Afsluiters in de gebouwentechniek: soorten, werkwijzen en selectie
Als het erom gaat de energiekosten te minimaliseren van een toevoerinstallatie met maximale bedrijfszekerheid, spelen naast de belasting ook de hydraulica en dus de gebruikte afsluiters een doorslaggevende rol. Welke afsluiters er zijn, en waar u op moet letten bij het kiezen van de juiste afsluiter leest u in dit artikel. Veel leesplezier!
Als het erom gaat de energiekosten te minimaliseren van een toevoerinstallatie met maximale bedrijfszekerheid, spelen naast de belasting ook de hydraulica en dus de gebruikte afsluiters een doorslaggevende rol. Welke afsluiters er zijn, en waar u op moet letten bij het kiezen van de juiste afsluiter leest u in dit artikel. Veel leesplezier!
Wat is een afsluiter?
In de installatiebouw en vooral in de leidingtechniek zijn afsluiters onderdelen die materiaalstromen beïnvloeden door het openen, sluiten, afsluiten, verdelen of mengen van het stromingskanaal.
Welke soorten afsluiters zijn er?
In principe worden afsluiters op basis van hun constructie onderscheiden in de basisbouwtypen schuifafsluiter, ventiel, kraan, klep en membraanafsluiter.
De afsluiter “Schuifafsluiter”
Een "schuifafsluiter" is een afsluiter waarbij de beweging van het afsluiterlichaam rechtlijnig is en dwars op de stroomrichting in het afsluitgedeelte plaatsvindt.
Productafbeelding van een KSB STAAL 40 AKD/AKDS afsluiter
Productafbeeldingen van KSB STAAL 40 AKD/AKDS afsluiters
De regelafsluiter “Ventiel”
Het “ventiel” is een inregelafsluiter waarbij de eindbeweging van het afsluiterlichaam rechtlijnig is en in het afsluitgedeelte in de stroomrichting plaatsvindt.
Productafbeeldingen van de BOA-Control / BOA-Control IMS afsluiters
De afsluiter “Kraan”
De “kraan”is een afsluiter met een afsluitlichaam dat dwars op de stroming om een as draait en waar de stroom in geopende toestand doorheen gaat.
Productafbeelding van een ECOLINE BLT 150-300 afsluiter
Vlinderafsluiter
Een vlinderafsluiter is een afsluiter met een afsluitlichaam dat dwars op de stroom om een as draait en waar de stroom in geopende stand omheen gaat.
Productafbeelding van een BOAX-S/SF afsluiter
Membraanafsluiter
Een "membraanafsluiter" is een afsluiter waarbij het stroomkanaal door de afsluiter wordt gewijzigd door vervorming van een flexibel afsluiterlichaam.
Productafbeelding van een SISTO-16 TWA afsluiter
Terugslagklep
Afsluiter die automatisch opent wanneer de stroom in een bepaalde richting plaatsvindt en automatisch de stroom in de tegenovergestelde richting verhindert.
Productafbeelding van een KSB SERIE 2000 afsluiter
Filter
Afsluiter die ongewenste vaste stoffen uit het medium filtert
Productafbeelding van een KSB BOA-S afsluiter
Daarnaast worden afsluiters ook onderscheiden naar hun functionele kenmerken (bijv. afsluit- en veiligheidskleppen, stel- en regelkleppen, meng- of verdeelkleppen) en naar hun toepassing (bijv. in elektriciteitscentrales en verwarmings- en gasinstallaties of in de voedingsindustrie). Afsluiters worden ook onderscheiden naar het type bediening: handbediende, aangedreven (elektrische, pneumatische of hydraulische) afsluiters en afsluiters die door hun eigen medium worden geregeld (bijv. volumestroombegrenzers, drukverschilregelaars, veiligheidsafsluiters, enz.).
De belangrijkste parameters
Om een succesvol en veilig gebruik van afsluiters te garanderen, moet u de belangrijkste parameters kennen. Hieronder volgt een kort overzicht:
Nominale breedte
De nominale breedte (afkorting: NW of DN van het Franse “diamètre nominal”) is in de gebouwentechniek de binnendiameter van een buis. Het bestaat uit de letters "DN" en een getal dat rechtstreeks verband houdt met de fysieke grootte van de verbindingen (in mm). Voorbeeld: DN32
Druk
De druk (afkorting: p) is de kracht die op een oppervlakte-eenheid werkt.
Nominale druk
De nominale druk (afkorting: PN, Pressure Nominal) is een referentiegrootte. Deze geeft de ontwerpdruk in bar aan bij kamertemperatuur (20 °C). Het bestaat uit de letters “PN” en de maximaal toelaatbare druk. Voorbeeld: PN10
Volumestroom
De volumestroom (afkorting: Q) geeft de hoeveelheid vloeistof of gas aan die in een bepaalde tijdseenheid door een leiding stroomt.
Weerstandscoëfficiënt
De weerstandscoëfficiënt (afkorting: ζ, Zeta) geeft de weerstand aan die afsluiters of andere vormstukken in pijpleidingen bieden tegen de leidingstroom. Hoe groter ζ, des te hoger het drukverlies. Belangrijk: de waarde ζ is van toepassing op de volledig geopende afsluiter.
Pigging
Pigging is het reinigen van een leiding met een speciale reinigingsprop (pig) of een ander reinigingsapparaat.
Doorstroomcoëfficiënt
De Kv-waarde en de Kvs-waarde worden ook wel stromingsfactor of doorstroomcoëfficiënt genoemd. Het wordt gebruikt voor het vergelijken, selecteren en dimensioneren van afsluiters. De waarde wordt aangegeven in de eenheid m³/h.
De kV-waarde komt overeen met de waterdoorstroming door een afsluiter bij:
- verschildruk van 1 bar
- temperatuur tussen 5 °C en 30 °C.
Voor elke openingsgraad (instelslag, instelhoek) is er een bijbehorende kV-waarde.
Wanneer deze Kv-waarden over de slag worden uitgezet, wordt de karakteristiek van de afsluiter verkregen. De kV-waarde wordt als volgt berekend. Hierin is r [kg/dm³] de dichtheidsfactor van het medium, Q [m³/h] de volumestroom en ∆p [bar] de verschildruk.
Kv = Q ∙ √ r/∆p
→ voor water met r = 1, resulteert in:
Kv = Q / √∆p
Kvs waarde → doorstroming door een volledig geopende afsluiter (100 % openingsgraad)
→ een afsluiter heeft één enkele Kvs-waarde, maar meerdere kV-waarden!
In 10 stappen naar de juiste afsluiter aan de hand van het voorbeeld van een datacentrum
De beste manier om de meest geschikte en efficiënte afsluiter te vinden, is een systematische aanpak. Neem stap voor stap de eisen door waaraan de afsluiter moet voldoen. Zo vallen de afsluiters die niet geschikt zijn voor uw project automatisch af. Dit wordt duidelijk uit het volgende voorbeeld van een koelcircuit dat een warmtewisselaar in een datacentrum moet voeden. De volumestroomwaarde voor dit voorbeeld bedraagt 200 m3/h, wat resulteert in een DN-aanbeveling van DN150.
1. Welke functie moet worden uitgevoerd?
We hebben een afsluiter nodig die kan afsluiten (OPEN/DICHT). Andere functies zouden bijv. meten, smoren of regelen kunnen zijn.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / regelafsluiter / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
2. Welk medium stroomt door onze afsluiter?
Wat zijn de chemische eigenschappen van de vloeistof? Is het medium corrosief en/of abrasief? Bevat het medium vaste stoffen of is het zelfs explosief? Afhankelijk van het medium moet ervoor worden gezorgd dat het materiaal van de afsluiter bestand is tegen het medium. In ons voorbeeld wordt koelwater in een gesloten circuit gebruikt.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / regelafsluiter / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
3. Wat zijn de temperatuurvereisten?
Ook de temperatuur van het medium en de omgevingstemperatuur spelen een grote rol bij de keuze van de juiste afsluiter. Belangrijke temperatuurgrenzen zijn o.a. -50°C / -30°C / -10°C / +60°C / +120°C / +350°C. Bij deze waarden is het meestal nodig de respectieve materiaalontwerpen te wijzigen. In ons voorbeeld is het medium +6°C en de omgevingstemperatuur ligt bij +20°C. Wij bevinden ons in het gebouw.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / regelafsluiter / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
4. Wat zijn de drukvereisten?
Hoeveel druk moet de afsluiter naar buiten toe afdichten? En hoeveel druk of verschildruk moet onze afsluiter verminderen tussen inlaat en uitlaat?
In ons voorbeeld bedraagt de systeemdruk van de installatie ca. 8 bar. Het leidingnet is gepland in nominale drukfase PN16.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / regelafsluiter / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
5. Welke normen, regelgeving en afnames moeten in acht worden genomen?
In ons voorbeeld gelden de veiligheidseisen van bijlage I van de Europese Richtlijn Drukapparatuur 2014/68/EU (PED) voor vloeistoffen van groep 1 en 2. Daarnaast moet de afsluiter onderhoudsvrij zijn.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / regelafsluiter / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
6. De weerstandscoëfficiënt ζ, Zeta
Aangezien we willen dat ons systeem zo efficiënt mogelijk is, kiezen wij een afsluiter met een extreme (zeer lage) weerstandscoëfficiënt. In ons voorbeeld valt hierdoor al één type afsluiter af.
Mogelijke afsluiters:
schuifafsluiter / xx / kraan / vlinderafsluiter / membraanafsluiter
7. Hoeveel ruimte mag de afsluiter innemen?
De beschikbare ruimte in ons voorbeeld is zeer beperkt. Hoe compacter de afsluiter, des te beter. Bij een 1:1 vervanging is het belangrijker dat de constructie identiek is. Voor ons voorbeeld vallen hierdoor twee andere afsluitertypen af.
Mogelijke afsluiters:
xx / xx / kraan / vlinderafsluiter / xx
8. Hoeveel vrije doorlaat moet de afsluiter bieden?
Nu gaat het om pigging en of vaste stoffen door de afsluiter moeten. In ons voorbeeld is dat niet het geval.
Mogelijke afsluiters:
xx / xx / kraan / vlinderafsluiter / xx
9. Worden er hygiënische eisen aan de afsluiter gesteld?
Dit punt is vooral in drinkwaterinstallaties en in de voedingsindustrie van groot belang. In ons voorbeeld is het echter geen vereiste.
Mogelijke afsluiters:
xx / xx / kraan / vlinderafsluiter / xx
10. De verhouding tussen prijs en prestatie
Voor projecten geldt ook een budgetplanning en investeerders willen zekerheid. De regel is hier: zo voordelig als nodig. Beschikbaarheid en uitwisselbaarheid zijn ook belangrijke beslissingscriteria. Een kogelkraan in DN32 of DN50 zou dus voordeliger zijn dan een klep die in de pijpleiding moet worden geflensd. Maar omdat we in ons voorbeeld een volumestroomwaarde van 200 m3/h (DN150) hebben, is dit geen optie. We hebben een afsluiter nodig die voldoet aan DN150. Hierdoor vervalt ook de laatste optie bij de selectie.
Mogelijke afsluiters:
xx / xx / xx / vlinderafsluiter / xx
CONCLUSIE:
Na deze systematische aanpak weten we nu precies wat voor afsluiter we nodig hebben voor ons project: een vlinderafsluiter.
Welke afsluiter biedt welke voordelen?
Op zoek naar de juiste afsluiter? KSB helpt!
KSB produceert jaarlijks bijna een miljoen industriële afsluiters. Industriële afsluiters van KSB worden toegepast in elektriciteitscentrales, gebouwen, op schepen en in proces- en watertechnische installaties. Naast ventielen, schuifafsluiters, kleppen, kogelkranen, membraanafsluiters en regelafsluiters behoren aandrijvingen en positieregelaars tot het productprogramma van industriële afsluiters. Neem contact met ons op: wij adviseren u graag!
Gebruikte producten
STAAL 100 AKD/AKDS
Schuifafsluiter conform DIN/EN met flenzen (AKD) of lasuiteinden (AKDS), met dekselflens, gesmeed of gelast huis, niet-draaiende spindel, beweegbare spieplaten voor nauwkeurige aanpassing aan de huiszittingen, afdichtingsvlakken van slijtvast en corrosiebestendig 17% chroomstaal of stelliet.
STAAL 100 AKK/AKKS
Terugslagklep conform DIN/EN met flenzen (AKK) of lasuiteinden (AKKS), met dekselflens, interne as, gesmeed of gelast huis, afdichtingsvlakken van slijtvast en corrosiebestendig 17% chroomstaal of stelliet.
STAAL 40 AKD/AKDS
Schuifafsluiter conform DIN/EN met flenzen (AKD) of lasuiteinden (AKDS), met dekselflens, gesmeed of gelast huis, niet-draaiende spindel, beweegbare spieplaten voor nauwkeurige aanpassing aan de huiszittingen, afdichtingsvlakken van slijtvast en corrosiebestendig 17% chroomstaal.
STAAL 40 AKK/AKKS
Terugslagklep conform DIN/EN met flenzen (AKK) of lasuiteinden (AKKS), met dekselflens, interne as, gelast huis, afdichtingsvlakken van slijtvast en corrosiebestendig 17% chroomstaal.
BOA-Control/ BOA‑Control IMS
Strangregel-, meet- en regelafsluiter in flensuitvoering volgens DIN/EN, constante meetnauwkeurigheid ongeacht verschildrukken. Behuizing in standaardbouwlengte EN 558/1, regelconus, standindicator met schaalverdeling, slagbegrenzing en isolatiekap met dauwpuntisolatie, onderhoudsvrij, volledig isoleerbaar. Ook beschikbaar als DVGW-gecertificeerde drinkwateruitvoering met elektrostatische kunststofcoating (EKB). Met geïntegreerde ultrasoonsensoren, zonder contact met medium. Stationaire monitoring met behulp van BOATRONIC 100 MOD (24V AC/DC, Modbus) van stromingsrichting, volumestroom en temperatuur alsmede optionele registratie van aanvoer- en retourtemperatuur alsmede vermogen en warmtehoeveelheid. Mobiele meting van stromingsrichting, volumestroom en temperatuur met behulp van meetcomputer BOATRONIC MS (batterij / BOATRONIC 100 (accu).
ECOLINE BLT 150-300
Kogelkraan conform ANSI/ASME met flenzen, tweedelig huis, onvernauwde doorlaat, drijvende gelagerde kogel, afdichting van plastomeer (ook in fire-safe-uitvoering).
BOAX-S/SF
Centrische vlinderklep met vierkant asuiteinde volgens ISO 5211 voor vlinderkleppen vanaf DN 350, met warmtekering, elastomeer-ringbalg (EPDM XU of nitril K), met handgreep, handbediende reductiekast of elektrische actuator (BOAXMAT-S- en BOAXMAT-SF), huis met centreerogen (T2), huis met draadflensogen (T4) voor eenzijdig afflenzen en inbouw als eindafsluiter toegestaan, klepblad van roestvast staal 1.4308, aansluitingen conform EN.
SISTO-16TWA
Membraanafsluiter conform DIN/EN met flenzen, recht model met verbindingsstuk, voor drinkwaterinstallaties volgens DIN 1988, met DIN-DVGW-watercertificaat conform controle W 270, overeenkomstig de nieuwste UBA-richtlijn voor elastomeren, afdichting in doorlaat en naar buiten via een ingesloten membraan, klepstandindicatie met geïntegreerde spindelbeveiliging, alle werkende delen die buiten het bedrijfsmedium liggen zijn onderhoudsvrij.
SERIE 2000
Tweebladige terugslagklep in klemuitvoering, eendelig huis van lamellair gietijzer, nodulair gietijzer, staal, roestvast staal of metaal-elastomeer-afdichting of metaal-metaal-afdichting, onderhoudsvrij, aansluitingen conform EN, ASME of JIS.
BOA-S
Filter conform DIN/EN met flenzen, met grove zeef of fijne zeef, alle nominale diameters met aftapplug in het deksel, van gietijzer of nodulair gietijzer.