Guide des électrovannes haute pression : sélection, valeurs nominales et fiabilité

Un entrepreneur en réfrigération a commandé un jour un lot d'électrovannes pour la conduite de refoulement d'une unité de condensation R-410A. Le corps de la vanne était conçu pour 45 bars, ce qui semblait généreux sur un système qui ne dépassait jamais 30 bars. Les valves ont commencé à suinter au bout de deux mois. Le corps n’a jamais été le problème. Le joint Buna-N l'était, car les gaz de décharge sur ce rack atteignaient régulièrement 105 degrés Celsius et ce joint n'était confortable que jusqu'à environ 90 degrés.

Voici la version courte avant le détail. Une électrovanne haute pression est un composant du système et non un numéro de catalogue. Le chiffre de pression indiqué sur l'étiquette n'est utile que lorsque le matériau du joint, la classe du serpentin, la température du fluide et le différentiel d'ouverture maximal correspondent tous aux conditions auxquelles la vanne sera réellement remplie. Si vous en manquez un, la vanne tombe en panne bien avant que quiconque ne s'approche de sa pression nominale.

Que signifie la haute pression dans une électrovanne

Les fournisseurs ne partagent pas de seuil officiel pour l’expression électrovanne haute pression. Les bandes pratiques utilisées dans la réfrigération, la climatisation automobile et les travaux industriels légers sont cependant raisonnablement cohérentes et il vaut la peine de les connaître avant de comparer les devis.

Deux choses en découlent. Premièrement, la même taille nominale de vanne peut se trouver dans deux bandes différentes en fonction du corps, du joint et de la bobine qui y est installée. Deuxièmement, une électrovanne haute pression ne convient pas automatiquement à une conduite basse pression, car les corps haute pression utilisent souvent des ressorts plus rigides et des orifices effectifs plus petits, ce qui coûte en capacité de débit.

Pour la réfrigération et la climatisation automobile, la plupart des travaux réels se déroulent entre 21 et 60 bars. C'est également là que les bandes de pression d'un fournisseur sont les plus importantes, car un corps, un kit de joints et une bobine adaptés à la même bande se comportent de manière prévisible pendant des années.

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Les trois chiffres de pression derrière chaque note

Lorsqu'une fiche technique répertorie un seul chiffre de pression, demandez lequel des trois il s'agit.

• La pression de service maximale, ou MWP, est la pression la plus élevée à laquelle la vanne est conçue pour maintenir et fonctionner en continu.
• Une pression d'épreuve, généralement 1,5 fois MWP, est appliquée brièvement pour confirmer que le corps et les joints ne se déforment pas et ne fuient pas.
• La pression d'éclatement, généralement trois à quatre fois la MWP, est le point auquel le corps lui-même tombe en panne. Il s'agit d'une marge de sécurité et non d'une condition de fonctionnement.

Les décisions de dimensionnement doivent être prises par rapport à la pression de service maximale avec la correction de température appliquée. Une vanne évaluée à 50 bars à 20 degrés Celsius ne peut être évaluée qu'à 40 bars à 80 degrés Celsius, car la dureté de l'élastomère et l'isolation de la bobine diminuent à mesure que la température augmente. Cette courbe de déclassement est la ligne la plus ignorée de la plupart des fiches techniques.

Le matériau du joint et la température déterminent la durée de vie

La sélection des joints est l'endroit où les spécifications des vannes haute pression sont gagnées ou perdues. Quatre matériaux couvrent la plupart des travaux de réfrigération et automobiles.

• Le NBR gère les réfrigérants et les huiles minérales les plus courants jusqu'à environ 90 degrés Celsius. Amende sur les conduites de liquide, marginale à la décharge.
• Le HNBR ajoute une résistance à la chaleur et à l’huile et est utile jusqu’à environ 120 degrés Celsius, ce qui en fait une mise à niveau courante pour les conduites de gaz chaud.
• L'EPDM est résistant à l'eau, à la vapeur et aux glycols, mais moins adapté aux circuits d'huile minérale.
• Le PTFE et le FKM offrent une large résistance chimique et des plafonds de température plus élevés à un coût unitaire plus élevé.

Les médias comptent autant que la température. Les huiles PAG et POE utilisées dans les systèmes de réfrigération automobiles et modernes attaquent certains élastomères qui manipulent sans problème l’huile minérale. Si la vanne détecte de l'huile POE, confirmez la compatibilité avec le fournisseur de joints au lieu de supposer qu'un joint à usage général tiendra.

Tension de bobine, classe et différentiel d'ouverture

Côté électrique, trois chiffres décident si la vanne s'ouvrira réellement sous pression.

La différence de pression d'ouverture maximale, généralement abrégée en MOPD, est la plus grande différence de pression à travers la vanne à laquelle la bobine peut encore tirer le piston ou soulever le piston. Une vanne avec un orifice de 16 mm et un petit serpentin peut avoir un MOPD de 6 bars même si le corps est conçu pour 40 bars. Installez-le sur une conduite de refoulement avec un différentiel de 20 bars et il restera là en bourdonnant.

La tension de la bobine et la classe d'isolation sont les deux autres. Les options courantes sont le courant alternatif 24 V, 110 V et 220 V pour les équipements fixes, et le courant continu 12 V ou 24 V pour les systèmes mobiles. L'isolation de classe F permet une température d'enroulement de 155 degrés Celsius et la classe H autorise 180 degrés Celsius. La chaleur ambiante dans un local technique augmente la température du bobinage, la classe H est donc un choix judicieux dans les pièces chaudes.

Où se trouvent les vannes haute pression dans un circuit

Dans un circuit frigorifique, des électrovannes haute pression apparaissent à trois endroits.

1. Conduite de liquide, pour pomper l'évaporateur et isoler l'alimentation en liquide pendant le dégivrage ou le service.
2. Conduites de refoulement et de gaz chauds, pour contrôler le contournement des gaz chauds, le dégivrage des gaz chauds et la régulation de la capacité.
3. Conduites de réception et de retour d'huile, pour gérer l'égalisation de la pression et le mouvement de l'huile sur les racks plus grands.

Les valves directionnelles sont courantes dans ces positions. De nombreuses conceptions maintiennent la pression dans une seule direction, donc le montage d'une vanne à l'envers produit une vanne qui ressemble à une fuite alors qu'elle fait en fait exactement ce pour quoi elle a été conçue.

Pour les conduites de liquide sur la réfrigération commerciale, une conception à piston piloté offre un bon équilibre entre un grand orifice et une force de bobine modérée. Un petit solénoïde pilote contrôle un piston qui effectue le gros du travail, de sorte que la bobine reste d'une taille raisonnable tandis que la vanne s'ouvre toujours contre un différentiel élevé.

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La climatisation automobile suit un modèle différent. Les pressions des systèmes dans les voitures particulières au R-134a et au R-1234yf se situent généralement entre 12 et 25 bars, mais les systèmes au CO2 fonctionnant au R-744 fonctionnent à 100 bars et plus, ce qui pousse les corps de vannes dans la plage de service très élevé. Ces systèmes nécessitent des corps et des joints à haute résistance choisis pour résister aux variations rapides de pression et de température.

Erreurs de spécification qui provoquent des échecs répétés

La plupart des réclamations au titre de la garantie sur les électrovannes haute pression reviennent à un petit ensemble d'erreurs.

• Citant uniquement la pression de service maximale et ignorant la courbe de déclassement.
• Choisir une vanne dont le MOPD est inférieur au différentiel auquel elle sera confrontée en service.
• En supposant qu'un joint qui gère l'huile minérale gérera également l'huile POE ou PAG.
• Mélanger les tailles de ports métriques et impériaux, ou commander ODF lorsque le tuyau est évasé.
• Ignorer la chute de pression au débit nominal, qui se manifeste plus tard par une perte de capacité de refroidissement.
• Oubliant que de nombreuses vannes haute pression sont directionnelles.
• Installer sur site une bobine de tension incorrecte pour faire fonctionner une machine, sans jamais la corriger.

Une liste de contrôle de sélection que vous pouvez envoyer à un fournisseur

Une enquête complète permet d'économiser des semaines de correspondance. Les paramètres ci-dessous sont ceux qui modifient le numéro de pièce.

Tests et vérifications avant de vous engager

Demandez ce que le fournisseur teste et sur quelle part de la production. Un programme significatif comprend généralement cinq contrôles.

• Test d'étanchéité à l'azote ou à l'hélium sur chaque unité à 1,5 fois la pression de service maximale.
• Tests de résistance d’isolation des bobines et de rigidité diélectrique.
• Tests cycliques sur des échantillons, souvent jusqu'à 100 000 opérations ou plus.
• Tests d'éclatement sur des échantillons de corps pour confirmer la marge de conception.
• Test de débit pour confirmer le coefficient de débit publié.

La protection contre la pression constitue l’autre moitié d’un circuit haute pression sûr. Un régulateur de pression ou un coupe-circuit haute pression donne au système un moyen de s'arrêter lorsque la pression de refoulement dépasse un point de consigne, ce qui protège ensemble l'électrovanne et le compresseur. Réglez la coupure en dessous de la pression de service maximale de la vanne, jamais à cette valeur.

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Choisir un fournisseur de vannes haute pression

Les indices de pression sont faciles à imprimer sur une fiche technique. La cohérence d’un cycle de production est la partie la plus difficile, et c’est la principale raison pour laquelle il faut examiner de près la manière dont un fournisseur teste et documente son travail.

Shaoxing DingSen Refrigeration Technology Co., Ltd. fabrique des pièces de réfrigération et de climatisation automobile depuis 2008 depuis sa base de Shaoxing, en Chine, et exporte principalement vers l'Europe, les Amériques et le Japon. L'entreprise gère son propre laboratoire d'essais et déclare pouvoir développer et produire des pièces à partir de dessins ou d'échantillons de clients, ce qui est important lorsqu'une vanne haute pression standard ne s'adapte pas parfaitement à un collecteur existant. Vous pouvez en savoir plus sur l'entreprise et sa démarche qualité , et ses notes techniques comprennent un guide pour Électrovannes type EVR et comment ils se comportent en service.

Une électrovanne haute pression répond à des spécifications minutieuses. Alignez la valeur nominale du corps, la courbe de déclassement, le matériau du joint, la classe de bobine et le différentiel d'ouverture avec votre enveloppe de fonctionnement réelle, et la vanne devient l'une des parties les moins intéressantes de la machine, ce qui est exactement ce que vous voulez. Si vous vous trompez, cela deviendra la partie dont tout le monde se souvient.

Avant la prochaine commande, notez les paramètres de la liste de contrôle ci-dessus et envoyez-les à votre fournisseur. Si la réponse revient sous la forme d'un numéro de pièce sans poser de questions, cela vaut également la peine d'être remarqué.