Danfoss mu Siemens mi Belimo mu? Motorlu Vana ve Aktüatör Karşılaştırması

Aktüatör, bir vananın milini elektrik enerjisiyle hareket ettiren tahrik elemanıdır. Vananın kendisi hidrolik bir dirençtir; aktüatör ise bu direnci kontrol sinyaline göre değiştiren mekanik güç kaynağıdır. Isıtma ve soğutma tesisatında aktüatör, oda termostatından ya da bina otomasyon sisteminden gelen sinyali vana mili hareketine çevirir.

Aktüatör seçimi sekiz büyüklükle yapılır ve bunların hiçbiri atlanamaz. Birincisi hareket tipidir: dönel (rotary) mi, doğrusal (lineer) mi. İkincisi tork ya da itme kuvvetidir. Üçüncüsü strok, yani milin alacağı yol. Dördüncüsü close-off basıncıdır. Beşincisi kontrol tipi, altıncısı besleme gerilimi, yedincisi yay geri dönüşü olup olmadığı, sekizincisi IP koruma sınıfıdır.

Hareket tipi vana gövdesinin kendisi tarafından belirlenir ve seçilebilir bir tercih değildir. Küresel vana, kelebek vana ve hava damperi 90 derece döner; bunlarda tork (Nm) konuşulur. Oturmalı vana (globe valve), üç yollu karıştırıcı vana ve bölge vanaları doğrusal hareket eder; bunlarda itme kuvveti (N) ve strok (mm) konuşulur. Bir kelebek vanaya lineer aktüatör, bir oturmalı vanaya rotary aktüatör takılamaz.

Seçim sırası pratikte şudur: önce vana tipi ve Kvs değeri belirlenir, sonra vananın maruz kalacağı diferansiyel basınç bulunur, ardından bu basınca yetecek kuvvet sınıfı seçilir, en son kontrol tipi ve besleme kararlaştırılır. Ters sırada gidildiğinde, yani önce marka ve model seçilip sonra vanaya uydurulmaya çalışıldığında, sahada en sık karşılaşılan sonuç kapanmayan vana ve salınım yapan devredir. Vana sistemleri ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Vana Sistemleri)

Aktüatör tork değeri, dönel vanalarda milin döndürülmesi için gereken burulma momentidir ve Nm birimiyle verilir. Lineer vanalarda karşılığı itme kuvvetidir ve N birimiyle verilir. Aktüatör tork hesabı nasıl yapılır sorusunun cevabı, vana üreticisinin yayınladığı gereken tork eğrisiyle aktüatörün anma torkunun karşılaştırılmasıdır; tork sıfırdan türetilmez, vana kataloğundan okunur ve emniyet payıyla çarpılır.

Kelebek vanalarda gereken tork üç bileşenden oluşur: sızdırmazlık elemanının sürtünme momenti, mil yatağı sürtünmesi ve diskin akışa karşı hidrodinamik momenti. Bu üçünün toplamı, vananın nominal çapı ve üzerindeki diferansiyel basınçla birlikte artar. DN 50 bir sünger contalı kelebek vana yaklaşık 15-25 Nm, DN 100 aynı tip yaklaşık 45-70 Nm, DN 150 ise yaklaşık 100-160 Nm mertebesinde tork ister. Bu bantlar conta malzemesine ve basınca göre değişir; kesin değer daima vana kataloğundan alınır.

Hesap üç adımda yapılır. Birinci adım: vana kataloğundan çalışma diferansiyel basıncına karşılık gelen gereken torku okuyun. İkinci adım: bu değeri emniyet katsayısıyla çarpın. Temiz kapalı devre ısıtma suyunda katsayı 1,25; sık manevra yapılmayan, kireçlenme ve tortu ihtimali olan hatlarda 1,5; kirli su ve dışarıda çalışan hatlarda 2,0 alınır. Üçüncü adım: çıkan değerin üzerindeki ilk katalog kademesini seçin.

Sayısal örnek: DN 100 kelebek vana, çalışma diferansiyel basıncı 4 bar, katalogdan okunan gereken tork 55 Nm olsun. Kapalı devre ısıtma suyu için emniyet katsayısı 1,25 alınır. Sonuç: 55 çarpı 1,25 eşittir 68,75 Nm. Bu değerin üzerindeki ilk kademe tipik olarak 80 Nm sınıfıdır, dolayısıyla 40 Nm'lik bir aktüatör bu vanayı hiçbir koşulda kapatamaz. 40 Nm sınıfı ancak DN 65 ve altı çaplarda, düşük diferansiyel basınçta doğru seçimdir.

Lineer aktüatörde aynı mantık kuvvet üzerinden yürür. Gereken itme kuvveti yaklaşık olarak vana klapesinin etkin alanı çarpı üzerindeki diferansiyel basınç artı yay ve salmastra sürtünmesidir. DN 15 ile DN 25 arası oturmalı vanalar tipik olarak 300-500 N, DN 32 ile DN 50 arası 800-1000 N, DN 65 ile DN 100 arası 1500-2800 N, DN 125 ve üzeri ise 4000-5000 N mertebesinde kuvvet ister. Bu yüzden lineer aktüatör gamları da kabaca bu basamaklara göre kurulur.

Tork ve kuvvetin fazlası zararsız gibi görünse de bedeli vardır. Aşırı büyük aktüatör hem daha ağırdır ve vana boynunda ek moment yaratır, hem de kapanışta yatak ve conta üzerinde gereksiz aşınma bırakır. Doğru yaklaşım, hesaplanan değerin hemen üzerindeki kademeyi seçmek ve iki kademe atlamamaktır. Bina otomasyonu ve vana grupları için ısıtma ürünlerimize göz atabilirsiniz. (Detay: Isıtma)

Close-off basıncı nedir sorusunun cevabı şudur: close-off, aktüatör ve vana ikilisinin vanayı sızdırmaz biçimde kapatabildiği en yüksek diferansiyel basınçtır ve kPa ya da bar birimiyle verilir. Vananın izin verilen maksimum çalışma basıncıyla karıştırılmamalıdır; close-off, gövdenin dayanımı değil, aktüatörün yenebildiği kuvvettir.

Bu değer ilk elenen ölçüttür çünkü aşıldığında arıza sessizdir. Aktüatör kapalı konuma gittiğini bildirir, otomasyon ekranında vana yüzde sıfır görünür, ama klape oturmadığı için devreden su geçmeye devam eder. Sonuç, yaz aylarında ısınan mahaller, soğutulamayan fan coil devreleri ve teşhis edilemeyen enerji kaybıdır. Fan coil devrelerinin tasarımı ve vana bağlantısı için ayrı rehberimiz var. (Detay: Fan Coil Nedir? 2 Borulu ve 4 Borulu Fan Coil Sistemleri Arasındaki Farklar)

Close-off değeri hesaplanmaz, vana ve aktüatör kombinasyonuna göre tablodan okunur. Aynı vana gövdesi 400 N'lik bir aktüatörle örneğin 200 kPa close-off verirken, 1000 N'lik aktüatörle 600 kPa verebilir. Bu yüzden vana ve aktüatör aynı üreticinin uyumluluk listesinden birlikte seçilir; farklı markaların gövdesiyle aktüatörünü eşleştirmek, close-off garantisini ortadan kaldırır.

Gereken close-off, sistemdeki en olumsuz senaryodan bulunur. Bu senaryo genellikle pompanın tam devirde çalıştığı ve tüm diğer vanaların kapandığı andır; o anda tek bir vana pompanın kapalı vana basma yüksekliğinin tamamına yakınını görür. Basma yüksekliği 60 kPa olan bir konut devresinde 100 kPa close-off yeterlidir. Buna karşılık kapalı vana basıncı 220 kPa olan bir ticari devrede aynı vana 300 kPa sınıfı gerektirir.

Sayısal örnek: pompa kapalı vana basma yüksekliği 25 mSS olsun. Bunun kPa karşılığı yaklaşık 25 çarpı 9,81 eşittir 245 kPa'dır. Devrede otomasyon kaynaklı tüm vanaların aynı anda kapanma ihtimali varsa gereken close-off en az 245 kPa, emniyet payıyla 300 kPa seçilir. Aynı devrede pompa Δp-v modunda ve kapalı vanada basıncı 120 kPa'ya düşecek biçimde ayarlanmışsa, 150 kPa sınıfı bir kombinasyon yeterli olur. Görüldüğü gibi doğru pompa kontrol modu, aktüatör sınıfını doğrudan küçültür.

Strok, lineer bir vananın milinin tam kapalıdan tam açığa giderken aldığı yoldur ve mm birimiyle verilir. Aktüatörün stroku, vananın strokuna eşit veya ondan büyük olmalıdır; küçük olursa vana hiçbir zaman tam açılamaz ve devre hesaplanan debiyi alamaz. Tipik değerler: DN 15-DN 25 vanalarda 5,5-8 mm, DN 32-DN 50 vanalarda 15-20 mm, DN 65 ve üzeri vanalarda 20-40 mm.

Çalışma süresi, aktüatörün bir mm'lik yolu kaç saniyede aldığıdır ve s/mm birimiyle verilir. Dönel aktüatörlerde ise doğrudan tam strok süresi (s/90 derece) verilir. Bu değer kontrol kalitesini ve su darbesi riskini birlikte belirler. Hızlı aktüatör devreyi çabuk toparlar ama ani kapanmada basınç darbesi yaratır; yavaş aktüatör darbeyi keser ama sıcaklık salınımını büyütür.

Pratik bantlar şöyledir. Modülasyonlu ısıtma ve soğutma vanalarında tam strok süresi 30-150 s aralığında seçilir; tipik değer 15 s/mm civarıdır, yani 20 mm stroklu bir vana yaklaşık 300 s'de tam açılır. Bölge (zon) vanalarında ve aç-kapa uygulamalarda 60-180 s kabul edilir. Yangın ve duman damperlerinde yay geri dönüşlü kapanma süresi genellikle 15-25 s civarındadır çünkü hızlı kapanma gerekir.

Kontrol tipi, aktüatörün otomasyondan hangi sinyali aldığını tanımlar ve dört sınıfa ayrılır: aç-kapa (2 konum), 3 nokta (floating), analog modülasyon (0-10 V veya 4-20 mA) ve haberleşmeli (bus). Bu seçim yalnızca kablolamayı değil, devrenin ulaşabileceği sıcaklık hassasiyetini de belirler.

Aç-kapa kontrol en basitidir: aktüatör ya tam açık ya tam kapalıdır. Tek bir faz ucu enerjilendiğinde vana açılır, kesildiğinde yay ya da ters sarım kapatır. Konutta radyatör bölge vanaları, yerden ısıtma kolektörü üzerindeki termik aktüatörler ve basit fan coil devreleri bu sınıftadır. Mahal sıcaklığında tipik olarak 0,5-1,5 °C'lik salınım kabul edilir. Oda termostatı seçimi bu salınımı doğrudan etkiler. (Detay: En İyi Oda Termostatı Hangisi? Danfoss, Siemens, Resideo ve ECA Karşılaştırması)

3 nokta kontrol nedir sorusunun cevabı şudur: aktüatöre iki ayrı kumanda ucu ve bir ortak uç gider; birine gerilim verildiğinde vana açma yönünde, diğerine verildiğinde kapama yönünde hareket eder, ikisi de yoksa bulunduğu yerde durur. Konum geri bildirimi yoktur, bu yüzden sistem çalışma süresini sayarak konumu tahmin eder ve periyodik olarak uçlara giderek kendini senkronize eder. Kablolama ucuzdur, hassasiyet analog kontrole yakındır, ama konum bilgisi otomasyona doğrudan verilmez.

0-10 V modülasyon en yaygın analog yöntemdir. Otomasyon 0-10 V arası bir gerilim gönderir, aktüatör bunu doğrusal olarak konuma çevirir; 0 V tam kapalı, 10 V tam açık demektir. Aktüatör ayrıca 0-10 V bir konum geri bildirim sinyali üretir, böylece otomasyon vananın gerçekten istenen yerde olup olmadığını görür. Alternatif ölçekler 2-10 V ve 4-20 mA'dır; 2-10 V'un avantajı, kablo kopmasının 0 V olarak okunup arıza sayılabilmesidir.

Haberleşmeli aktüatörler konum, tüketim, hata durumu ve bazı modellerde debi ve sıcaklık verisini dijital protokol üzerinden taşır. Yaygın protokoller BACnet MS/TP, Modbus RTU ve üreticiye özel bus çözümleridir. Avantajı kablo tasarrufu ve zengin veridir: bir hattan onlarca aktüatör beslenip okunabilir. Dezavantajı, devreye alma ve arıza bulmanın otomasyon bilgisi gerektirmesidir.

Seçim kuralı sadedir. Sıcaklık toleransı 1 °C'nin altında olan mahaller, ısı geri kazanım devreleri, karışım vanaları ve büyük fan coil grupları modülasyon ister. Aç-kapa yeterliyse gereksiz modülasyon almayın; buna karşılık bir devrede sıcaklık salınımı şikâyeti varsa çözüm çoğu zaman aktüatörü modülasyonlu tipe çevirmektir. İki yollu ve üç yollu vana kararı da bu aşamada verilir. (Detay: 2 Yollu Vana mı 3 Yollu Vana mı? Nerede Hangisi Kullanılır?)

24 V AC aktüatör mü 230 V AC mi sorusunun cevabı uygulamaya göre değişir ama sınır nettir: modülasyonlu ve haberleşmeli her aktüatör 24 V AC ya da 24 V DC beslenir, 230 V AC yalnızca aç-kapa ve 3 nokta uygulamalarda kullanılır. Bunun nedeni elektroniktir; analog kontrol kartı düşük gerilimle çalışır ve sinyal hattıyla aynı referansı paylaşması gerekir.

24 V beslemenin üç avantajı vardır. Birincisi güvenliktir: SELV sınıfı gerilim, ıslak hacimlerde ve erişilebilir kolektör dolaplarında dokunma riski taşımaz. İkincisi, kontrol sinyali ile besleme aynı trafodan alındığı için ortak referans sorunu yaşanmaz. Üçüncüsü, kablo kesiti ve kanal ayrımı gereksinimleri hafifler; 230 V güç kablosuyla sinyal kablosunu aynı kanalda taşımak yasakken 24 V hatlarında bu kısıt yoktur.

24 V'un bedeli trafo boyutlandırmasıdır ve en sık atlanan hesap budur. Aktüatörlerin güç tüketimi VA cinsinden verilir ve kalkış anındaki değer çalışma değerinin belirgin üzerindedir. Modülasyonlu bir vana aktüatörü tipik olarak 2-6 VA, orta boy bir damper aktüatörü 4-10 VA, büyük yay geri dönüşlü tipler 10-20 VA çeker. Trafo, tüm aktüatörlerin kalkış VA toplamının en az 1,3 katı seçilir.

Sayısal örnek: bir kat dağıtımında 18 adet 5 VA modülasyonlu aktüatör ve 4 adet 12 VA damper aktüatörü olsun. Toplam: 18 çarpı 5 eşittir 90 VA, artı 4 çarpı 12 eşittir 48 VA, genel toplam 138 VA. Emniyet payıyla 138 çarpı 1,3 eşittir 179 VA çıkar; seçilecek trafo 200 VA sınıfıdır. 100 VA'lık bir trafoyla bu kata çıkıldığında, sabah tüm vanalar aynı anda kalktığında gerilim çöker ve aktüatörler rastgele durur. Bu arıza otomasyon yazılımında aranır ama kaynağı trafodadır.

230 V AC aktüatörün doğru yeri, otomasyonsuz ya da basit otomasyonlu konut ve küçük ticari tesisatlardır. Kolektör üzerindeki termik aktüatörler, bölge vanaları ve doğrudan oda termostatından beslenen devreler 230 V ile kurulduğunda ek trafo gerekmez, kablolama sadeleşir. Yerden ısıtma kolektörü uygulamalarında bu düzen standarttır. (Detay: Yerden Isıtma Sistemi Nasıl Çalışır? Kollektör, Pompa ve Termostat Seçimi)

Yay geri dönüşlü aktüatör, enerji kesildiğinde kurulu yayın enerjisiyle vanayı önceden tanımlı güvenli konuma götüren aktüatördür. Güvenli konum uygulamaya göre tam kapalı (NC) ya da tam açık (NO) olabilir. Yaysız aktüatör enerji kesildiğinde bulunduğu yerde donup kalır; bu davranış çoğu ısıtma devresinde sorun değildir, bazı devrelerde ise doğrudan hasar üretir.

Yay geri dönüşü dört durumda zorunludur. Birincisi donma riski taşıyan taze hava santralleri ve ısıtıcı serpantinlerdir; enerji kesilince ısıtma vanası tam açık, taze hava damperi tam kapalı gitmelidir. İkincisi duman kontrol ve yangın damperleridir. Üçüncüsü, kesintide dolması ya da boşalması gereken proses hatlarıdır. Dördüncüsü, elektrik kesintisinin uzun sürebildiği ve donmanın gerçekleştiği dış hava ile temaslı devrelerdir.

Yayın bedeli üç kalemdir. Birincisi ağırlık ve hacimdir; aynı torku veren yaylı aktüatör yaysızın belirgin üzerinde yer kaplar. İkincisi güç tüketimidir, çünkü aktüatör yayı kurulu tutmak için sürekli enerji harcar; bu yüzden yaylı tiplerde çalışma VA değeri yaysızın iki katına yaklaşabilir. Üçüncüsü seçim sınırıdır: yaylı gamlar aynı markanın yaysız gamına göre daha dar tork aralığı sunar.

Yaya alternatif olarak kapasitör destekli elektronik güvenli konum çözümü vardır. Bu tiplerde aktüatör içindeki süper kapasitör, enerji kesildiğinde motoru güvenli konuma sürecek kadar enerji tutar. Avantajı, aynı gövdede daha yüksek tork ve daha düşük sürekli tüketimdir. Dezavantajı, kapasitörün ömürlü bir bileşen olması ve çok uzun kesintilerde davranışın garanti edilememesidir. Yangın uygulamalarında ilgili yönetmelik hangi çözümü kabul ettiğini açıkça belirtir; tercih serbest değildir.

Aktüatör IP koruma sınıfı, gövdenin katı cisim ve suya karşı korunma derecesidir ve iki rakamla verilir. İç mekân kolektör dolabı ve kazan dairesi için IP40-IP42 yeterlidir. Su sıçraması olan mekanik hacimlerde ve klima santrali içinde IP54 aranır. Dış havaya açık santrallerde, çatıda ve soğutma kulesi çevresinde IP65-IP66 gerekir. Su altında ya da yıkama yapılan endüstriyel hacimlerde IP67 sınıfı seçilir.

Lineer vana aktüatörlerinde ikinci ve daha kritik bir montaj kuralı vardır: aktüatör asla vananın altında kalmamalıdır. Kabul edilen aralık, düşey yukarı konumdan itibaren her iki yöne 90 derecedir; yani aktüatör yatay konuma kadar gelebilir, ama sarkık monte edilemez. Sarkık montajda sızan sıcak su ve yoğuşma doğrudan mil boyunca elektroniğe iner ve garanti dışı arıza üretir. Sıcak akışkanda ayrıca ısı, mil boyunca yukarı taşınacağı için aktüatör gövdesini fazladan ısıtır.

Manuel kumanda, aktüatörün enerjisiz durumda elle hareket ettirilebilmesidir ve devreye alma ile arıza anında vazgeçilmezdir. Üç biçimde bulunur: kavrama düğmesiyle mili serbest bırakan tipler, altıgen anahtar ya da kol ile döndürülen dişli tipler, ve düğmeye basılı tutulduğu sürece hareket eden elektrikli manuel modlu tipler. Şartnameye manuel kumanda maddesi konulmadığında, dolu bir tesisatta arızalı bir vanayı kapatmak için hattı boşaltmaktan başka yol kalmaz.

Ortam sıcaklığı sınırı da unutulmamalıdır. Çoğu aktüatörün çalışma aralığı eksi 5 °C ile artı 50 °C arasındadır; dış hava tipleri eksi 30 °C'ye iner. Akışkan sıcaklığı 100 °C'yi aştığında vana ile aktüatör arasına ara parça (adaptör boynu) gerekir, aksi halde elektronik sıcaklıktan zarar görür. Tesisat bağlantı elemanları ve armatür grubumuz için ürün sayfamıza bakabilirsiniz. (Detay: Tesisat)

Kvs değeri, bir vananın tam açık konumda 1 bar diferansiyel basınç altında geçirdiği su debisidir ve m³/h biriminde verilir. Vananın hidrolik kapasitesini tanımlayan tek sayıdır ve doğru seçilmediğinde hiçbir aktüatör kaliteli kontrol sağlayamaz. Hesap tek formülle yapılır: Kvs eşittir Q bölü karekök Δp. Burada Q tasarım debisi m³/h, Δp vananın tam açıkken üstlenmesi istenen basınç kaybı bar cinsindendir.

Adım adım örnek: bir fan coil devresi 2,4 m³/h debi istesin ve vananın tam açıkken 25 kPa basınç kaybı üstlenmesi tasarlanmış olsun. Önce birim çevrilir: 25 kPa eşittir 0,25 bar. Karekök 0,25 eşittir 0,5. Kvs eşittir 2,4 bölü 0,5 eşittir 4,8 m³/h çıkar.

İkinci adım, çıkan sayının katalog kademesine oturtulmasıdır. Katalog Kvs kademeleri tipik olarak 0,25 - 0,4 - 0,63 - 1,0 - 1,6 - 2,5 - 4,0 - 6,3 - 10 - 16 - 25 dizisini izler. Hesaplanan 4,8 için iki komşu vardır: 4,0 ve 6,3. Kural, hesaplanan değerin altındaki ilk kademeyi seçmektir; yani 4,0 alınır. Küçük seçilen vana daha yüksek basınç kaybı üstlenir ve otoriteyi yükseltir; büyük seçilen vana otoriteyi düşürür ve kontrolü bozar.

Seçim doğrulaması yapılır: Kvs 4,0 vanada 2,4 m³/h geçerken gerçek basınç kaybı Δp eşittir Q bölü Kvs, karesi alınır. 2,4 bölü 4,0 eşittir 0,6; karesi 0,36 bar, yani 36 kPa. Tasarımda öngörülen 25 kPa yerine 36 kPa çıkmıştır; bu fark pompa basma yüksekliğine eklenmelidir. Kvs 6,3 seçilseydi kayıp 2,4 bölü 6,3 eşittir 0,381; karesi 0,145 bar, yani yalnızca 14,5 kPa olurdu ve otorite kritik seviyeye düşerdi.

Basınçtan bağımsız kontrol vanası (PICV) bu hesabı ortadan kaldıran bir alternatiftir. Bu vanalar içlerindeki diferansiyel basınç regülatörü sayesinde, devredeki basınç dalgalansa bile ayarlanan maksimum debiyi sabit tutar; seçim Kvs yerine doğrudan l/h cinsinden debi ayarıyla yapılır. Balans vanası mantığı ve PICV ayrımı için ilgili rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Danfoss Balans Vanası Nedir? Isıtma ve Soğutma Sistemlerinde Neden Kullanılır?)

Vana otoritesi, kontrol vanasının tam açıkken üstlendiği basınç kaybının, vananın gördüğü toplam değişken basınç farkına oranıdır ve β harfiyle gösterilir. Formül: β eşittir Δp vana bölü Δp toplam. Burada Δp toplam, vananın kapalıyken göreceği basınç farkıdır ve pratikte vananın kendi kaybı artı kontrol ettiği devrenin geri kalan kaybına eşittir.

Hedef bant 0,3-0,5'tir. β 0,3'ün altına düştüğünde vananın karakteristiği bozulur: mil hareketinin ilk yüzde 20'sinde debinin neredeyse tamamı geçer, kalan yüzde 80'lik yolda hemen hiçbir şey değişmez. Bu durumda modülasyonlu bir aktüatör bile fiilen aç-kapa gibi davranır, devre salınıma girer ve mahal sıcaklığı sürekli aşıp altına iner. β 0,5'in üzerine çıktığında ise kontrol mükemmelleşir ama vana kaybı büyür, pompa basma yüksekliği ve elektrik tüketimi artar.

Adım adım hesap: bir devrede kontrol vanası tam açıkken 25 kPa, kontrol ettiği serpantin ve boru hattı ise 50 kPa kaybediyor olsun. Toplam değişken kayıp 25 artı 50 eşittir 75 kPa'dır. β eşittir 25 bölü 75 eşittir 0,33 çıkar. Bu değer bandın alt ucunda ama kabul edilebilir sınırdadır.

Aynı devrede vana bir kademe büyük seçilseydi kaybı 12 kPa'ya düşerdi. Bu kez β eşittir 12 bölü 62 eşittir 0,19 olur ve devre kontrol edilemez hâle gelir. Vana bir kademe küçük seçilseydi kaybı 45 kPa'ya çıkardı; β eşittir 45 bölü 95 eşittir 0,47 olur, kontrol iyileşir ama pompanın 20 kPa fazladan basması gerekir. Vana otoritesi kavramı, bu üç senaryo arasındaki dengeyi tek sayıyla ifade eder.

Vana karakteristiği, mil konumu ile geçen debi arasındaki ilişkinin biçimidir ve iki temel tip vardır. Lineer karakteristikte mil yüzde 50 açıkken debi de yaklaşık yüzde 50'dir. Eşit yüzdeli vana karakteristiğinde ise milin her eşit adımı, o andaki debiyi eşit oranda değiştirir; sonuçta açılışın başında debi çok yavaş, sonunda hızlı artar.

Bu tercih kaprisi değil, fiziksel bir zorunluluktur. Bir ısıtıcı ya da soğutucu serpantinin ısı gücü debiyle doğru orantılı değildir: debinin yüzde 20'sinde serpantin gücünün yaklaşık yüzde 50'sini, debinin yüzde 50'sinde gücünün yaklaşık yüzde 80'ini verir. Bu içbükey güç eğrisini düzeltmek için, tersine bükülmüş bir vana eğrisi gerekir. Eşit yüzdeli vana tam olarak bunu yapar ve ikisinin çarpımı yaklaşık doğrusal bir güç kontrolü verir.

Kural olarak: iki yollu kontrol vanalarında ve serpantin kontrolünde eşit yüzdeli karakteristik seçilir. Üç yollu karıştırıcı vanalarda ve sabit debi gereken devrelerde lineer karakteristik seçilir; çünkü orada amaç güç değil, iki akımın oranını kontrol etmektir. Yerden ısıtma karışım gruplarında da lineer davranış tercih edilir.

Kontrol edilebilir aralık (rangeability) da karakteristikle birlikte okunur. Bu değer, vananın kontrol edebildiği en büyük debinin en küçük debiye oranıdır ve tipik olarak 50:1 ile 100:1 arasındadır. Oran ne kadar yüksekse, düşük yüklerde kontrol o kadar sürer; oranın altına inildiğinde vana kaçınılmaz olarak aç-kapa yapmaya başlar. Havalandırma santralleri ve serpantin devreleri için ürün grubumuza bakabilirsiniz. (Detay: Havalandırma)

Danfoss, motorlu vana tarafında gücünü bölgesel ısıtma, ısı merkezleri ve basınçtan bağımsız balans uygulamalarından alır. Lineer aktüatör gamı AME ve AMV harfleriyle kodlanır: AME serisi analog ve modülasyonlu kontrolörü içinde barındıran tipleri, AMV serisi ise 3 nokta kontrolle çalışan tipleri tanımlar. Vana tarafında VB2, VS2 ve VM2 küçük çaplı oturmalı vanalar, VF ve VFG serisi ise orta ve büyük çaplı flanşlı gövdelerdir.

• Lineer itme kuvveti — küçük gamda 400 N mertebesinde, orta gamda 2000 N, büyük flanşlı vanalarda 5000 N'e kadar seriler
• Tipik strok — küçük gövdelerde 5-15 mm, orta gövdelerde 20 mm, büyük gövdelerde 40-60 mm bandı
• Kontrol tipi — Danfoss AME 435 modülasyonlu 0-10 V, AMV kod eki taşıyan muadili 3 nokta kontrol
• Besleme — modülasyonlu tiplerde 24 V AC/DC, aç-kapa ve 3 nokta tiplerde ayrıca 230 V AC seçeneği
• Öne çıkan özellik — otomatik strok tanıma ve devreye alma sırasında vana kursunu kendi ölçme yeteneği
• Basınçtan bağımsız hat — Danfoss AB-QM serisi, debi ayarını yüzde kademeli olarak vananın kendi üzerinde yapar
• Haberleşme — AB-QM üzerine takılan dijital aktüatör ailesi BACnet MS/TP ve Modbus RTU ile konum ve debi verisi verir
• Tipik uygulama — ısı merkezi, eşanjör grubu, bölgesel ısıtma abone istasyonu, büyük fan coil ve serpantin devreleri

Danfoss'un ayırt edici tarafı, vana ile aktüatörü tek bir hidrolik çözüm olarak kurgulamasıdır. AB-QM ailesinde vana hem balans, hem kontrol, hem de diferansiyel basınç regülatörü işlevini tek gövdede toplar; devreye alma sırasında ayrıca ölçüm yapıp kısma gerekmez, ayar tekerleğinden tasarım debisi yüzde olarak girilir. Çok devreli sistemlerde bu, hidrolik dengeleme süresini belirgin biçimde kısaltır.

Zayıf tarafı, damper ve hava tarafı gamının ısıtma tarafı kadar geniş olmamasıdır. Klima santrali damperleri ve yangın-duman damperi tahriki söz konusu olduğunda seçenek sayısı daha sınırlıdır. Ayrıca AME ve AMV kodlaması, aynı gövdeye çok sayıda varyant sunduğu için sipariş aşamasında dikkat ister; kontrol tipi, besleme ve yay geri dönüşü kod ekleriyle ayrılır ve yanlış ek doğrudan yanlış ürün demektir.

Siemens'in vana ve aktüatör ailesi Acvatix adıyla toplanır ve gücünü bina otomasyonuyla bütünleşmiş projelerden alır. Lineer aktüatörler kuvvet sınıfına göre kodlanır: SQS serisi küçük vanalar için, SAX ve SAY serisi orta sınıf için, SKD, SKB ve SKC serileri büyük flanşlı vanalar içindir. Damper tarafında GDB, GLB ve GMA harfleriyle kodlanan dönel aktüatörler bulunur.

• Küçük lineer sınıf — Siemens SQS65 mertebesinde 400-500 N itme kuvveti ve 5,5 mm strok, VVP45 ile VXP45 gövdeleriyle eşleşir
• Orta lineer sınıf — Siemens SAX61.03 mertebesinde 800 N itme kuvveti, 20 mm strok, 24 V AC besleme ve 0-10 V modülasyon
• Büyük lineer sınıf — SKD gövdesi yaklaşık 1000 N, SKB gövdesi yaklaşık 2800 N, SKC gövdesi yaklaşık 4500 N mertebesinde
• Damper aktüatörü — GDB sınıfı 5 Nm, GLB sınıfı 10 Nm, GMA sınıfı 20 Nm mertebesinde tork
• Kontrol tipi — aynı gövde ailesinde 3 nokta, 0-10 V modülasyon ve haberleşmeli varyantlar; kod ekinden ayrılır
• Haberleşme — KNX, BACnet MS/TP ve Modbus RTU seçenekleri, Siemens Desigo otomasyon platformuyla doğrudan tanımlı
• Karakteristik — birçok gövdede eşit yüzdeli ve lineer varyantlar ayrı ürün kodlarıyla sunulur
• Tipik uygulama — ofis ve otel bina otomasyonu, klima santrali serpantin kontrolü, bölge ısıtma soğutma grupları

Siemens'in ayırt edici tarafı, aktüatörün otomasyon sistemine hazır bir nesne olarak gelmesidir. Desigo veya benzeri bir platform kullanıldığında aktüatör kütüphaneden çağrılır, noktalar tanımlıdır, devreye alma süresi kısalır. Ayrıca gam, aynı kuvvet sınıfında birden çok kontrol tipi ve besleme seçeneği sunduğu için proje boyunca tek marka üzerinden hem küçük fan coil vanası hem büyük santral vanası çözülebilir.

Zayıf tarafı, ürün kodlamasının kalabalık olmasıdır. Aynı serinin sonundaki iki haneli ek hem kontrol tipini hem stroku değiştirir; yanlış okunan bir ek sahaya 20 mm yerine 5,5 mm stroklu ürün getirir. Bu yüzden vana gövdesi ile aktüatör kodunun uyumluluk tablosundan birlikte doğrulanması zorunludur.

Belimo, dönel damper ve kelebek vana aktüatörlerinde referans kabul edilen bir markadır. Gamın omurgası, tork sınıfına göre harflerle kodlanan damper aktüatörleridir: LM sınıfı 5 Nm, NM sınıfı 10 Nm, SM sınıfı 20 Nm, GM sınıfı 40 Nm mertebesindedir. Yay geri dönüşlü karşılıkları TF, LF, NF ve AF harfleriyle ayrılır ve tipik olarak 2 Nm, 4 Nm, 10 Nm ve 15 Nm sınıflarını kapsar. Lineer vana tarafında NV ve LV aileleri, büyük vanalarda EV ailesi kullanılır.

Pomeka Mekanik bu markayı tedarik etmemektedir. Aşağıdaki teknik profil karşılaştırma amacıyla, tarafsız biçimde verilmiştir; taşınan eşdeğer seriler Danfoss AME ve AMV lineer aktüatörleri, Siemens SQS, SAX ve SKD gamı ile Resideo tarafındaki bölge vanası ve aktüatör aileleridir. Bir Belimo aktüatörünün karşılığını bulmak gerektiğinde ölçüt yine aynıdır: tork ya da kuvvet, strok, close-off, kontrol tipi ve besleme eşleşiyorsa değişim sorunsuzdur.

• Damper tork sınıfları — LM 5 Nm, NM 10 Nm, SM 20 Nm, GM 40 Nm mertebesinde yaysız tipler
• Yay geri dönüşlü sınıflar — LF 4 Nm, NF 10 Nm, AF 15 Nm mertebesinde, tipik kapanma süresi 15-25 s bandında
• Modülasyon kod eki — Belimo LM24A-SR kodundaki SR eki 0-10 V oransal kontrolü, A eki 24 V AC/DC beslemeyi gösterir
• Lineer vana aktüatörü — Belimo NV24-MFT sınıfı 1000 N mertebesinde itme kuvveti ve programlanabilir kontrol arayüzü
• Haberleşme — üreticiye özel bus arayüzü ile birlikte BACnet MS/TP ve Modbus RTU seçenekleri
• Ölçümlü hat — elektronik debi ve enerji ölçümünü aktüatör üzerinde toplayan gövdeler ve basınçtan bağımsız karakterize kontrol vanaları
• Öne çıkan özellik — programlanabilir karakteristik, ayarlanabilir çalışma aralığı ve geniş montaj adaptörü uyumu
• Tipik uygulama — klima santrali damperleri, kelebek vana tahriki, yangın ve duman damperi, karakterize kontrol vanaları

Belimo gamının en güçlü yanı, hava tarafındaki genişliği ve montaj kolaylığıdır. Damper miline doğrudan kelepçeyle oturan tasarım, ara bağlantı elemanı ihtiyacını büyük ölçüde ortadan kaldırır ve montaj süresini kısaltır. Programlanabilir tiplerde kontrol aralığı, karakteristik ve çalışma süresi bir arayüzden değiştirilebildiği için tek bir stok kodu çok sayıda uygulamayı karşılar. Belimo aktüatörlerinin ayrıntılı seçim mantığı için özel rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Belimo Aktüatör Nasıl Seçilir? Tork, Voltaj ve Kontrol Tipi Rehberi)

Aşağıdaki karşılaştırma, aynı ölçütlerin üç markada nasıl karşılandığını özetler. Değerler seri ve varyanta göre değişir; kesin sayı daima güncel üretici kataloğundan doğrulanmalıdır.

• Lineer kuvvet gamı, Danfoss — 400 N ile 5000 N arası, ısı merkezi ve büyük flanşlı vanalarda güçlü
• Lineer kuvvet gamı, Siemens — yaklaşık 400 N ile 4500 N arası, küçük ve orta çapta en geniş varyant sayısı
• Lineer kuvvet gamı, Belimo — yaklaşık 500 N ile 4000 N arası, orta çapta yoğunlaşan gam
• Dönel tork gamı, Danfoss — 5-15 Nm mertebesinde sınırlı rotary aile, ağırlık lineer tarafta
• Dönel tork gamı, Siemens — 5 Nm, 10 Nm ve 20 Nm ana kademeler, damper ve karışım kutusu uygulamalarında yeterli
• Dönel tork gamı, Belimo — 2 Nm'den 40 Nm'ye kadar sıkı kademeli, üçlü içinde en geniş hava tarafı gamı
• Basınçtan bağımsız çözüm — Danfoss AB-QM olgunlaşmış ve saha yaygınlığı yüksek, Siemens ve Belimo karşılıkları da mevcut
• Otomasyon entegrasyonu — Siemens kendi platformuyla en sorunsuz, Danfoss ve Belimo standart BACnet ve Modbus üzerinden bağlanır
• Programlanabilirlik — Belimo aktüatör üzerinde karakteristik ve aralık ayarında en esnek, Danfoss otomatik strok tanımada güçlü
• Kodlama netliği — üçünde de kod ekleri kontrol tipini değiştirir; sipariş öncesi uyumluluk tablosu doğrulaması zorunludur
• Pomeka Mekanik tedarik durumu — Danfoss ve Siemens taşınan markalardır, Belimo taşınan markalar arasında yer almaz

İkinci sonuç, marka karışımının maliyetidir. Bir binada üç marka birden kullanıldığında yedek parça stoğu üçe katlanır, teknisyenin öğrenmesi gereken kod sistemi üçe çıkar ve otomasyon tarafında üç ayrı entegrasyon şeması tutulur. Bu yüzden karşılaştırmanın pratik hükmü çoğu zaman şudur: hava tarafı ve su tarafı için ikiden fazla marka kullanmayın. Marka gamımızın tamamını inceleyebilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)

Danfoss mu Siemens mi Belimo mu sorusunun cevabı uygulama tipine göre nettir ve aşağıda hüküm olarak verilmiştir. Bu hükümler, aynı sınıfta doğru boyutlandırma yapıldığı varsayımıyla geçerlidir.

• Isı merkezi, eşanjör grubu, bölgesel ısıtma abone istasyonu — Danfoss seçin; AME ve AMV lineer gamı ile VF ve VFG gövdeleri bu uygulamanın merkezinde konumlanır
• Çok devreli fan coil ve serpantin tesisatında hidrolik dengeleme yükü ağırsa — Danfoss AB-QM seçin; basınçtan bağımsız yapı devreye alma süresini kısaltır
• Bina otomasyonu tek platformdan kurulacaksa ve nokta sayısı yüksekse — Siemens Acvatix seçin; kütüphane tanımlı entegrasyon devreye alma süresini kısaltır
• Küçük çaplı fan coil vanaları çok sayıda ve dar yerlere girecekse — Siemens SQS65 sınıfı kompakt lineer aktüatörler uygundur
• Orta boy klima santrali serpantin kontrolü, 20 mm strok ve 0-10 V modülasyon isteniyorsa — Siemens SAX61.03 sınıfı doğrudan karşılığıdır
• Klima santrali damperi, kelebek vana ve duman damperi tahriki ağırlıklıysa — Belimo LM24A-SR gibi dönel gam en geniş seçenektir, ancak Pomeka Mekanik bu markayı tedarik etmemektedir; taşınan eşdeğer Siemens GDB, GLB ve GMA damper aktüatörleridir
• Programlanabilir karakteristik ve saha ayarı öncelikliyse — Belimo NV24-MFT sınıfı esnektir; taşınan eşdeğer olarak Danfoss AME 435 otomatik strok tanımayla benzer sonucu verir
• Konut ve küçük ticari tesisatta basit bölge kontrolü isteniyorsa — 230 V AC aç-kapa termik aktüatörler yeterlidir, üç markanın gelişmiş gamlarına gerek yoktur

Hükümlerin ortak paydası şudur: markayı uygulama seçer, uygulamayı marka seçmez. Bir tesisatta hem ısı merkezi hem büyük hava tarafı varsa iki markayla çalışmak doğrudur; üç markayı aynı binaya dağıtmak ise işletme tarafında maliyet üretir.