Kv-Wert

Der Kv-Wert wird auch als Durchflussfaktor oder als Durchflusskoeffizient bezeichnet. Er ist ein Maß für den erzielbaren Durchsatz einer Flüssigkeit oder eines Gases durch ein Ventil und dient zur Auswahl und Dimensionierung von Ventilen. Der Kv-Wert wird in der Einheit m³/h angegeben.

Definition

Der Kv-Wert entspricht dem Wasserdurchfluss durch ein Ventil (in m³/h) bei einer Druckdifferenz von 1 bar (genau 0,98 bar) und einer Wassertemperatur von 5 - 30 °C. Je nach Ventilgröße wird er häufig auch in l/min angegeben.

Ein Kv-Wert gilt nur für den zugehörigen Hub (Öffnungsgrad) eines Ventils. Der Kv-Wert eines Ventils bei Nennhub (100 % Öffnungsgrad) wird als Kvs-Wert bezeichnet. Anhand des Kvs-Wertes kann bei einem Ventil der maximal mögliche Durchsatz ermittelt werden.

Beispiel: Ein fest einstellbares Regulierventil mit 5 Einstellstufen hat für jede einzelne Stufe einen unterschiedlichen Kv-Wert, aber nur einen Kvs-Wert, nämlich den Durchfluss bei größter Stufe.

Die Ermittlung des Kv-Wertes ist geregelt in der Technischen Regel VDI/VDE 2173, Strömungstechnische Kenngrößen von Stellventilen und deren Bestimmung.^[1][2]

Für Flüssigkeiten wird der mindestens erforderliche Kv-Wert für ein Ventil aus den geforderten Betriebsdaten der Anwendung nach folgender Gleichung ermittelt, wenn der Druckverlust zwischen 0,35 und 1 bar liegt:^[3][4][5]

$K_\mathrm{v} = Q \cdot \sqrt{ \frac {1\ \mathrm{bar}} {\Delta p} \cdot \frac {\rho} {1000\ \frac{\mathrm{kg}} {\mathrm{m}^3} } }$

Dichte des Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur

mit:

• Kv = Durchflusskoeffizient
• Q = Volumendurchfluss
• Δp = Druckdifferenz (Eintrittsdruck - Austrittsdruck)
• ρ = Dichte des Fluids

Für Wasser als Medium (ρ = 1000 kg/m³) vereinfacht sich die Formel zu:

$K_\mathrm{v} = Q \cdot \sqrt{\frac{1\ \mathrm{bar}}{\Delta p}}$

Genau genommen gilt dieser Zusammenhang nur für kaltes Wasser, da die Dichte mit steigender Temperatur abnimmt. Wasser von 100°C hat eine ca. 4 % geringere Dichte.

Bei bekanntem Kv-Wert lässt sich der Durchsatz für beliebige Dichten und Druckdifferenzen bestimmen. Dabei gilt allgemein (unter Annahme der Inkompressibilität)

$\text{Volumenstrom} \sim \sqrt{\frac{\text{Druckdifferenz}}{\text{Dichte}}} .$

Das bedeutet beispielsweise:

• bei 4-facher Druckdifferenz verdoppelt sich der Volumenstrom.
• bei 4-facher Dichte halbiert sich der Volumenstrom bzw. verdoppelt sich der Massenstrom.

Im nicht metrischen Systemen wird oft ein Cv-Wert angegeben (flow coefficient value). Umgerechnet ist der Cv-Wert ungefähr das 1.16-fache des Kv-Wertes. (Kv = Cv x 0,86 ).

Im Erdgasfach wird häufig statt mit dem Kv- Wert, mit dem K_G- Wert gerechnet. Der K_G- Wert bezieht sich auf Erdgas mit einem Dichteverhältnis von d = 0,64 entsprechend einer Normdichte von ρ_n = 0,82752 (ca. 0,83) kg/m³ bei p₁ = 2 bar (absolut), p₂ = 1 bar (absolut) und einer Gaseintrittstemperarur von t_u = 15 °C bzw. T_u = 288,15 K, gemäß der europäischen Normen EN 334 für Gas- Druckregelgeräte und EN 14382 für Sicherheitsabsperreinrichtungen. Der K_G- Wert wird in der Einheit (m³/h)/bar angegeben.

Als Umrechnung ergibt sich K_G = 33,62 x Kv.

siehe auch

• Ventil
• Druckverlust
• Druckverlustbeiwert

Einzelbelege

1. ↑ http://www.buerkert.de/DEU/737.html
2. ↑ http://www.fas.ch/info_tech_kv.asp?sectionID=t&Langue=deutsch
3. ↑ VDI/VDE 2173
4. ↑ Burkhardt, Wolfgang; Kraus, Roland: Projektierung von Warmwasserheizungen; 7. Auflage; Oldenbourg-Industrieverl.; 2005; S. 311f
5. ↑ Roos, Hans: Hydraulik der Wasserheizung; 5. Aufl.; Oldenbourg-Industrieverl.; 2002; S. 15, Formel 1.20

Weblinks

• Auslegung von Druckregelventilen (PDF-Datei; 5 Seiten)
• Kv-Wert, Auslegungsdiagramm für Wasser (PDF-Datei; 106 kB)
• Kv-Wert, Auslegungsdiagramm für Luft (PDF-Datei; 106 kB)
• Durchfluss/Kv-Wert Berechnung für Luft (für Unter- und Überschall)
• Bernd Glück: Hydrodynamische und gasdynamische Rohrströmung, Umrechnung der kv-Werte in Zeta-Werte, Darstellung im SI-Maßsystem
• Online-Druckvelustberechnung mit Kv-Wert