Vanne d`équilibrage automatique (motorisable) AB-QM

Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable)
AB-QM
Description
DKCD
La vanne AB-QM est un limiteur
automatique de débit assurant un
équilibrage automatique des réseaux.
Domaines d’application types :
Equilibrage automatique des débits sur
les colonnes ou branches de réseaux de
chauffage (radiateurs) ou de
climatisation (ventilo-convecteurs).
Elle est particulièrement destinée aux
systèmes à débit constant.
De plus, la vanne AB-QM peut être
équipée d’un actionneur électrique
pouvant être piloté par un régulateur de
température. Elle remplace
avantageusement deux vannes
(équilibrage et régulation).
Domaines d’application types :
Equilibrage automatique des débits sur
les terminaux et vanne de régulation
(ventilo-convecteurs, plafond rafraîchissants, centrales de traitement d’air).
z La partie vanne de régulation de l’AB-QM
permet de régler finement la température en
assurant une caractéristique linéaire sur la plage
entière.
z Toutes les variations de la pression différentielle
sont corrigées par le régulateur de pression. Il
en résulte un régime de réglage stable de la
température et en une réduction des
déplacements de l'actionneur.
z Les vannes AB-QM offrent une souplesse de
réglage inégalée – réglages conformes aux
valeurs calculées – et elles permettent la
maîtrise parfaite des conditions réelles du
système.
z Grâce à leur conception à membrane elles ne
sont pas susceptibles d’être bloquées.
z Débit toujours correct d’où absence de plaintes
d’utilisateurs et absence de gaspillage d’énergie.
z La vanne AB-QM réduit les frais d’installation de
moitié grâce à la combinaison des fonctions
d’équilibrage et de régulation.
z Les prises de pression (optionnelles) permettent
une optimisation du réglage de la consommation
d’énergie de la pompe.
z Par rapport au réglage classique, la vanne de
réglage, entièrement intégrée, garantit un
fonctionnement optimal de la pompe d’où
consommation d’énergie réduite.
z Les frais de main d’œuvre pour le réglage initial
sont inexistants, grâce au réglage automatique
de la limitation de débit.
z Réduction des frais de réglage, grâce à sa
souplesse, suite aux variations de débit
imprévues.
z Raccorder / c'est terminé même sur des
installations « en cours ». Exemple : Certains
étages, d’un immeuble en cours de construction,
sont déjà occupés (d’autres sont en cours de
construction) et bénéficient déjà d’un système
entièrement fonctionnel et équilibré.
VD.A2.W1.24
© Danfoss 09/2004
Simplifications
z La limitation du débit est obtenue en réglant la
vanne sur la position désirée de débit – Régler
la bague et c'est tout.
z Le seul paramètre à considérer est le débit, d’où
sélection rapide et facile de la vanne.
z Le réglage de la vanne AB-QM sur la position
maximum, autorise le débit maximal permis pour
la tuyauterie, conformément aux normes
internationales.
z Dépannage simplifié
z Absence de calcul du ratio de contrôle.
z Absence de calcul de l’autorité de la vanne.
z Les travaux de réglage initial se limitent au
réglage de la vanne sans aucun appareil de
mesure spécialisé ni d’aucune nécessité de
personnel spécialement formé.
z La conception compacte permet l’installation aux
endroits les plus restreints, par exemple dans
les habillages de ventilo-convecteurs.
1
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Applications - Systèmes à débit variable
Centrales de traitement d’air (CTA) / Ventilo-convecteurs
La vanne AB-QM avec moteur peut être utilisée en
tant que dispositif autonome combiné pour régler la
vanne et limiter le débit sur une unité de traitement
d’air (CTA).
La vanne AB-QM garantit le débit requis par unité
de traitement d’air et elle simplifie l’équilibrage
hydraulique du système. Grâce au dispositif de
réglage intégré de la pression différentielle, la
vanne de réglage est autonome à 100 %.
Contrairement aux vannes de réglage classiques,
les charges partielles du système n’influencent
aucunement le réglage de la température en
utilisant des vannes AB-QM. En montant des
vannes AB-QM le système est divisé en zones
indépendantes les unes des autres.
Le réglage du débit est simple. Régler le bouton de
la vanne AB-QM sur la position requise pour l’unité
de traitement d’air (CTA). Aucune intervention
spéciale pour le réglage de l’équilibre du système
entier n’est requise. Résultat : Forte diminution du
besoin en main d’œuvre. Et le jumelage de
plusieurs fonctions en un seul corps de vanne
nécessite moins de vannes et de main d’œuvre
d’installation.
Pour régler la température la vanne AB-QM peut
être équipée de différents types de moteurs selon
le cas (marche/arrêt, 3 points, 0 à 10 V).
Plafond rafraîchissant
Les vannes AB-QM sont utilisées sur des
dispositifs de réfrigération encastrés en
plafond pour le réglage de la température et
du débit. Chaque unité de rafraîchissement
est équipée d’une vanne AB-QM pour la
2
VD.A2.W1.24
©
Danfoss 09/2004
limitation du débit.
La vanne de réglage intégrée est utilisée en
tant que régulateur de la température
moyennant le montage d’un moteur.
Différents types de moteurs sont possibles.
DKCD
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Applications
- Systèmes à débit constant
La vanne AB-QM peut être utilisée en tant que
régulateur automatique de débit constant dans un
système équipé de ventilo-convecteurs (système
avec vannes à trois voies). Aucune intervention
spéciale pour l’équilibrage n’est requise. Le débit
peut être réglé directement sur la vanne AB-QM.
Grâce à la souplesse de la vanne AB-QM, pouvant
fonctionner de façon parfaitement autonome, le
système est transformable en un système à débit
variable où les charges partielles ne posent aucun
problème.
Système de chauffage mono-tube.
La vanne AB-QM peut être utilisée en tant que
régulateur de débit automatique dans chaque
section montante d’un système de chauffage
mono-tube. La vanne AB-QM limite le débit à la
valeur réglée afin d’y obtenir ainsi automatiquement l’équilibre hydraulique du système.
Les possibilités d’utilisation de la vanne AB-QM sont quasi illimitées. La vanne peut être utilisée pour le
réglage automatique des débits ainsi que les réglages simples ou autonomes des vannes. Exemple :
systèmes de chauffage/réfrigération complexes ou sous-stations moins élaborées.
DKCD
VD.A2.W1.24
© Danfoss 09/2004
3
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
No de code
AB-QM
Type
AB-QM
Diamètre
nominal
Qmax.
l/h
10
15
20
25
32
275
450
900
1700
3200
Filetage
mâle
ISO 228/1
G½A
G¾A
G1A
G 1¼ A
G 1½ A
Référence
AB-QM
(avec nipples)
003Z0201
003Z0202
003Z0203
003Z0204
003Z0205
Filetage
mâle
ISO 228/1
G½A
G¾A
G1A
G 1¼ A
G 1½ A
Référence
003Z0211
003Z0212
003Z0213
003Z0214
003Z0215
Accessoires et pièces détachées
Type
Diàmetre nominal
Volant manuel
Raccord union
(1 pcs.)
Raccord à souder
(2 pcs.)
Raccords avec filetage mâle
(2 pcs.)
Référence
DN 10 / 15 / 20 / 25 / 32
R 3/8
DN 10
R 1/2
DN 15
R 3/4
DN 20
R1
DN 25
R 1 1/4
DN 32
DN 15
DN 20
DN 25
DN 32
003Z0230
003Z0231
003Z0232
003Z0233
003Z0234
003Z0235
003N5090
003N5091
003N5092
003N5093
Ø12x1 mm
DN 10
065Z7016
Ø15x1 mm
DN 15
065Z7017
Anneau de blocage
Capuchon en plastique bleu
003Z0236
003Z0240
Combinaisons AB-QM avec actionneurs électriques
TWA-Z**
ABNM
AMV(E)-H 01/02
10.4±0.3
(Pour plus de détails, voir les fiches techniques de ces moteurs)
Vanne type
Course
(mm)
082F1226
NC, 230 V
082F1094
082H8001
Moteur thermique AMV 01/24 V,24 s/mm,
24 V (0 - 10 V)
Contrôle 3 points
082F1072
082H8003
Adaptateur pour AB-QM AME 01/24 V,24 s/mm,
AB-QM DN 10 - 20
AB-QM DN 25 - 32
2.25
4.50
x
*
(M30 x 1.5)
0 - 10 V
x
*
x
x
** Attention: Seul ce type de moteur TWA doit être utilisé avec la vanne AB-QM
4
VD.A2.W1.24
©
Danfoss 09/2004
DKCD
Fiche technique
Données techniques
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Diamètre nomnal
(DN)
15
20
25
32
Qmin (20%)
(l/h)
Qmax (100%)
Pression différentielle
Pression nominale
(PN)
Plage de réglage
Caractéristiques de la vanne de régulation
55
90
180
275
450
900
0.16 - 1.5 bar; (16 - 150 kPa)
16
Taux de fuite selon IEC 584
maxi 0.01% du kv à 250 N
Type de fluide
De l’eau du robinet et de l’eau glycolée pour
systèmes de chauffage et systèmes de réfrigération
(hermétiques à l’oxygène).
Plage de débit
Température du fluide
Course
Raccordements
(oC)
(mm)
Filetage mâle (ISO 228/1)
Actionneur
340
640
1700
3200
0.2 - 1.5 bar
> 1:50
Linéaire
-10 ... +120
2.25
2.25
G ½"
G ¾"
2.25
4.5
4.5
G 1"
G 1¼"
G 1½"
M30 x 1.5
Corps de vanne et insert – Laiton (CW614N,
CW617N)
Membrane et joints toriques – Cône EPDM,
ressort et vis – inox.
Matériaux
Principe de fonctionnement
10
La vanne AB-QM est une vanne de réglage,
combinée avec un régulateur de pression
différentielle. La fonction de contrôle de la pression
maintient une perte de charge constante sur la
vanne indépendamment des variations dans
l’installation. Cette conception garantit une
limitation automatique du débit à la valeur désirée
de façon 100 % autonome.
Limitation du débit
Le débit à travers un orifice avec résistance
hydraulique (valeur kv) connue et la perte de
charge constante sont calculés suivant la formule :
Q = k v × ∆p
Course
100%
80%
Q=kv[%]* P2
50%
50%
P3
Q,Kv
80% 100%
figure 1
En considérant que la vanne AB-QM, maintient la
perte de charge (∆p) sur la vanne de réglage à une
valeur constante, il s’en suit que le débit de la
vanne AB-QM est limité à son tour. Pour que la
vanne AB-QM puisse fonctionner correctement, il
faut que la pression différentielle soit au moins
égale à 16 kPa. En limitant la course de la vanne
de réglage, le débit maximal de la vanne peut être
corrigé.
En réduisant de moitié la valeur kv de la vanne de
réglage, le débit est également réduit de moitié. La
caractéristique de la vanne AB-QM étant quasi
linéaire, il suffit de réduire de moitié la course pour
réduire de moitié le débit.
DKCD
VD.A2.W1.24
© Danfoss 09/2004
5
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Principe de fonctionnement
(suite)
Autorité
L’autorité de la vanne est définie comme suit : Le
quotient de la résistance hydraulique de la vanne
grande ouverte et de la résistance hydraulique du
système entier (vannes, tuyauterie, échangeurs de
chaleur, etc.).
A=
Rvalve
Rvalve + Rsystem
Afin de garantir un réglage correct, le coefficient
d’autorité doit normalement être égal à 0,3 (30 %) et
si possible bien plus élevé. La résistance hydraulique
du système est variable et fonction du débit réel. La
réduction du débit entraîne une réduction de la
résistance hydraulique. La vanne de réglage doit
normalement compenser cette variation par une
fermeture accrue, qui entraînerait une distorsion de
la caractéristique de la vanne. Mais l’effet de la
diminution de la résistance hydraulique est compensé
par la vanne AB-QM qui est équipée d’un dispositif
de réglage intégré de maintien de la valeur de la perte
de charge. Il s’en suit que la valeur « R système »
est égale à zéro.
Substitution dans la formule donne :
A=
Rvalve
= 1 (100%)
Rvalve
Considérons par exemple deux vannes dans un
système HVAC (Chauffage et conditionnement d’air)
normal. La première étant montée près de la pompe
et la deuxième étant montée très loin de la pompe
(Figure 2). Toutes deux disposant d’une
caractéristique identique quant à leur pertes de
charge (pression de service). La distribution des
pertes de charge est aléatoire et non homogène. La
perte de charge dans la tuyauterie (OT) autour de la
vanne près de la pompe est la plus faible. Les
dispositifs de réglage de la pression différentielle (BV)
corrigent cette situation de telle manière, que les
conditions de travail des deux vannes de réglage (CV)
soient identiques.
En considérant la situation où 20 % suffiraient (Figure
2), il est clair que la perte de charge dans le système
diminue quand le débit diminue. En première instance,
l’effet sur la vanne distante est bien plus grand à cause
de la perte de charge plus élevée.
Le dispositif de réglage de la pression différentielle
compense la différence de telle manière que les
conditions de travail des deux vannes de réglage
sont identiques sur la plage de réglage entière. La
comparaison avec une situation avec vannes
d’équilibrage classiques (Figure 3) met en évidence
- les vannes d’équilibrage étant statiques et elles
ne réagissent pas aux conditions variables du
système - l’augmentation importante des pertes de
charge sur les vannes de réglage et la distorsion
importante des caractéristiques de ces vannes.
La valeur de l’autorité de la vanne AB-QM est dès
lors automatiquement 100 %, c’est à dire une garantie
sûre d’un réglage stable, d’un confort amélioré et cet
état de fait évite les vérifications de l’autorité par de
longs calculs.
position 2
CV
position 1
CV
BV
BV
OT
OT
P
position 1
P
position 2
CV
P
position 1
CV
BV
P
position 2
CV
CV
BV
BV
BV
OT
OT
OT
OT
Q
20% of
design flow
Design
flow
Q
20% of
design flow
Design
flow
Q
20% of
design flow
Figure 2
CV
CV
Pertes de charge dans un système équipé de
BV
vannes AB-QM
Design
flow
Q
20% of
design flow
Design
flow
Figure 3
Pertes de charge dans un système équipé de
vannes classiques
BV
6
VD.A2.W1.24
©
OT
Danfoss 09/2004
OT
DKCD
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Conception
1
2
3
5
4
6
7
8
1. Presse-étoupe
2. Tige
3. Joint plastique
4. Siège conique de la vanne de réglage
5. Membrane
6. Ressort principal
7. Cône creux (régulateur de pression)
8. Siège vulcanisé (régulateur de pression)
P1
P2
P3
P2-P3
P1-P3
Fonctionnement :
La vanne AB-QM est
composée de deux éléments :
1. Régulateur de pression
différentielle
2. Vanne de réglage
DKCD
1. Régulateur de pression différentielle
Le régulateur de pression différentielle maintient
une perte de charge constante sur la vanne. La
différence de pression (p2 - p3) sur la membrane
est maintenue constante par la force du ressort.
Quand la pression différentielle sur la vanne de
réglage change (p.ex. suite à un changement de la
pression présente ou par un mouvement dans la
vanne de réglage) le cône creux se déplace créant
ainsi un nouvel équilibre et par conséquent
maintenant la pression différentielle à un niveau
constant.
VD.A2.W1.24
© Danfoss 09/2004
2. Vanne de réglage
La vanne de réglage dispose d’une caractéristique
linéaire. Elle dispose d’une fonction de limitation de
la course pour le réglage de la valeur Kv. Le cadran
gradué affiche le pourcentage du débit maximal
devant l’aiguille. La modification de la course est
effectuée en soulevant le dispositif de blocage et
en tournant ensuite la tête de la vanne jusque dans
la position désirée (pourcentage) sur l’échelle
graduée. Le dispositif de blocage évite que le
réglage puisse être modifié involontairement.
7
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Dimensionnement
Exemple 1 : Système à débit variable
Données connues :
Rafraîchissement désiré par unité : 1000 W
Température du fluide dans le système : 6 °C
Température de retour dans le système : 12 °C
Objectif – Dimensionner les vannes de réglage et
d’équilibrage AB-QM et types d'actionneurs pour
systèmes GTC
Solution:
Débit dans le système : Q (l/h)
Q = 0,86 x 1000 / (12 - 6) = 143 l/h
Sélection :
AB-QM DN 10 mm avec Qmax = 275 l/h
préréglé à 143 / 275 = 0,52 = 52 % de
l’ouverture maximale.
Actionneur : AMV 01 - 24 V
Exemple 3 : Dimensionnement de la vanne ABQM en fonction du Ø du tuyau de raccordement
Données connues :
Débit dans le système 1,4 m³/h (1.400 l/h = 0,38 l/s)
et diamètre de la tuyauterie DN 25 mm.
Objectif - vanne à limitation automatique du débit :
AB-QM et préréglage.
Solution:
Dans le cas présent la vanne AB-QM DN 25 mm avec
Qmax = 1.500 l/h
peut être sélectionnée
Il est préférable, dans ce cas, de vérifier la vitesse
de circulation maximale dans la tuyauterie. La vitesse
de circulation dans la tuyauterie est calculée avec
les paramètres suivants :
DN 25 mm – Di 27,2 mm
Remarques :
Pression différentielle minimale requise sur la vanne
AB-QM DN 10 - 16 kPa.
Vu que la vitesse de circulation est inférieure à 1,0
m/s, la dimension et les conditions sont dès lors
acceptables.
Exemple 2 : Système à débit fixe
Préréglage de la vanne AB-QM DN 25 mm 1400 /
1700 = 0,82 = 82 % de l’ouverture maximale.
Données connues :
Rafraîchissement désiré par unité :
4000 W
Température du fluide dans le système : 6 °C
Température de retour dans le système : 12 °C
Remarques :
Pression différentielle minimale requise sur la vanne
AB-QM DN 25 - 16 kPa.
Objectif - vanne à limitation automatique du débit :
AB-QM et préréglage.
Solution:
Débit dans le système : Q (l/h)
Q = 0,86 x 4000 / (12 - 6) = 573 l/h
Sélection :
AB-QM DN 20 mm avec Qmax = 900 l/h
préréglé à 573 / 900 = 0,64 = 64 % de l’ouverture
maximum.
Q[l/h]
3500
3200
3000
Remarques :
Pression différentielle minimum requise sur la vanne
AB-QM DN 15 - 16 kPa.
Exemple 3 : Dimensionnement de la vanne AB-QM
en fonction du Ø du tuyau de raccordement
Données connues :
Débit dans le système 1,4 m³/h (1.400 l/h = 0,38 l/s)
et diamètre de la tuyauterie DN 25 mm.
2500
2000
Objectif - vanne à limitation automatique du débit :
AB-QM et préréglage.
1700
Solution:
Dans le cas présent la vanne AB-QM DN 25 mm avec
Qmax = 1.500 l/h
peut être sélectionnée
Il est préférable, dans ce cas, de vérifier la vitesse
de circulation maximale dans la tuyauterie. La vitesse
de circulation dans la tuyauterie est calculée avec
les paramètres suivants :
DN 25 mm – Di 27,2 mm
1500
Vu que la vitesse de circulation est inférieure à 1,0
m/s, la dimension et les conditions sont dès lors
acceptables.
500
1000
900
640
450
275
340
180
Préréglage de la vanne AB-QM DN 25 mm 1400 /
1700 = 0,82 = 82 % de l’ouverture maximale.
0
90
55
DN10 DN15
DN10
DN15 DN20
DN20
DN25 DN32
DN25
DN32
Remarques :
Pression différentielle minimale requise sur la
vanne AB-QM DN 25 - 16 kPa.
8
VD.A2.W1.24
©
Danfoss 09/2004
DKCD
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Optimisation de la pompe /
Dépannage
Optimisation de la pompe
Bleu
Blue
Red
Rouge
P2-P3
Q
Pump
optimization
Optimisation
pompe
Q=const.
Q=const.
Q
P2-P3
P1
P2
P3
P2-P3
P1-P3
100%
50
10%
60
50
40
40
30
30
)
(%
)
80
80
100 2
0
(%
60
70
70
Le débit calculé peut être réglé facilement et sans
outils spéciaux.
Pour modifier le préréglage il suffit :
- D’enlever le capuchon protecteur du moteur en
place.
- De soulever l’anneau plastique et de le tourner
jusqu’à la position désirée.
- De relâcher l’anneau en plastique blanc pour que le
blocage soit de nouveau en place.
La fonction peut également être utilisée pour optimiser
la pression de service de la pompe. La pression de
service de la pompe peut être réduite jusqu’au point
où la pression minimale requise (7 à 10 kPa d’un
point de vue hydraulique) sur la vanne la plus distante
est atteinte. Cette position de réglage est atteinte
quand le rapport proportionnel entre pression de
service et pression différentielle cesse d’exister.
La pression peut être mesurée avec l’appareil de
mesure PFM 3000 Danfoss.
90
Préréglage
P1-P3
100 2
0
La vanne AB-QM Plus est équipée de nipples de
mesure pour mesurer la pression différentielle (P2 P3) sur la vanne de réglage. Le régulateur de la
pression différentielle est opérationnel et la
limitation du débit est garantie à partir du moment
où la pression différentielle dépasse une valeur
donnée (entre 7 et 10 kPa). La fonction de mesure
peut être utilisée pour vérifier si la pression
différentielle minimale est atteinte et conclure si le
réglage de la limitation du débit est opérationnel.
400kPa
90
16kPa
(20kPa)
Rouge
Red
Le cadran de préréglage est gradué de 100 % (débit
max.) à 0 % (débit zéro).
Pour une vanne avec DN 15, le débit max. est égal à
450 l/h avec réglage sur 100 %. Pour régler cette
vanne à 270 l/h il faut l’ajuster sur : 450/270 = 60%.
Danfoss conseille un préréglage du débit de 20 à
100 %. Le préréglage au départ de l’usine est mis
sur 100 %.
Service d’entretien
DKCD
La vanne peut être entretenue « en service ». En effet
le presse-étoupe peut être remplacé sans être obligé
de couper la pression de service.
Les vannes sont équipées de dispositifs d'arrêt en
plastique afin d’isoler la fonction vanne de réglage
jusqu’à 1 bar de pression différentielle.
Si la pression différentielle est plus élevée, il faut avoir
recours à l’accessoire N° 003Z0230 ou il faut régler
la vanne à 0 % sur le cadran gradué.
VD.A2.W1.24
© Danfoss 09/2004
Un déréglage involontaire est rendu impossible par
l’anneau de blocage (Référence 003Z0236) placé
dans la rainure sous le cadran gradué. L’anneau de
blocage empêche tout soulèvement de l’anneau en
plastique gris. La modification non autorisée du
réglage est ainsi rendue impossible.
9
Fiche technique
Vanne d’équilibrage automatique (motorisable) AB-QM
Dimensions
TWA-Z
Type
AB-QM DN 10
AB-QM DN 15
AB-QM DN 20
AB-QM DN 25
AB-QM DN 32
10
VD.A2.W1.24
©
L1
mm
53
65
82
104
130
L2
mm
36
45
56
71
90
Danfoss 09/2004
L3
mm
79
79
79
79
79
H1
mm
20
25
33
42
50
H2
mm
73
75
77
88
102
AMV/AME
H3
mm
105
110
115
130
145
H4
mm
140
145
150
165
180
b
ISO 228/1
G½A
G¾A
G1A
G 1¼ A
G 1½ A
Masse
kg
0.38
0.48
0.65
1.45
2.21
DKCD