Détermination du Kv
Pour calculer la valeur du coefficient Kv, les données de fonctionnement dont à déterminées en fonction des conditions et du type de l'installation, telles que le débit, la densité du fluide.Les équations généralement adoptées selon le type de fluide, sont :
Fluides (eau, etc.) |
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Vapeur saturée | P2 > P2/2 |
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P2 < P1/2 | |||
Vapeur surchauffée | P2 > P2/2 |
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P2 < P1/2 | |||
Gaz | P2 > P2/2 |
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P2 < P1/2 |
Pour caractériser les vannes de série, on donne un coefficient Kvs, qui correspond au coéfficient Kv pour une course nominale de H100 du clapet
Pour chaque type de vanne de série, on donne une course nominale H100 pour laquelle la vanne peut être considérée comme complètement ouverte
Le Kvo de la vanne :
C'est le débit de fuite qui traverse la vanne si elle présente une perte de charge de 1 bar (DPv =1 bar) quand elle est totalement fermée. Le Kvo s'exprime en m³/h.
Taux de fuite
Le taux de fuite d’une vanne est le rapport Kvo / Kvs
Pour une vanne neuve, ce taux de fuite doit être inférieur à 0,05 %.
Coefficient de débit Kv pour une vanne |
Une vanne sous dimensionnée peut engendrer une chute de pression élevée au travers du dispositif et peut par conséquent endommager le siège de la vanne par érosion.
Inversement une vanne de régulation surdimensionnée peut entraîner un fonctionnement instable de l'installation.
Pour chaque type de vanne, le constructeur indique une pression différentielle limite admissible qui dépend de son diamètre, du mode de construction, de la puissance du servomoteur, de la température du fluide, du taux de fuite et du débit maximal qui le traverse.
Avec :
- Q = Débit d'eau réel en m3/h à la température x
- r = masse volumique de l’eau en kg/dm3 ou densité (dépend de la température)
- DP Chute de pression au travers de la vanne en bar
Chute de pression |
La valeur du Kv est de même utilisée pour calculer la chute de pression dans une vanne en fonction du débit qui le traverse.
Avec :
- Q = Débit d'eau réel en m3/h à la température x
- r = masse volumique de l’eau en kg/dm3 ou densité (dépend de la température)
- DP Chute de pression au travers de la vanne en bar
L'autorité de la vanne |
Cette progressivité sera quantifiée par l'autorité de la vanne.
- DPv = perte de charge de la vanne entièrement ouverte pour le débit nominal
- DPL = perte de charge du circuit à débit variable
Circuit à débit variable | Circuit de mélange | Circuit de répartition |
- E = générateur de chaleur
- V = Emetteur de chaleur
Caractéristiques des vannes |
Vanne à caractéristique linéaire |
La meilleure progressivité de la puissance thermique est obtenue quand la vanne a une autorité, a = 1. Il est impensable de choisir cette valeur, donc la progressivité sera médiocre avec ce type de vanne. Pour utiliser ce type de vanne en régulation, il faudrait régler la bande proportionnelle à une valeur très élevée. Cette vanne ne peut pas être utilisée en régulation progressive. |
Vanne à caractéristique quadratique |
La meilleure progressivité serait obtenue pour une autorité, a = 1. Mais toutefois pour a = 0,5, l’autorité de la vanne n’étant pas linéaire peut malgré tout donné satisfaction. Si la hauteur manométrique de la pompe le permet, on aurait intérêt à donner une autorité par exemple de 0,6 à 0,7. |
Vanne à caractéristique logarithmique |
Dans ce type de vanne, le déplacement du clapet produit une variation de débit proportionnelle au débit total précédent le changement. La meilleure progressivité de puissance est obtenue pour 0,6 à 0,7. |
Vanne à puissance calorifique linéaire |
Dans ce type de vanne le constructeur a conçu le clapet de façon à obtenir une puissance calorifique proportionnelle à la levée du clapet, pour une autorité a = 0,5.Une autorité trop grande aurait le même effet nuisible qu’une autorité trop petite. |