Om TCV

TCV er internfølende, 3-veis termostatiske kontrollventiler eller temperaturregulatorer som er ideelle for prosesskontroll og industrielle applikasjoner der væsker må blandes eller avledes basert på temperatur. De er enkle å installere, bruke og vedlikeholde, og gir mange år med problemfri, pålitelig temperaturkontroll uten behov for eksterne strømkilder. AMOT 3-veis termostatiske reguleringsventiler er den perfekte "installer og glem"-løsningen for kjøling av smøreolje, motorkjølevann, varmegjenvinning og temperert vann.

AMOT produserer mer enn 10 forskjellige TCV-modeller som i prinsippet har samme funksjon, men noe forskjellig design: størrelse, konfigurasjon, trykkfall, flens eller gjenger etc. Tabell under viser strømningsintervallet for de vanligste TCV-modellene.

1. Drift av TCV

Port A er alltid åpen. To andre porter regulerer suksessivt, lineært og parallelt, slik at den ene åpner tilsvarende når den andre lukkes. Eksempel på tilkobling for temperaturkontroll av motor: Port A kobles til motor, port C til kjøler og port B kobles til bypass-kjøler. TCV kan brukes som blandeventil Varmt kjølevann (vanligvis fra motoren) inn i port B og kjølt vann (fra kjøleren) inn i port C.

TCV kan brukes som en fordelingsventil: Kjølevann kaldere enn settpunktet ledes ut gjennom port B, mens vann varmere enn settpunktet ledes ut gjennom port C.

Kan brukes i en 2-veis vannsparende applikasjon. Ventilen minimerer strømmen gjennom kjøleren for å spare vann og energi. Løsningen krever et innvendig lekkasjehull for å sikre en liten strømning gjennom ventilen slik at ventilen kontinuerlig kan føle riktig temperatur.

TCV kan regulere kjølingen av varmesystemer (f.eks. en motor) eller regulere varmen til kalde systemer (f.eks. fordampning av LNG). TCV skal kun brukes til væsker, ikke gass eller slurry. TCV innstillingstemperaturen leveres fra 14°C til 116°C i trinn på 2-3 grader, men innstilt temperatur må stilles inn før installasjon og kan kun endres ved skifte av termostatelementer, men ikke ved å justeres under drift. TCV er tilgjengelig i en rekke materialer og kan brukes med mange forskjellige væsker, de vanligste er:

a) Ferskvannsglykol
b) Sjøvann
c) Olje

Manuell overstyring (mulighet for manuell tvungen åpning) er tilgjengelig som et valg for flere TCV-modeller, inkludert modell B.

2. Hvordan de termostatiske elementene fungerer

Illustrasjonen viser termostatelementer for modell B, dvs. 1096X for ventiler uten manuell overstyring og 2433X for ventiler med manuell overstyring.

3. Strøm gjennom ventilen når systemtemperaturen er minst 5 grader kaldere enn innstilt temperatur

4. Strøm gjennom ventilen når systemtemperaturen er lik innstilt temperatur

5. Strøm gjennom ventilen oppstår når systemtemperaturen er minst 5 grader varmere enn innstilt temperatur

6. Ideell strøm over portene B og C ved forskjellige temperaturer

7. Faktisk strøm avviker fra ideell strøm over port B og C

Det er vanlig at den faktiske strømmen over port C er lavere enn den ideelle, og dette skyldes som regel et høyere trykkfall over kjøleren sammenlignet med trykkfallet i bypass-løpet. Det er ikke uvanlig at trykkfallet over kjøleren er 0,3–0,4 bar. I tillegg er det en risiko for at trykkfallet over kjøleren vil øke over tid som følge av tilsmussing i kjøleren. Det er mulig å øke trykkfallet over bypass-røret ved hjelp av en strupeplate som et tiltak for å minimere forskjellene i trykkfall over port B og C.

8. Generell informasjon om lekkasje

Lekkasje kan være et resultat av korrosjon, materialsprekker eller ødelagte pakninger. Ekstern lekkasje vil lett oppdages ved visuell inspeksjon og skyldes oftest defekte eller manglende tetninger. Intern lekkasje kan enkelt oppdages ved å måle temperatur som beskrevet nedenfor.

9. Ønsket intern lekkasje over lukket port - lekkasjehull

I noen systemer er det behov for en liten strømning over en lukket port. Dette løses ved å bore lekkasjehull som følger:

a) Ønsket lekkasje over portene A – B: Bore hull i termostatelementet.

b) Ønsket lekkasje over portene A – C: Hull bores i ventilhusets del.

10. Uønsket intern lekkasje over lukket port

Lekkasje over lukket port B er uønsket fordi kjølingen av systemet tar lengre tid og krever en større strømning over kjøleren hvis varmt vann lekker inn fra bypass-løpet. Lekkasje over lukket port C er uønsket fordi oppvarming av systemet tar lengre tid og krever mer varme hvis vann lekker inn fra kjøleren.

TCV-en er designet for å minimere intern lekkasje til nær null. Det kreves et betydelig differensialtrykk over en lukket port for å oppnå en intern lekkasje av noen betydning.

11. Uønsket intern lekkasje over lukket port B

Når systemtemperaturen overstiger den innstilte temperaturen med 5 grader, skal port B lukkes helt. Dette oppnås ved at termostatelementet presser mot setet med et betydelig trykk, se illustrasjonen ovenfor.

12. Uønsket intern lekkasje over lukket port C

Når systemtemperaturen er 5 grader lavere enn den innstilte temperaturen, skal port C lukkes helt. Dette oppnås ved at termostatelementet lukker med et betydelig trykk, se illustrasjonen ovenfor.

13. Intern lekkasje er ikke relevant når ventilen regulerer

14. Energibalanse: for varmt eller for kaldt

TCV-ens funksjon er å regulere riktig mengde kjølevann. Hvis det ikke er nok varme tilgjengelig i systemet for å oppnå innstilt temperatur, vil systemtemperaturen stabilisere seg på et lavere nivå enn ønsket. TCV-en kan da ikke gjøre annet enn å redusere kjølingen til null. Hvis det ikke er tilstrekkelig kjølekapasitet i systemet for å oppnå innstilt temperatur, vil systemtemperaturen stabilisere seg på et høyere nivå enn ønsket. TCV-en kan da ikke gjøre annet enn å regulere hele strømmen gjennom kjøleren.

15. AMOTs anbefaling for dimensjonering av kjølere

AMOT anbefaler at kjølerens kapasitet dimensjoneres slik at den ønskede systemtemperaturen balanserer ved ventilens innstilte punkt. Dette gir maksimal margin mot at systemtemperaturen ender opp med å balansere på et høyere eller lavere nivå enn ønsket. En konsekvens av anbefalingen er at en kjøler må installeres med tilstrekkelig kapasitet ved 50% av systemets strømning. På grunn av plassbegrensninger, vekt og økonomi kan det være ønskelig å designe med en mindre kjøler som vil kreve for eksempel 80% av systemets strømning for å balansere systemtemperaturen til riktig nivå. Dette betyr at ventilens innstilte punkt må settes 2-3 grader lavere enn den ønskede systemtemperaturen. Teknisk sett kan disse løsningene fungere godt, men det er en større risiko for at systemtemperaturen balanserer på et høyere nivå enn ønsket.

Årsaken til for høy systemtemperatur kan være:
a) Feil og mangler i design og ingeniørarbeid: I et stort system kan det være flere enheter som tilfører og bruker varme.,
b) Feilaktige antakelser: Det antas at fartøyet vil operere i kaldt vann med lav omgivelsestemperatur, men det kan ende opp i for eksempel Mexicogolfen.
c) Groe: Groe refererer til at kjøleren har lavere effektivitet og større trykkfall.

16. Hvordan måle størrelsen på strømmen over port B og C, samt måle størrelsen på eventuell intern lekkasje over en lukket port

Det er enkelt å bestemme hvor mye strøm det er over hver port ved å måle temperaturen på følgende 4 steder:

a) Rør tilkoblet port A, minimum 80-100 cm fra ventilen.

b) Rør tilkoblet port B, minimum 80 100 cm fra ventilen.

c) Rør tilkoblet port C, minimum 80-100 cm fra ventilen.

d) Rør tilkoblet kjøleren på motsatt side av ventilen, minimum 80-100 cm fra kjøleren.

Det finnes en regnearkmodell som beregner strømmen over hver port og indikerer størrelsen på eventuell intern lekkasje, uavhengig av om ventilen er installert som en blandings- eller distribusjonsventil.