Vanne d’équilibrage automatique

Vannes de régulation dans les systèmes d’eau glacée à débit variableEdit

Les systèmes hydroniques ayant évolué, les calculs de dimensionnement des vannes nécessaires ont également changé.

Les systèmes à débit variable nécessitent de nouveaux calculs, une nouvelle terminologie et, surtout, une nouvelle technologie. L’objectif du dimensionnement des vannes de régulation est de trouver la solution de vanne parfaite pour le système. Trouver cette vanne parfaite implique de comprendre l’hydronique du projet et de reconnaître l’importance d’un débit de contrôle parfait.

Sélection des vannes de contrôleEdit

Les effets d’un système à débit variable sur la sélection des vannes de contrôle, n’ont pas été initialement réalisés. Une vanne de contrôle a été sélectionnée en utilisant le même calcul de Kv, et la dérivation sur une vanne à 3 ports bloquée, donnant une vanne à 2 ports. Malheureusement, ce n’était pas si simple. En effet, notre calcul de Kv

Kv = débit / ΔP

était basé sur une pression constante et un Kv constant, délivrant un débit constant. Cependant, lorsque les zones du système à débit variable se sont fermées, la pression différentielle a augmenté, intensifiant le débit de livraison et provoquant un débordement dans les circuits ouverts.

Le débordement dans un circuit est coûteux. Malheureusement, les vannes de contrôle traditionnelles le rendent inévitable. Lorsque nous dimensionnons une vanne de régulation, le Kv calculé ne correspondra presque certainement pas au Kv de la vanne appropriée la plus proche. Par exemple, un calcul du Kv de 4,5 m3/h conduirait très probablement à la sélection d’une vanne avec un Kv = 6,3 m3/h. Cela signifie que la vanne est capable de fournir un débit supérieur de 40% à celui requis. Au fur et à mesure que la pression augmente dans notre système à débit variable, notre vanne va délivrer ce débit de pression supplémentaire.

Ce débit excédentaire va entraîner un dépassement de la température de consigne. Une fois que le capteur d’ambiance aura détecté ce dépassement, il fermera l’actionneur, provoquant une forte baisse du débit. Le processus se répétera dans un phénomène décrit comme la « chasse ».

ChasseEdit

La chasse entraîne une fluctuation constante de la température ambiante, créant un coût important pour les clients avec une mauvaise qualité environnementale et une maintenance accrue. Plus des trois quarts des plaintes adressées aux gestionnaires sont de l’ordre de la sensation thermique. Ces plaintes sont rarement dues à des différences interindividuelles de température préférée, mais plutôt à une augmentation des écarts de température. La solution que plus de deux tiers des gestionnaires de bâtiments utilisent pour répondre à ce type de plainte est de modifier le point de consigne. En abaissant le point de consigne de 1 °C en moyenne dans un système de refroidissement, nous augmentons sa consommation d’énergie jusqu’à 10 %. La solution aux problèmes de « chasse » et de débordement dans les systèmes d’eau glacée réside dans l’utilisation de vannes de contrôle indépendantes de la pression.

Vannes de contrôle indépendantes de la pressionEdit

Les vannes de contrôle indépendantes de la pression sont utilisées pour limiter le débit vers le terminal du ventilo-convecteur et la centrale de traitement de l’air. Ce débit n’est pas affecté par les changements de pression d’entrée. Un diaphragme à l’intérieur de la vanne maintient la pression de sortie constante, ce qui fournit un débit constant au terminal. L’avantage supplémentaire des vannes de régulation indépendantes de la pression est que, lorsqu’elles sont équipées d’un actionneur, elles remplacent la vanne d’équilibrage manuelle et la vanne de régulation motorisée par une seule vanne, ce qui réduit le coût de l’installation.

Vannes de régulation électroniques indépendantes de la pressionEdit

Les vannes de régulation électroniques indépendantes de la pression utilisent un débitmètre ou une chute de pression à travers un orifice pour fournir des données de débit à un actionneur qui travaille pour fournir le débit correct en aval. Ces vannes offrent des exigences de pression beaucoup plus faibles car un régulateur de pression nécessite une pression dans une plage donnée pour fonctionner. Elles augmentent la flexibilité car leur plage de débit réglable est souvent significativement plus grande que leurs homologues mécaniques, elles offrent également une meilleure tolérance à l’encrassement grâce à un chemin d’eau simplifié et certaines la capacité de rapporter les débits au système de gestion du bâtiment.

Stratégie de vanne de contrôleEdit

Les vannes de contrôle indépendantes de la pression peuvent être utilisées avec n’importe quel système de contrôle. Les options d’actionneur donnent le choix entre une commande thermique, une commande à 3 points ou une commande modulante. Cela fonctionnera avec les systèmes de gestion des bâtiments et les commandes de pièces individuelles, de la même manière que les vannes de régulation traditionnelles. Les actionneurs peuvent également être utilisés pour régler la vanne en limitant le débit. Dans les applications de contrôle à 3 points, cela peut être fait en utilisant une limitation de temps de fonctionnement. Par exemple, pour un débit de conception de 70%, nous donnons à l’actionneur 70% de son temps de fonctionnement total. Avec un actionneur modulant, pour réaliser notre exemple de 70%, nous réglons le contrôleur pour qu’il contrôle entre 0 V et 7 V du signal 0-10 V.

ConclusionEdit

Le débordement affecte la capacité du système de contrôle à atteindre la température de consigne. Il n’est pas forcément inévitable. Certaines vannes de régulation indépendantes de la pression permettent aux ventilo-convecteurs et aux centrales de traitement d’air d’avoir le débit maximal réglé exactement au débit de conception. Le passage d’une vanne de régulation traditionnelle à une vanne indépendante de la pression ne doit pas être considéré comme un avantage pour l’entrepreneur mécanique, car il permet de réduire les coûts d’installation. Elle profite à l’intégrateur de systèmes et, surtout, au client, en garantissant à la fois des niveaux de confort améliorés et une consommation d’énergie réduite. Les vannes de régulation indépendantes de la pression sont un élément essentiel de la régulation hydronique dans les applications d’eau glacée. Elles sont simples à sélectionner et à régler. Elles permettent d’obtenir une pression et un débit constants, et surtout une température ambiante constante.