Vanne cvc 3 voies : applications, critères de sélection et conseils pratiques

Un exploitant d'usine appelle parce qu'une zone souffle de l'air froid un matin alors que la chaudière fonctionne depuis deux heures. La batterie est propre, la pompe fonctionne et la vanne trois voies alimentant cette batterie n'a pas bougé depuis son installation. Ce composant décide si le serpentin voit de l'eau chaude, de l'eau glacée ou un mélange des deux, et lorsqu'il colle, est dirigé vers l'arrière ou est câblé au mauvais signal, toute la zone le suit.

Dans un système CVC, une vanne 3 voies est un dispositif d'acheminement du débit doté de trois ports : un port commun et deux ports de dérivation. Il effectue l'un des deux travaux suivants. Soit il mélange deux flux en un seul, soit il détourne un flux en deux. Le travail qu'il effectue, la manière dont les ports internes sont disposés et la manière dont l'actionneur est contrôlé comptent bien plus que la taille du tuyau gravée sur le corps. Si vous réussissez ces trois points, la vanne devient un élément silencieux et fiable de la boucle. Si vous vous trompez, aucun équilibrage ne réparera la zone.

Que fait une vanne à trois voies dans une boucle CVC

La réponse courte est qu’une vanne à trois voies modifie le chemin emprunté par l’eau, et non la quantité d’eau dans le système. Dans une vanne mélangeuse, deux flux d'entrée entrent dans les ports de dérivation et sortent par le port commun sous la forme d'un flux mélangé, et la position du bouchon, de la bille ou du disque définit le rapport entre les deux entrées. Dans une vanne de dérivation, le débit entre dans le port commun et sort par un port de dérivation ou l'autre, avec des positions intermédiaires répartissant le flux entre elles.

Cette différence décide où chaque style est utilisé. Les corps de mélange conviennent au contrôle de la batterie, où un flux primaire chaud et un flux de retour plus froid sont mélangés à la température d'alimentation dont la batterie a besoin. Les corps de dérivation conviennent au service de dérivation, où le débit doit être envoyé autour d'un serpentin, et au service de commutation, où un refroidisseur et une chaudière partagent la même unité terminale.

Mélange ou détournement : une décision que vous ne pouvez pas revenir sur place

Les corps ne sont pas interchangeables. Sur une vanne mélangeuse, le port commun est la sortie. Sur une vanne de dérivation, le port commun est l'entrée. Canalisez un corps de dérivation comme mélangeur et l'eau peut passer directement d'un port de dérivation à l'autre, de sorte que le serpentin fonctionne à la mauvaise température, peu importe ce que fait l'actionneur. Il s'agit de l'une des erreurs de terrain les plus courantes, et elle se manifeste par une bobine qui n'atteint jamais le point de consigne alors que la vanne semble fonctionner correctement.

Les vannes à trois voies à bille ajoutent une autre couche. Une boule de port L connecte le port commun à une branche à la fois et peut fermer le troisième port. Une boule de port en T peut connecter le port commun aux deux branches à la fois, de sorte que le débit complet est possible via l'un ou l'autre chemin ou sous forme de séparation entre eux, mais le port commun ne peut pas être isolé des deux branches en même temps.

Quatre lignes de la fiche technique méritent d'être copiées dans la soumission avant toute commande :

• Quel port est le port commun et s'il s'agit de l'entrée ou de la sortie.
• Quels ports sont ouverts, fermés ou partiellement ouverts à chaque extrémité de la course.
• Le coefficient de débit à la position de déplacement de conception, et pas seulement la taille de l'orifice.
• La position de défaillance, c'est-à-dire où va la vanne lorsque l'alimentation ou le signal est perdu.

Dimensionnement d'une vanne à trois voies : le coefficient de débit dépasse la taille du tuyau

Dimensionnez la vanne en fonction du débit qu'elle doit laisser passer dans les conditions de conception, et non en fonction du diamètre du tuyau dans lequel elle se trouve. Une vanne adaptée à la taille de la conduite est généralement surdimensionnée. Lorsqu'un corps est trop grand, le bouchon effectue la majeure partie de son travail dans les 20 premiers pour cent de sa course, de petits changements de signal produisent de grands changements de débit et la zone se déplace autour du point de consigne tout l'après-midi.

Le nombre de travail est le coefficient de débit. En unités américaines, Cv est le débit en gallons par minute qui traverse une vanne complètement ouverte à une chute de pression de 1 psi. En unités métriques, la même idée apparaît que Kvs, utilisant des mètres cubes par heure avec une baisse de 1 bar. La relation est simple : Cv est égal au débit de conception en gallons par minute divisé par la racine carrée de la chute de pression en psi.

La pratique hydronique vise généralement une chute de pression à travers la vanne de régulation de 25 à 50 pour cent de la chute totale dans cette branche, qui dans de nombreux circuits de serpentins se situe entre 3 et 5 psi. Cela donne à la vanne suffisamment d'autorité pour contrôler la bobine sans gaspiller l'énergie de la pompe. Une citation qui répertorie uniquement la taille du port, le type de connexion et le matériau du corps laisse le numéro le plus important non vérifié.

Actionneurs et signaux de commande

Faites correspondre l'actionneur au contrôleur avant que la commande ne soit envoyée, car le corps et l'actionneur sont souvent des éléments de ligne distincts. Trois types de signaux couvrent la plupart des travaux CVC :

1. Deux positions, marche ou arrêt, pour les fonctions de commutation et de dérivation où la vanne n'a besoin que de s'asseoir à une extrémité de la course.
2. Flottant ou à trois fils, où le contrôleur entraîne l'ouverture et la fermeture de la vanne et l'actionneur maintient la position lorsque l'alimentation est coupée.
3. Modulant, généralement 0 à 10 V ou 4 à 20 mA, où la vanne doit maintenir une position intermédiaire pour mélanger la température d'alimentation.

Deux détails déterminent alors si la valve fonctionne réellement. Le couple et la valeur de fermeture viennent en premier : une vanne qui ne peut pas se fermer face à la pression différentielle de la pompe fuira à travers le siège même lorsque l'actionneur signale une position fermée, qui apparaît comme une zone qui ne s'arrête jamais complètement. La position d’échec vient en deuxième position. Les actionneurs à ressort de rappel entraînent la vanne vers un port connu en cas de perte de puissance, et le bon choix dépend de la question de savoir si une bobine défaillante doit être laissée en mode chauffage, refroidissement ou dérivation. Vérifiez également la tension, car les actionneurs 24 V et tension secteur ne sont pas interchangeables au niveau du bornier.

Vannes à trois voies sur les équipements de climatisation et de réfrigération

Toutes les vannes à trois voies ne se trouvent pas dans une boucle hydronique. Les systèmes de climatisation et de réfrigération split utilisent des vannes de service à trois ports au niveau de l'unité extérieure. Un port se connecte au système, un autre au jeu de conduites et le troisième, souvent appelé port de jauge ou de service, donne au technicien un endroit pour connecter un collecteur pour l'évacuation, le chargement et les contrôles de pression. Ces corps sont normalement en laiton, avec des raccords en cuivre ou des raccords évasés, et le capuchon du port de service reste scellé pendant le fonctionnement normal. Un article séparé explique à quoi sert une vanne à trois voies de climatisation pendant l'évacuation et le chargement.

Vanne à trois voies de climatisation pour le contrôle du débit de réfrigérant Cette vanne en laiton ou en acier inoxydable change la direction du réfrigérant et échelonne le débit pour le refroidissement ou le chauffage, avec des connexions DN6-DN20 et un port de service en option. Voir le produit →

Les vannes à trois voies de contrôle de débit jouent un rôle différent dans les équipements emballés. Ils divisent ou redirigent le réfrigérant entre les circuits afin que la capacité puisse être échelonnée sans arrêter le compresseur, et ils sont sélectionnés sur la même logique de coefficient de débit que celle utilisée pour les corps hydroniques, ajustés en fonction des propriétés du réfrigérant et des pressions de fonctionnement.

Valve à trois voies de contrôle de débit de climatiseur Cette vanne change la direction du réfrigérant et ajuste le débit progressif pour le refroidissement ou le chauffage, avec des connexions DN6-DN20 et un port de maintenance en option. Voir le produit →

Les vannes de type divisé se situent à la limite entre les sections intérieure et extérieure, où un technicien a besoin à la fois d'une connexion permanente et d'un point d'accès de service dans un corps compact en laiton. Le type de connexion, la norme de filetage et la taille du port de charge sont les détails qui méritent d'être confirmés par rapport au dessin avant de commander.

Valve à trois voies pour climatiseur de type divisé Cette vanne à système divisé change la direction du réfrigérant pour le refroidissement ou le chauffage et peut inclure un port de service pour le test de pression ou le réapprovisionnement. Voir le produit →

Des contrôles d'installation et de mise en service qui évitent les rappels

La plupart des problèmes de vannes à trois voies signalés au cours du premier mois sont des problèmes d'installation plutôt que des défauts de produit. Une brève routine de mise en service permet de les détecter presque tous :

• Rincez la conduite avant d'entrer dans la vanne, car la soudure, le tartre et les éclats de filetage sont la principale cause d'un siège rayé.
• Retirez l'actionneur avant de le braser ou de le souder et protégez le corps de la chaleur afin que les joints de tige ne soient pas endommagés.
• Suivez la flèche de débit sur le corps, qui marque l'orientation commune du port et constitue l'erreur de tuyauterie la plus courante.
• Soutenez les corps plus grands avec un support afin que le poids du tuyau ne charge pas le corps de la vanne.
• Actionnez la vanne sur toute sa course avec le contrôleur avant d'équilibrer la boucle et observez le déplacement de la tige.
• Enregistrez les températures d'alimentation et de retour dans le serpentin après un cycle de charge complète, et non cinq minutes après le démarrage.

Si la bobine ne répond pas, mesurez le signal de l'actionneur au niveau des terminaux de distributeurs plutôt qu'au niveau du panneau. Un signal lu correctement au niveau du contrôleur peut arriver à l'actionneur sous la forme d'une tension beaucoup plus faible via un long trajet de fil sous-dimensionné, et la vanne restera immobile sans qu'aucun défaut ne soit affiché nulle part.

Problèmes courants et ce que les symptômes vous disent

Le diagnostic devient plus rapide lorsque vous traitez le symptôme comme un indice indiquant quelle pièce est défaillante. Les débris et le tartre provoquent généralement des erreurs de position et du bruit, tandis que les défauts de l'actionneur ne provoquent généralement aucun mouvement.

Trois règles couvrent la plupart des risques liés à une vanne à trois voies CVC. Confirmez si le travail doit être mélangé ou détourné avant que quoi que ce soit ne soit commandé ou acheminé. Dimensionnez le corps en fonction du coefficient de débit au débit de conception plutôt qu'en fonction du diamètre du tuyau. Faites correspondre le signal de l'actionneur, le couple et la position de défaillance au contrôleur et à la boucle. Tout le reste, du choix des matériaux aux intervalles de maintenance, découle de ces trois décisions.

Dans les boucles hydroniques, la vanne est un dispositif de contrôle et doit être traitée comme tel. Dans les travaux de climatisation et de réfrigération split, il s'agit également d'un point d'accès au service, de sorte que la disposition des ports et l'état du bouchon sont importants à chaque fois qu'un système est évacué ou chargé. Garder à portée de main des actionneurs de rechange et un petit stock des tailles de corps les plus utilisées réduit les temps d'arrêt, car un actionneur défectueux est généralement la pièce la plus rapide à remplacer.

Si vous spécifiez des vannes à trois voies pour une gamme de produits de réfrigération ou de climatisation et que vous avez besoin de corps correspondant à un dessin existant, notre équipe peut travailler à partir de votre échantillon ou de vos spécifications. Envoyer la disposition du port, les exigences de flux et le type de connexion et nous vous répondrons avec la configuration correspondante.