungsbeispiel

Angenommen, Sie haben ein kleineres Ventil mit einem Kvs-Wert von 600 Litern pro Minute (l/min) und der Druckabfall beträgt 0,04 bar (vor und hinter dem Ventil gemessen). So berechnen Sie die Durchflussmenge in l/min:

1. Identifizieren Sie den Kvs-Wert: Kvs = 600 l/min
2. Identifizieren Sie den Druckabfall: ΔP = 0,04 bar
3. Setzen Sie die Werte in die Formel ein: Q = 600 * √0,04
4. Berechnen Sie die Quadratwurzel des Druckabfalls: √0,04 = 0,2
5. Multiplizieren Sie den Kvs-Wert mit der Quadratwurzel des Druckabfalls: Q = 600 * 0,2 = 120 l/min

Die Durchflussmenge beträgt somit 120 Liter pro Minute.

8. Anwendungsbeispiele in der Praxis

8.1 Dimensionierung eines Gartenbewässerungsventils:

Szenario: Sie möchten ein neues Ventil für Ihr Gartenbewässerungssystem installieren. Ihre Wasserpumpe kann einen Druck von 3 bar liefern, und Sie schätzen, dass Sie einen Durchfluss von mindestens 1,5 m³/h benötigen, damit Ihre Sprinkler effektiv arbeiten. Sie erwarten einen Druckverlust in den Rohren vor dem Ventil von etwa 0,5 bar.

Berechnung:

• Verfügbarer Druck am Ventil: 3 bar - 0,5 bar = 2,5 bar (dies ist der Eingangsdruck, p1)
• Nehmen wir an, Sie möchten nach dem Ventil einen Druck von mindestens 1 bar haben, damit die Sprinkler funktionieren (Ausgangsdruck, p2).
• Benötigter Druckabfall über dem Ventil: ΔP = p1 - p2 = 2,5 bar - 1 bar = 1,5 bar
• Um die Formel für die Durchflussmenge nach Kvs aufzulösen, erhalten wir: Kvs = Q / √ΔP
• Kvs = 1,5 / √1,5 ≈ 1,22 m³/h

Schlussfolgerung: Sie sollten nach einem Ventil mit einem Kvs-Wert von mindestens 1,22 m³/h suchen, um den gewünschten Durchfluss unter diesen Druckbedingungen zu erreichen. Es ist oft ratsam, ein Ventil mit einem etwas höheren Kvs-Wert als Sicherheitsreserve zu wählen.

8.2 Überprüfung der Kapazität eines vorhandenen Ventils

Szenario: Sie haben ein Ventil in Ihrer Heizungsanlage mit einem Kvs-Wert von 0,8 m³/h. Sie messen den Druckabfall über dem Ventil während des Betriebs und stellen fest, dass er 0,05 bar beträgt. Wie hoch ist die Durchflussmenge des Heizwassers durch dieses Ventil?

Berechnung:

• Kvs = 0,8 m³/h
• ΔP = 0,05 bar
• Q = 0,8 * √0,05 ≈ 0,8 * 0,2236 ≈ 0,179 m³/h (oder 179 Liter pro Stunde)

9. Zusätzliche Hinweise und Überlegungen

9.1 Fluiddichte und Temperatur

Der Kvs-Wert ist für Wasser innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs (5-30 °C) definiert. Bei anderen Flüssigkeiten mit deutlich unterschiedlicher Dichte oder Temperatur kann die Durchflussmenge bei gleichem Kvs-Wert und Druckabfall variieren. Eine dichtere Flüssigkeit wird tendenziell einen geringeren Volumenstrom aufweisen.

9.2 Genauigkeit und Herstellerdaten

Verlassen Sie sich immer auf die Angaben des Herstellers für die genauesten Kv- und Kvs-Werte. Die hier angegebenen Formeln gelten im Allgemeinen für saubere, nicht-viskose Flüssigkeiten. Hersteller testen die Ventile in der Regel unter Idealbedingungen. Produktionsbedingt ist nicht jedes Ventil identisch, weshalb immer kleine Abweichungen, selbst bei gleichen Ventilen vorliegen können. Es ist ratsam, einen kleinen Puffer von 20-30 % mit einzukalkulieren. So können mögliche Schwankungen der Systembedingungen oder zukünftige Anforderungen berücksichtigt werden.

9.3 Verständnis der Ventilcharakteristik

Verschiedene Ventilarten haben unterschiedliche Durchflusscharakteristiken (z. B. linear, gleichprozentig). Der Kv-Wert stellt einen einzelnen Punkt auf dieser Kennlinie dar.