Ventilhersteller geben den Kv-Wert an, die Anlage liefert Volumenstrom und Drücke – die Verbindung dazwischen ist die Auslegungsrechnung nach VDI/VDE 2173. Der Kv-Wert-Rechner für Gase (Ventilauslegung) übernimmt sie inklusive der Fallunterscheidung, die am häufigsten übersehen wird.
Zwei Strömungszustände, zwei Formeln
Bei Gasen entscheidet das Druckverhältnis: Ist der Nachdruck p2 größer als der halbe Vordruck (p2 > p1/2), herrscht unterkritische Strömung – der Durchfluss hängt von beiden Drücken ab. Fällt p2 unter p1/2, wird die Strömung kritisch: Im engsten Querschnitt herrscht Schallgeschwindigkeit, und mehr als dieser Durchfluss geht nicht mehr durch, egal wie tief der Nachdruck sinkt. Wer mit der unterkritischen Formel weiterrechnet, dimensioniert zu klein.
Schritt für Schritt
- Gas wählen: Der Rechner kennt Dichte und Normdichte von 8 gängigen Gasen (N₂, O₂, Ar, He, H₂, CO₂, CH₄, Luft)
- Betriebsdaten eingeben: Volumenstrom in Nm³/h, Vordruck p1 und Nachdruck p2 (absolut!), Temperatur
- Ergebnis ablesen: erforderlicher Kv-Wert, Strömungszustand und die Empfehlung mit Auslegungsreserve
Rechenbeispiel
10 Nm³/h Stickstoff, p1 = 7 bar(a), p2 = 6 bar(a), 20 °C: unterkritische Strömung, erforderlicher Kv ≈ 0,152. Mit der üblichen Reserve wählt man ein Ventil mit Kv 0,2–0,25 – aber nicht mehr: Ein stark überdimensioniertes Regelventil arbeitet nur im untersten Hubbereich und regelt schlecht.
Praxistipps
Immer mit Absolutdrücken rechnen – der klassische Fehler ist, Überdruck vom Manometer direkt einzusetzen. Für die Ventilwahl zählt der größte benötigte Durchfluss beim kleinsten verfügbaren Differenzdruck. Und bei Regelventilen gilt: Das Stellverhältnis muss auch den Minimaldurchfluss sauber abdecken. Herstellerangaben (Kv bei definiertem Hub, XT-Werte) sind für die Feinauslegung maßgeblich.
