Mitigeur à quatre voies pour le chauffage

Conception de vanne à quatre voies

Le corps est en laiton, 4 tuyaux de raccordement y sont attachés. À l'intérieur du corps, il y a une douille et une broche dont le fonctionnement a une configuration complexe.
Le mitigeur thermostatique remplit les fonctions suivantes:

• Mélange de jets d'eau de différentes températures. Grâce au mélange, régulation fluide des travaux de chauffage de l'eau;
• Protection de la chaudière. Le mélangeur à quatre voies empêche la corrosion, prolongeant ainsi la durée de vie de l'équipement.

Circuit mélangeur à quatre voies

Le principe de fonctionnement d'une telle vanne de chauffage est de faire tourner la broche à l'intérieur du corps. De plus, cette rotation doit être libre, puisque le manchon n'a pas de filetage. La partie travaillante de la broche présente deux découpes à travers lesquelles le flux est ouvert en deux passes. Ainsi, le débit sera régulé et ne pourra pas aller directement au deuxième échantillon. Le flux pourra se transformer en n'importe laquelle des buses situées sur le côté gauche ou droit de celui-ci. Ainsi, tous les flux provenant de côtés opposés sont mélangés et répartis sur quatre buses.

Il existe des conceptions dans lesquelles une tige de poussée fonctionne au lieu d'une broche, mais de tels dispositifs ne peuvent pas mélanger les flux.

La vanne est contrôlée de deux manières:

• Manuel. La distribution des flux nécessite l'installation de la tige dans une position spécifique. Vous devez régler cette position manuellement.
• Auto. La broche tourne suite à une commande reçue d'un codeur externe. De cette manière, la température de consigne est constamment maintenue dans le système de chauffage.

La vanne mélangeuse à quatre voies assure un écoulement stable du fluide de chauffage froid et chaud. Le principe de son fonctionnement ne nécessite pas l'installation d'une dérivation différentielle, car la vanne elle-même laisse passer la quantité d'eau requise. L'appareil est utilisé là où le contrôle de la température est requis. Tout d'abord, il s'agit d'un système de chauffage par radiateur avec une chaudière à combustible solide. Si dans d'autres cas la régulation des caloporteurs se produit à l'aide d'une pompe hydraulique et d'un by-pass, alors ici le fonctionnement de la vanne remplace complètement ces deux éléments. En conséquence, la chaudière fonctionne dans un mode stable, recevant constamment une quantité dosée de liquide de refroidissement.

Chauffage avec vanne à quatre voies

Installation d'un système de chauffage avec une vanne à quatre voies:

1. 
   Raccordement de la pompe de circulation. Installé sur le tuyau de retour;

2. Installation de lignes de sécurité sur les tuyaux d'entrée et de sortie de la chaudière. N'installez pas de vannes et de robinets sur les lignes de sécurité, car ils sont sous haute pression;
3. Installation d'un clapet anti-retour sur la conduite d'alimentation en eau. Le principe de fonctionnement vise à protéger le système de chauffage de l'influence de la contre-pression et du drainage du siphon;
4. Installation du vase d'expansion. Installé au point le plus élevé du système. Ceci est nécessaire pour que le fonctionnement de la chaudière ne soit pas entravé lors de l'expansion de l'eau. Le vase d'expansion fonctionne entièrement à la fois horizontalement et verticalement;
5. Installation d'une soupape de sécurité. La vanne thermostatique est installée sur le tuyau d'alimentation en eau. Il est conçu pour répartir uniformément l'énergie pour le chauffage. Cet appareil dispose d'un double capteur. Lorsque la température dépasse 95 ° C, ce capteur envoie un signal au mitigeur thermostatique, à la suite de quoi un flux d'eau froide est ouvert. Une fois le système refroidi, un deuxième signal est envoyé au capteur, qui ferme complètement le robinet et arrête l'alimentation en eau froide;
6. Installation d'un réducteur de pression. Placé devant l'entrée du mitigeur thermostatique.Le principe de fonctionnement du réducteur est de minimiser les chutes de pression lors de l'alimentation en eau.

Le schéma de raccordement d'un système de chauffage avec un mélangeur à quatre voies se compose des éléments suivants:

1. Chaudière;
2. Mélangeur thermostatique à quatre voies;
3. Soupape de sécurité;
4. La vanne de fermeture;
5. Filtre;
6. Vanne à bille;
7. Pompe;
8. Chauffage des batteries.

Le système de chauffage installé doit être rincé à l'eau. Cela est nécessaire pour que diverses particules mécaniques en soient retirées. Après cela, le fonctionnement de la chaudière doit être vérifié à une pression de 2 bar et avec le vase d'expansion éteint. Il est à noter qu'un court laps de temps doit s'écouler entre le démarrage du fonctionnement complet de la chaudière et son contrôle sous pression hydraulique. Le délai est dû au fait qu'avec une longue absence d'eau dans le système de chauffage, il se corrodera.

Pour maintenir en permanence un équilibre thermique confortable dans la maison, un élément tel qu'une vanne à trois voies sur le système de chauffage est inclus dans le circuit de chauffage, qui répartit uniformément la chaleur dans toutes les pièces.

Malgré l'importance de cet appareil, il ne diffère pas par sa conception complexe. Jetons un coup d'œil aux caractéristiques de conception et aux principes de la vanne à trois voies. Quelles règles doivent être suivies lors du choix d'un appareil et quelles nuances sont présentes dans son installation.

Caractéristiques de la vanne à trois voies

L'eau fournie au radiateur a une certaine température qu'il est souvent impossible d'influencer. La vanne à trois voies régule non pas en modifiant la température, mais en modifiant la quantité de liquide.

Cela permet, sans modifier la surface du radiateur, de fournir la quantité de chaleur nécessaire aux pièces, mais uniquement dans les limites de la capacité du système.

Dispositifs de séparation et de mélange

Visuellement, la vanne à trois voies ressemble à un té, mais remplit des fonctions complètement différentes. Une telle unité, équipée d'un thermostat, appartient aux vannes d'arrêt et est l'un de ses principaux éléments.

Il existe deux types de ces dispositifs: la séparation et le mélange.

Le premier est utilisé lorsque le liquide de refroidissement doit être alimenté simultanément dans plusieurs directions. En fait, l'unité est un mélangeur qui forme un écoulement stable avec une température de consigne. Il est monté dans un réseau à travers lequel de l'air chauffé est fourni et dans des systèmes d'alimentation en eau.

Les produits du second type sont utilisés pour combiner les flux et leur thermorégulation. Il y a deux ouvertures pour les flux entrants avec des températures différentes, et une pour leur sortie. Ils sont utilisés lors de l'installation de chauffage par le sol pour éviter la surchauffe de la surface.

Qu'est-ce qu'une vanne trois voies et à quoi sert-elle dans un système de chauffage

La vanne à trois voies a un corps avec trois buses. L'un d'eux ne se chevauche jamais. Et les deux autres peuvent alternativement se chevaucher partiellement ou complètement. Cela dépend de la configuration de la vanne thermique. De plus, si un tuyau de dérivation est complètement fermé, le second est complètement ouvert.

La vanne de régulation à trois voies a deux options pour son usage prévu: pour le mélange et pour la séparation. Certains modèles peuvent être utilisés pour les deux types de travaux, cela dépend de la façon dont ils sont installés.

La différence fondamentale entre les vannes à trois voies et les vannes à trois voies est que la vanne régule le mélange ou la séparation des flux, mais ne peut pas les fermer complètement, sauf pour l'un des deux. La vanne n'est pas utilisée pour couper les flux.

Une vanne à trois voies, par contre, ne peut pas réguler le mélange ou la séparation des flux. Il ne peut que rediriger le débit dans l'autre sens ou fermer complètement l'une des 3 buses.

En règle générale, les vannes à trois voies sont équipées d'actionneurs qui permettent de changer automatiquement la position du segment de chevauchement afin de maintenir les paramètres donnés. Mais ils peuvent aussi avoir un entraînement manuel.

Parfois, la tige est réalisée sous la forme d'un filetage à vis sans fin, typique des vannes. Il y a deux valves sur la tige. En raison de cette similitude, ils sont parfois également appelés vanne à trois voies.

Intéressant: parfois la tige est réalisée sous la forme d'un filetage à vis sans fin, typique des valves. Il y a deux valves sur la tige. En raison de cette similitude, ils sont parfois également appelés vanne à trois voies.

Le principe de fonctionnement de la vanne à trois voies mélangeur et diviseur type VALTEK VT.MIX03

Avant l'avènement des vannes à trois voies, les chaufferies fournissaient séparément l'eau chaude et le fluide caloporteur au réseau. 4 tuyaux principaux sont sortis de la chaufferie. L'invention du mécanisme à trois voies a permis de passer à des conduites à deux tubes. Désormais, le réseau était alimenté uniquement par un caloporteur à température constante de 70 à 900, dans certains systèmes de 90 à 1150. Et de l'eau chaude et un caloporteur pour chauffer le bâtiment étaient préparés à l'entrée d'un immeuble résidentiel dans un chauffage individuel. station (ITP).

Les économies de métal, sous forme de réduction de 2 tuyaux dans les lignes principales, se sont avérées colossales. Et aussi la simplification du travail des chaufferies, et leur automatisation, ce qui augmente la fiabilité. Réduction du coût de maintenance des réseaux dorsaux. Et la possibilité de séparer les réseaux dorsaux des réseaux intra-maison, afin de localiser d'éventuels accidents dans les réseaux intra-maison.

Les vannes à trois voies ont été développées et ont commencé à être utilisées non seulement dans les points de chaleur, mais aussi dans les pièces, pour réguler la température des appareils de chauffage.

Où les vannes 3 voies sont-elles utilisées?

Il existe des vannes de ce type dans différents schémas. Ils sont inclus dans le schéma de câblage du chauffage par le sol pour assurer un chauffage uniforme de toutes ses sections et pour exclure la surchauffe des branches individuelles.

Dans le cas d'une chaudière à combustible solide, de la condensation est souvent observée dans sa chambre. L'installation d'une vanne à trois voies aidera à y faire face.

Un dispositif à trois voies dans le système de chauffage fonctionne efficacement lorsqu'il est nécessaire de connecter un circuit ECS et de séparer les flux de chaleur.

L'utilisation d'une vanne dans la tuyauterie des radiateurs élimine le besoin d'une dérivation. L'installer sur la conduite de retour crée les conditions d'un dispositif de court-circuit.

Avantages et inconvénients

Le principal avantage des vannes à trois voies est la possibilité de réguler automatiquement les paramètres du liquide de refroidissement.

Avant l'avènement des appareils à trois voies, les ascenseurs étaient utilisés pour réguler la température du liquide de refroidissement dans le système de chauffage du bâtiment. La précision de leur réglage était très approximative. Pour chaque bâtiment, il était nécessaire de calculer la section transversale de l'ouverture de la buse de l'élévateur. Cela a changé avec le temps.

Avec l'avènement des vannes à trois voies, ces assemblages appartiennent au passé et il n'y a tout simplement pas d'alternative à eux aujourd'hui. Au lieu d'un appareil à 3 voies, il est possible de mettre en place deux vannes réglables simples pour l'alimentation et le complément à partir du flux de retour. Ce qui a été fait pendant la période de transition après les unités d'ascenseur. Mais ces systèmes sont beaucoup plus chers et plus difficiles à gérer. Par conséquent, ils ont été rapidement abandonnés.

Dans le cas de la régulation du débit du fluide caloporteur à travers le radiateur de chauffage, au contraire, de simples vannes de régulation présentent un avantage par rapport aux vannes à 3 voies. Après tout, la section de dérivation devant la batterie n'a pas besoin d'être fermée et est même nocive. Par conséquent, un simple dispositif de régulation, ou également appelé vanne thermostatique, est placé derrière le by-pass devant le radiateur et il est moins cher et plus fiable. Néanmoins, des vannes à trois voies peuvent être trouvées dans des bâtiments individuels devant les batteries.

Les nuances du choix d'un appareil

Les directives suivantes sont courantes lors du choix d'une vanne à 3 voies appropriée:

1. Les fabricants réputés sont préférés. Il existe souvent sur le marché des vannes de mauvaise qualité provenant de sociétés inconnues.
2. Les produits en cuivre ou en laiton sont plus résistants à l'usure.
3. Les commandes manuelles sont plus fiables, mais moins fonctionnelles.

Le point clé est les paramètres techniques du système dans lequel il est censé être installé. Les caractéristiques suivantes sont prises en compte: le niveau de pression, la température la plus élevée du liquide de refroidissement au point d'installation de l'appareil, la perte de charge admissible, le volume d'eau traversant la vanne.

Seule une vanne correctement dimensionnée fonctionnera bien. Pour ce faire, vous devez comparer les performances de votre système de plomberie avec le coefficient de débit de l'appareil. Il est obligatoire marqué sur chaque modèle.

Pour les pièces de superficie limitée, comme une salle de bain, il est irrationnel de choisir une vanne coûteuse avec un thermo-mitigeur.

Sur les grandes surfaces avec des sols chauds, un appareil avec contrôle automatique de la température est nécessaire. La référence pour la sélection doit également être la conformité du produit GOST 12894-2005.

Le coût peut être très différent, tout dépend du fabricant.

Dans les maisons de campagne avec une chaudière à combustible solide installée, le circuit de chauffage n'est pas très compliqué. Une vanne à trois voies avec une conception simplifiée convient ici.

Il fonctionne de manière autonome et ne possède pas de tête thermique, de capteur ou même de tige. L'élément thermostatique qui contrôle son fonctionnement est réglé à une certaine température et se trouve dans le boîtier.

Diamètre nominal de la vanne de régulation

Les vannes de régulation ne sont jamais dimensionnées en fonction du diamètre de la canalisation. Cependant, le diamètre doit être déterminé pour le dimensionnement des vannes de régulation. La vanne de régulation étant sélectionnée en fonction de la valeur Kvs, le diamètre nominal de la vanne est souvent inférieur au diamètre nominal de la canalisation sur laquelle elle est installée. Dans ce cas, il est permis de choisir une vanne avec un diamètre nominal inférieur au diamètre nominal de la canalisation en un ou deux pas.

La détermination du diamètre de vanne calculé est effectuée selon la formule:

• d est le diamètre estimé de la vanne en mm;
• Q est le débit du milieu, m3 / heure;
• V est le débit recommandé m / s.

Débit recommandé:

• liquide - 3 m / s;
• vapeur saturée - 40 m / s;
• gaz (à une pression <0,001 MPa) - 2 m / s;
• gaz (0,001 - 0,01 MPa) - 4 m / s;
• gaz (0,01 - 0,1 MPa) - 10 m / s;
• gaz (0,1 - 1,0 MPa) - 20 m / s;
• gaz (> 1,0 MPa) - 40 m / s;

En fonction de la valeur calculée du diamètre (d), le diamètre nominal le plus grand le plus proche de la vanne DN est sélectionné.

Fabricants d'instruments à trois voies

Il existe sur le marché une large gamme de vannes à trois voies provenant de fabricants réputés et inconnus. Le modèle peut être sélectionné une fois que les paramètres généraux du produit ont été déterminés.

La première place du classement des ventes est occupée par les vannes de la société suédoise Esbe... Il s'agit d'une marque assez connue, les produits à trois voies sont donc fiables et durables.

Parmi les consommateurs, les vannes à trois voies d'un fabricant coréen sont réputées pour leur qualité. Navien... Ils doivent être achetés si vous possédez une chaudière de la même entreprise.

Une plus grande précision de contrôle est obtenue en installant un appareil d'une société danoise Danfoss... Cela fonctionne de manière complètement automatique.

Les vannes se distinguent par une bonne qualité et un coût abordable. Valtec, fabriqué conjointement par des spécialistes italiens et russes.

Les produits d'une entreprise des États-Unis sont efficaces au travail Honeywell... Ces vannes sont de structure simple et faciles à installer.

Caractéristiques de l'installation du produit

Lors de l'installation de vannes à trois voies, de nombreuses nuances apparaissent. Le fonctionnement ininterrompu du système de chauffage dépend de leur comptabilité. Le fabricant joint des instructions pour chaque vanne dont le respect évitera par la suite de nombreux problèmes.

Directives générales d'installation

L'essentiel est de régler initialement la vanne dans la bonne position, guidée par les invites indiquées par les flèches sur le corps. Les pointeurs indiquent le chemin de l'écoulement de l'eau.

A signifie déplacement direct, B signifie direction perpendiculaire ou de dérivation, AB signifie entrée ou sortie combinée.

En fonction de la direction, il existe deux modèles de vannes:

• symétrique ou en forme de T;
• asymétrique ou en forme de L.

Lorsqu'il est monté le long du premier d'entre eux, le liquide pénètre dans la vanne par les trous d'extrémité. Feuilles par le centre après le mélange.

Dans la deuxième variante, un courant chaud entre par l'extrémité et un courant froid entre par le bas. Le liquide à différentes températures est évacué après avoir été mélangé par la seconde extrémité.

Le deuxième point important lors de l'installation du mitigeur est qu'il ne doit pas être positionné avec l'actionneur ou la tête thermostatique vers le bas. Avant de commencer les travaux, une préparation est nécessaire: l'eau est coupée devant le point d'installation. Ensuite, vérifiez la canalisation pour la présence de résidus qui peuvent provoquer la défaillance du joint de soupape.

L'essentiel est de choisir un endroit pour l'installation afin que la vanne ait accès. Il sera peut-être nécessaire de le vérifier ou de le démonter à l'avenir. Tout cela nécessite de l'espace libre.

Insert de vanne mélangeuse

Lors de l'insertion d'une vanne mélangeuse à trois voies dans un système de chauffage urbain, il existe plusieurs options. Le choix du schéma dépend de la nature du raccordement du système de chauffage.

Lorsque, selon les conditions de fonctionnement de la chaudière, un phénomène tel qu'une surchauffe du liquide de refroidissement dans le retour est admissible, une surpression se produit nécessairement. Dans ce cas, un cavalier est monté qui étrangle la tête en excès. Il est installé parallèlement au mélange de vannes.

Le schéma de la photo est une garantie de régulation de haute qualité des paramètres du système. Si la vanne trois voies est connectée directement à la chaudière, ce qui est le plus souvent le cas dans les systèmes de chauffage autonomes, un insert de vanne d'équilibrage est nécessaire.

Si la recommandation d'installation d'un dispositif d'équilibrage n'est pas respectée, des changements significatifs du débit du fluide de travail, en fonction de la position de la tige, peuvent se produire dans l'orifice AB.

Le raccordement selon le schéma ci-dessus ne garantit pas l'absence de circulation du liquide de refroidissement à travers la source. Pour ce faire, il est nécessaire de connecter en plus un isolateur hydraulique et une pompe de circulation à son circuit.

La vanne mélangeuse est également installée afin de séparer les flux. La nécessité de cela se fait sentir lorsqu'il est inacceptable d'isoler complètement le circuit source, mais que le contournement du liquide dans le retour est possible. Le plus souvent, cette option est utilisée en présence d'une chaufferie autonome.

Veuillez noter que des vibrations et du bruit peuvent se produire avec certains modèles. Cela est dû à des directions d'écoulement incohérentes dans le pipeline et dans l'article de mélange. En conséquence, la pression à travers la vanne peut chuter en dessous de la valeur autorisée.

Installation du dispositif de séparation

Lorsque la température de la source est supérieure à celle requise par le consommateur, une vanne séparant les flux est incluse dans le circuit. Dans ce cas, à débit constant aussi bien dans le circuit chaudière que par le consommateur, le liquide surchauffé ne parviendra pas à ce dernier.

Pour que le circuit fonctionne, une pompe doit être présente dans les deux circuits.

Sur la base de ce qui précède, les recommandations générales peuvent être résumées:

1. Lors de l'installation d'une vanne à trois voies, des manomètres sont installés avant et après celle-ci.
2. Afin d'éviter la pénétration d'impuretés, un filtre est monté devant le produit.
3. Le corps de l'appareil ne doit être soumis à aucune contrainte.
4. Une bonne régulation doit être assurée en insérant des dispositifs d'étranglement de surpression devant la vanne.
5. Lors de l'installation, la vanne ne doit pas être au-dessus de l'actionneur.

Il est également nécessaire de maintenir devant le produit et après celui-ci les sections droites recommandées par le fabricant. Le non-respect de cette règle entraînera une modification des caractéristiques techniques déclarées. L'appareil ne sera pas couvert par la garantie.

Guide du réparateur

Lors de la crise pétrolière de 1973, la demande pour l'installation d'un grand nombre de pompes à chaleur a considérablement augmenté. La plupart des pompes à chaleur sont équipées d'une électrovanne d'inversion de cycle à quatre voies utilisée pour régler la pompe en mode été (refroidissement) ou pour refroidir le serpentin extérieur en mode hiver (chauffage). L'objet de cette section est d'examiner le fonctionnement de l'électrovanne d'inversion de cycle à quatre voies (V4V) que l'on trouve sur la plupart des pompes à chaleur air-air classiques et des systèmes de dégivrage à inversion de cycle (voir figure 60.14) pour contrôler efficacement le sens de déplacement. ruisseaux. A) Fonctionnement V4V Étudions le schéma (voir fig. 52.1) d'une de ces vannes, constituée d'une grande vanne principale à quatre voies et d'une petite vanne pilote à trois voies montée sur le corps de la vanne principale. Pour le moment, nous nous intéressons à la vanne principale à quatre voies. Tout d'abord, notez que sur les quatre connexions principales de la vanne, trois sont situées l'une à côté de l'autre (la conduite d'aspiration du compresseur est toujours connectée au milieu de ces trois connexions), et la quatrième connexion est de l'autre côté de la vanne (le compresseur la ligne de décharge y est connectée). Notez également que sur certains modèles V4V, la connexion d'aspiration peut être décalée par rapport au centre de la vanne. Cependant, les conduites de refoulement (pos.1) et d'aspiration- \ 3J (pos.2) du compresseur sont TOUJOURS connectées comme indiqué sur le schéma fig. A l'intérieur de la vanne principale, la communication entre les différents canaux est assurée par des moyens d'un tiroir mobile (pos. 3), coulissant avec deux pistons (pos. 4). Chaque piston a un petit trou percé (n ° 5) et en plus, chaque piston possède une aiguille (n ° 6). Enfin, 3 capillaires (pos. 7) sont découpés dans le corps de vanne principal aux emplacements indiqués sur la fig. 52.1, qui sont connectés à l'électrovanne de commande, si vous n'étudiez pas parfaitement le principe de fonctionnement de la vanne. Chaque élément que nous avons présenté joue un rôle dans le fonctionnement de V4V. Autrement dit, si au moins un de ces éléments tombe en panne, cela peut être la cause d'un dysfonctionnement très difficile à détecter - Voyons maintenant comment fonctionne la vanne principale ... Si le V4V n'est pas monté sur l'installation, vous vous attendez à un distinct cliquez lorsque la tension est appliquée à l'électrovanne, mais le tiroir ne bouge pas. En effet, pour que le tiroir à l'intérieur de la vanne principale se déplace, il est absolument nécessaire de fournir une pression différentielle à travers le tiroir. Pourquoi donc, nous verrons maintenant. Les conduites de refoulement Pnag et d'aspiration Pvsac du compresseur sont toujours reliées à la vanne principale comme indiqué sur le schéma {fig. 52.2). Pour le moment, nous simulerons le fonctionnement d'une électrovanne de commande à trois voies à l'aide de deux vannes manuelles: l'une fermée (pos.5) et l'autre ouverte (pos.6). Au centre de la vanne principale, Pnag développe des forces agissant sur les deux pistons de la même manière: l'un pousse le tiroir vers la gauche (pos.1), l'autre vers la droite (pos.2), ce qui fait que les deux ces forces s'équilibrent mutuellement. Rappelez-vous que de petits trous sont percés dans les deux pistons. Par conséquent, Pnag peut passer à travers le trou du piston gauche, et Pnag sera également installé dans la cavité (pos. 3) derrière le piston gauche, ce qui pousse le tiroir vers la droite. Bien entendu, en même temps, Rnag pénètre également à travers le trou du piston droit dans la cavité située derrière lui (pos. 4). Cependant, comme la vanne 6 est ouverte et que le diamètre du capillaire reliant la cavité (élément 4) à la conduite d'aspiration est beaucoup plus grand que le diamètre du trou dans le piston, les molécules de gaz passant à travers le trou seront instantanément aspirées dans le conduite d'aspiration. Par conséquent, la pression dans la cavité derrière le piston droit (pos. 4) sera égale à la pression Pvsac dans la conduite d'aspiration.Ainsi, une force plus puissante due à l'action du Pnag sera dirigée de gauche à droite et provoquera le déplacement du tiroir vers la droite, faisant communiquer la ligne de non-fusion avec le starter gauche (pos.7), et la conduite d'aspiration avec le starter droit (pos.8). Si maintenant Pnag est dirigé dans la cavité derrière le piston droit (fermer la vanne 6), et Pvac dans la cavité derrière le piston gauche (ouvrir la vanne 5), alors la force dominante sera dirigée de droite à gauche et le tiroir se déplacera vers la gauche (voir Fig.52.3). En même temps, il communique la conduite de refoulement avec le raccord de droite (repère 8) et la conduite d'aspiration avec le raccord de gauche (repère 7), c'est-à-dire exactement le contraire par rapport à la version précédente. Bien entendu, l'utilisation de deux vannes manuelles pour la réversibilité du cycle de fonctionnement n'est pas envisageable. Par conséquent, nous allons maintenant commencer à étudier une électrovanne de commande à trois voies, qui est la plus appropriée pour automatiser le processus d'inversion de cycle. Nous avons vu que le mouvement du tiroir n'est possible que s'il y a une différence entre les valeurs de Pnag et Pvsac.L'électrovanne à trois voies est conçue uniquement pour relâcher la pression de l'une ou l'autre cavité d'alimentation du principal pistons de soupape. Par conséquent, l'électrovanne de commande sera très petite et restera la même pour tous les diamètres de l'électrovanne principale. L'entrée centrale de cette vanne est une sortie commune et se connecte à la cavité d'aspiration {voir. figue. 52,4). Si la tension n'est pas appliquée à l'enroulement, l'entrée droite est fermée et celle de gauche communique avec la cavité d'aspiration. A l'inverse, lorsqu'une tension est appliquée à l'enroulement, l'entrée droite est en communication avec la cavité d'aspiration et celle de gauche est fermée. Examinons maintenant le circuit frigorifique le plus simple équipé d'une vanne quatre voies V4V (voir fig. 52.5). L'enroulement de l'électrovanne de commande n'est pas alimenté et son entrée gauche fait communiquer la cavité de la vanne principale, derrière le piston gauche du tiroir, avec la conduite d'aspiration (rappelons que le diamètre du trou dans le piston est bien inférieur à le diamètre du capillaire reliant la conduite d'aspiration à la vanne principale). Par conséquent, dans la cavité de la vanne principale, à gauche du piston gauche du tiroir, du Pvsac est installé. Puisque Pnag est installé à droite du tiroir, sous l'influence de la différence de pression, le tiroir se déplace brusquement à l'intérieur de la vanne principale vers la gauche. Ayant atteint la butée gauche, l'aiguille de piston (pos. A) ferme le trou du capillaire reliant la cavité gauche à la cavité Pvsac, empêchant ainsi le passage du gaz, car cela n'est plus nécessaire. En effet, la présence d'une fuite constante entre les cavités Pnag et Pvsac ne peut avoir qu'un effet néfaste sur le fonctionnement du compresseur.Notez que la pression dans la cavité gauche de la vanne principale atteint à nouveau la valeur de Pnag, mais puisque Pnag est également installé dans la bonne cavité, la bobine ne changera plus votre position. Souvenons-nous maintenant de la manière dont l'emplacement du condenseur et de l'évaporateur, ainsi que la direction du flux dans le dispositif d'expansion capillaire, doivent être mémorisés. Avant de continuer la lecture, essayez d'imaginer ce qui se passera si une tension est appliquée à la bobine de l'électrovanne. Lorsque l'alimentation est appliquée à la bobine de l'électrovanne, la cavité droite de la vanne principale communique avec la conduite d'aspiration et le tiroir se déplace brusquement vers la droite . Ayant atteint la butée, l'aiguille du piston interrompt l'écoulement du gaz dans la conduite d'aspiration, bloquant l'ouverture du capillaire reliant la cavité droite de la vanne principale à la cavité d'aspiration. En raison du mouvement du tiroir, la conduite de refoulement est maintenant dirigée vers l'ancien évaporateur, qui est devenu le condenseur. De même, l'ancien condenseur est devenu un évaporateur et la conduite d'aspiration y est désormais connectée. Notez que le réfrigérant dans ce cas se déplace à travers le capillaire dans la direction opposée (voir fig. 52.6).Pour éviter les erreurs dans les noms des échangeurs de chaleur, qui deviennent alternativement évaporateur, puis condenseur, il est préférable de les appeler une batterie externe (un échangeur de chaleur extérieur) et une batterie interne (un échangeur de chaleur intérieur). B) Risque de coup de bélier En fonctionnement normal, le condenseur est rempli de liquide. Cependant, nous avons vu qu'au moment de l'inversion de cycle, le condenseur devient presque instantanément l'évaporateur. Autrement dit, à ce moment, il existe un risque qu'une grande quantité de liquide pénètre dans le compresseur, même si le détendeur est complètement fermé. Pour éviter ce risque, il est généralement nécessaire d'installer un séparateur de liquide sur la conduite d'aspiration du compresseur. Le séparateur de liquide est conçu de telle sorte qu'en cas de débordement de liquide à la sortie de la vanne principale, principalement lors de l'inversion du cycle, il est empêché de pénétrer dans le compresseur. Le liquide reste au fond du séparateur, tandis que la pression est prise dans la conduite d'aspiration à son point le plus élevé, ce qui élimine complètement le risque de liquide entrant dans le compresseur. Cependant, nous avons vu que l'huile (et donc le liquide) doit constamment retourner vers le compresseur par la conduite d'aspiration. Pour donner à l'huile une telle opportunité, un trou calibré (parfois un capillaire) est prévu au bas du tuyau d'aspiration ... Lorsque du liquide (huile ou réfrigérant) est retenu au fond du séparateur de liquide, il est aspiré à travers le trou calibré, revenant lentement et progressivement vers le compresseur dans des quantités qui s'avèrent insuffisantes pour entraîner des conséquences indésirables. C) Dysfonctionnements possibles L'un des dysfonctionnements de la vanne V4 V les plus difficiles est lié à une situation où le tiroir est coincé dans une position intermédiaire (voir fig. 52.8). A ce moment, les quatre canaux communiquent entre eux, ce qui conduit à un plus ou moins complet, selon la position du tiroir en cas de blocage, en contournant le gaz de la conduite de refoulement dans la cavité d'aspiration, ce qui s'accompagne de l'apparition de tous signes d'un dysfonctionnement de type «compresseur trop faible»: diminution de la capacité de charge, baisse de la pression de condensation, augmentation de la pression d'évaporation (voir chapitre 22. «Compresseur trop faible»). Ce grippage peut survenir accidentellement et est dû à la conception même de la vanne principale. En effet, le tiroir étant libre de se déplacer à l'intérieur de la vanne, il peut se déplacer et, au lieu d'être à l'une des butées, rester dans une position intermédiaire suite à des vibrations ou à des chocs mécaniques (par exemple, après le transport).

Si la vanne V4V n'est pas encore installée et, par conséquent, il est possible de la tenir dans les mains, l'installateur DOIT vérifier la position du tiroir en regardant à l'intérieur de la vanne à travers les 3 trous inférieurs (voir fig. 52.9). De cette façon, il peut très facilement assurer la position normale du tiroir, car une fois la vanne soudée, il sera trop tard pour regarder vers l'intérieur! Si le tiroir est mal positionné (fig. 52.9, à droite), il peut être amené dans l'état souhaité en tapotant une extrémité de la vanne sur un bloc de bois ou un morceau de caoutchouc (voir fig. 52.10). Ne cognez jamais la vanne sur une pièce métallique, car vous risqueriez d'endommager l'extrémité de la vanne ou de la détruire complètement. Avec cette technique très simple, vous pouvez, par exemple, régler le tiroir de la vanne V4V en position de refroidissement (la conduite de refoulement communique avec l'échangeur de chaleur externe) lors du remplacement du V4V défectueux par un neuf dans un climatiseur réversible (si cela se produit en plein été). De multiples défauts structurels de la vanne principale ou de l'électrovanne auxiliaire peuvent également provoquer le blocage du tiroir en position intermédiaire.Par exemple, si le corps de vanne principal est endommagé par des chocs et se déforme dans le canon, cette déformation empêchera le tiroir de se déplacer librement. Un ou plusieurs capillaires reliant les cavités de la vanne principale à la partie basse pression du circuit peuvent se boucher ou se courber, ce qui entraînera une diminution de leur surface d'écoulement et ne permettra pas une libération de pression suffisamment rapide dans les cavités situées derrière les pistons du tiroir, perturbant ainsi son fonctionnement normal (rappelons aussi parfois que le diamètre de ces capillaires doit être sensiblement supérieur au diamètre des trous percés dans chacun des pistons). Des traces de brûlure excessive sur le corps de la vanne et une mauvaise apparence des joints soudés sont un indicateur objectif des qualifications d'un installateur qui a soudé avec une torche à gaz. En effet, lors du brasage, il est impératif de protéger le corps de vanne principal de l'échauffement en l'enveloppant dans un chiffon humide ou imbibé de papier amiante, puisque les pistons et la bobine sont équipés de bagues d'étanchéité en nylon (fluoroplastique), qui améliorent simultanément le coulisseau. du tiroir à l'intérieur de la valve. Lors du soudage, si la température du nylon dépasse 100 ° C, il perd ses caractéristiques d'étanchéité et d'anti-friction, le joint subit des dommages irréparables, ce qui augmente considérablement le risque de blocage de la bobine lors de la première tentative de commutation de la vanne. Rappelons que le mouvement rapide du tiroir lors de l'inversion de cycle se produit sous l'action de la différence entre Pnag et Pvsac. Par conséquent, le mouvement du tiroir devient impossible si cette différence AP est trop faible (généralement sa valeur minimale admissible est d'environ 1 bar). Ainsi, si l'électrovanne de commande est activée alors que le différentiel AP est insuffisant (par exemple au démarrage du compresseur), le tiroir ne pourra pas se déplacer sans encombre et il y a risque de coincement en position intermédiaire. Le blocage du tiroir peut également se produire en raison de dysfonctionnements de l'électrovanne de commande, par exemple en raison d'une tension d'alimentation insuffisante ou d'une mauvaise installation du mécanisme d'électroaimant. Notez que les bosses sur le noyau de l'électroaimant (dues aux chocs) ou à sa déformation (lors du démontage ou à la suite d'une chute) ne permettent pas au manchon du noyau de glisser normalement, ce qui peut également entraîner le grippage de la valve. Il convient de rappeler que l'état du circuit frigorifique doit être absolument parfait. En effet, si la présence de particules de cuivre, de traces de brasure ou de flux est extrêmement indésirable dans un circuit frigorifique classique, alors encore plus pour un circuit avec une vanne à quatre voies. Ils peuvent le bloquer ou bloquer les alésages de piston et les passages capillaires de la vanne V4V. Par conséquent, avant de procéder au démontage ou au montage d'un tel circuit, essayez de réfléchir aux précautions maximales que vous devez observer. Enfin, il convient de souligner qu'il est fortement recommandé de monter la vanne V4V en position horizontale pour éviter même un léger abaissement du tiroir par son propre poids, car cela peut provoquer une fuite constante à travers l'aiguille du piston supérieur lorsque le tiroir est en place. la position haute. Les causes possibles du blocage de la bobine sont indiquées à la Fig. 52.11. Maintenant, la question se pose. Que faire si la bobine est bloquée? Avant de demander le fonctionnement normal de la vanne V4V, le réparateur doit d'abord s'assurer des conditions de cette opération côté circuit. Par exemple, un manque de fluide frigorigène dans le circuit, provoquant une baisse à la fois du Pnag et du Pvsac, peut se traduire par une faible perte de charge différentielle, insuffisante pour un débordement libre et complet du tiroir.Si l'apparence du V4V (pas de bosses, traces de chocs et de surchauffe) semble satisfaisante et que l'on est convaincu qu'il n'y a pas de défauts électriques (très souvent de tels défauts sont attribués à la vanne V4V, alors que nous ne parlons que de défauts électriques), le Le réparateur doit se poser la question suivante: À quel échangeur de chaleur (interne ou externe) la conduite de refoulement du compresseur doit-elle être adaptée et dans quelle position (droite ou gauche) le tiroir doit-il être placé pour un mode de fonctionnement donné de l'installation (chauffage ou refroidissement) et sa conception donnée (chauffage ou refroidissement avec électrovanne de commande hors tension)? Lorsque le réparateur a déterminé avec confiance la position normale requise du tiroir (droite ou gauche), il peut essayer de le mettre en place, légèrement mais brusquement, en tapant sur le corps de la vanne principale du côté où le tiroir doit être situé avec un maillet. ou un marteau en bois (s'il n'y a pas de maillet, n'utilisez jamais un marteau ou un marteau ordinaire sans avoir préalablement fixé une entretoise en bois sur la vanne, sinon vous risquez d'endommager gravement le corps de la vanne, voir fig. 52.12). Dans l'exemple de la Fig. 52.12 frapper le maillet par la droite force le tiroir à se déplacer vers la droite (malheureusement, les développeurs, en règle générale, ne laissent aucun espace autour de la valve principale pour frapper!). En effet, la conduite de refoulement du compresseur doit être très chaude (attention aux brûlures, car dans certains cas sa température peut atteindre 10 ° C). Le tuyau d'aspiration est généralement froid. Par conséquent, si le tiroir est déplacé vers la droite, la buse 1 doit avoir une température proche de la température du tuyau de refoulement, ou, si le tiroir est déplacé vers la gauche, proche de la température du tuyau d'aspiration. Nous avons vu qu'une petite quantité de gaz de la conduite de refoulement (donc très chaude) passe pendant un court laps de temps, lors du débordement du tiroir, à travers deux capillaires dont l'un relie la cavité de la vanne principale sur le côté où se trouve le tiroir, avec l'une des entrées de l'électrovanne, et l'autre connecte la sortie de l'électrovanne de commande à la conduite d'aspiration du compresseur. De plus, le passage des gaz s'arrête, puisque l'aiguille du piston, qui a atteint la butée, ferme l'ouverture du capillaire et empêche les gaz d'y pénétrer. Par conséquent, la température normale des capillaires (qui peuvent être touchées du bout des doigts), ainsi que la température du corps de l'électrovanne de commande, doivent être presque identiques à la température du corps de la vanne principale. Si tâtons donne d'autres résultats, il n'y a pas d'autre choix que d'essayer de les comprendre. Supposons que lors de la prochaine maintenance, le réparateur découvre une légère augmentation de la pression d'aspiration et une légère baisse de la pression de refoulement. Le raccord inférieur gauche étant chaud, cela signifie que la bobine est à droite. En palpant les capillaires, il remarque que le capillaire droit, ainsi que le capillaire reliant la sortie de l'électrovanne à la conduite d'aspiration, ont une température élevée. Sur cette base, il peut conclure qu'il existe une fuite constante entre les cavités de pression et d'aspiration et que, par conséquent, l'aiguille du piston droit n'assure pas l'étanchéité (voir Fig. 52.14). Il décide d'augmenter la pression de refoulement (par exemple, en recouvrant une partie du condenseur avec du carton) afin d'augmenter la différence de pression et ainsi essayer de presser le tiroir contre la butée droite. Ensuite, il déplace le tiroir vers la gauche pour s'assurer que la vanne V4V fonctionne correctement, puis remet le tiroir dans sa position d'origine (en augmentant la pression de refoulement si la différence de pression est insuffisante, et en vérifiant la réponse de V4V au fonctionnement du électrovanne de commande). Ainsi, sur la base de ces expériences, il peut tirer des conclusions appropriées (dans le cas où le taux de fuite continue à rester important, il sera nécessaire de prévoir le remplacement de la vanne principale).La pression de refoulement est très basse et la pression d'aspiration est anormalement élevée. Étant donné que les quatre raccords V4V sont assez chauds, le technicien conclut que la bobine est bloquée en position intermédiaire. Le fait de sentir les capillaires montre au réparateur que les 3 capillaires sont chauds, donc la cause du dysfonctionnement réside dans la vanne de régulation, dans laquelle les deux sections d'écoulement étaient ouvertes simultanément. Dans ce cas, vous devez vérifier complètement tous les composants de la vanne de régulation (installation mécanique de l'électroaimant, circuits électriques, tension d'alimentation, consommation de courant, état du noyau de l'électroaimant) et essayer à plusieurs reprises, allumer et éteindre la vanne, la renvoyer à l'état de fonctionnement, en éliminant d'éventuelles particules étrangères sous l'un ou les deux de ses sièges (si le défaut persiste, la vanne de régulation devra être remplacée). En ce qui concerne la bobine de l'électrovanne de commande (et en général, les bobines d'électrovanne), certains réparateurs novices souhaiteraient des conseils sur la façon de déterminer si la bobine fonctionne ou non. En effet, pour que la bobine excite un champ magnétique, il ne suffit pas de lui appliquer une tension, car une rupture de fil peut se produire à l'intérieur de la bobine. Certains installateurs installent une pointe de tournevis sur la vis de montage de la bobine pour évaluer la force du champ magnétique (cependant, ce n'est pas toujours possible), d'autres retirent la bobine et surveillent le noyau de l'électroaimant, en écoutant le cognement caractéristique qui accompagne son mouvement , et d'autres encore, après avoir retiré la bobine, insérez-la dans le trou pour un tournevis pour vous assurer qu'elle est rétractée par la force magnétique. Profitons de cette occasion pour apporter une petite précision ... A titre d'exemple, considérons une bobine classique d'une électrovanne avec le nom- ^ | tension d'alimentation nominale de 220 V. En règle générale, le développeur permet une augmentation prolongée de la tension par rapport à la tension nominale de pas plus de 10% (soit environ 240 volts), sans risque de surchauffe excessive de l'enroulement et normal le fonctionnement de la bobine est garanti avec une chute de tension prolongée ne dépassant pas 15% (soit 190 volts). Ces limites de tolérance pour la tension d'alimentation de l'électroaimant sont faciles à expliquer. Si la tension d'alimentation est trop élevée, l'enroulement devient très chaud et peut griller. Inversement, à basse tension, le champ magnétique est trop faible pour permettre la rétraction du noyau avec la tige de soupape à l'intérieur de la bobine (voir Section 55, Divers problèmes électriques). Si la tension d'alimentation fournie pour notre bobine est de 220 V, et que la puissance nominale est de 10 W, nous pouvons supposer qu'elle consommera un courant I = P / U, soit 1 = 10/220 = 0,045 Ar (ou 45 mA ). Tension appliquée I = 0,08 A A, fort risque de brûlure de la bobine En fait, la bobine consommera un courant d'environ 0,08 A (80 mA), car pour le courant alternatif P = U x I x coscp, et pour les bobines d'électroaimant coscp est généralement proche à 0,5. Si le noyau est retiré de la bobine sous tension, la consommation de courant augmentera à 0,233 A (c'est-à-dire presque 3 fois plus que la valeur nominale). La chaleur dégagée lors du passage du courant étant proportionnelle au carré de l'intensité du courant, cela signifie que la bobine chauffera 9 fois plus que dans des conditions nominales, ce qui augmente considérablement le danger de sa combustion. Si vous insérez un tournevis métallique dans une bobine sous tension, le champ magnétique l'entraînera et la consommation de courant diminuera légèrement (dans cet exemple, à 0,16 A, soit le double de la valeur nominale, voir Fig. 52.16). N'oubliez pas que vous ne devez jamais démonter une bobine d'électroaimant sous tension, car elle peut griller très rapidement.Un bon moyen de déterminer l'intégrité de l'enroulement et de vérifier la présence de tension d'alimentation est d'utiliser une pince ampèremétrique (pince de transformateur), qui s'ouvre et tire vers la bobine pour détecter le champ magnétique généré par celle-ci pendant le fonctionnement normal. la bobine est sous tension, l'aiguille de l'ampèremètre dévie.une variation du flux magnétique à proximité de la bobine, permet, en cas de dysfonctionnement, d'enregistrer une valeur suffisamment élevée du courant sur l'ampèremètre (ce qui, cependant, ne signifie absolument rien) ce qui donne rapidement confiance dans l'aptitude au service des circuits électriques de l'électroaimant. A noter que l'utilisation de pinces ampèremétriques à transformateur ouvert est autorisée pour tous les enroulements alimentés en courant alternatif (électroaimants, transformateurs, moteurs ...), au moment où l'enroulement testé n'est pas à proximité immédiate d'une autre source de rayonnement magnétique.

Exercice numéro 1 Le réparateur doit remplacer la vanne V4 V au milieu de l'hiver avec l'installation illustrée à la fig. 52.18. Après avoir vidangé le fluide frigorigène de l'installation et retiré le V4V défectueux, le réparateur pose la question suivante: Sachant que les températures extérieure et intérieure sont basses, la pompe à chaleur doit fonctionner en mode de chauffage de l'espace climatisé. Avant d'installer un nouveau V4V, la bobine doit-elle être positionnée à droite, à gauche ou est-ce inutile? A titre indicatif, nous présentons un schéma gravé sur le corps de l'électrovanne. Solution de l'exercice numéro 1 Une fois la réparation terminée, la thermopompe doit fonctionner en mode chauffage. Cela signifie que l'échangeur de chaleur interne sera utilisé comme condenseur (voir fig. 52.22). Une étude de la tuyauterie nous montre que la bobine V4V doit être à gauche. Par conséquent, l'installateur doit s'assurer que le tiroir est bien à gauche avant d'installer une nouvelle vanne. Il peut le faire en regardant à l'intérieur de la valve principale à travers les trois mamelons de connexion inférieurs. Si nécessaire, déplacez le tiroir vers la gauche, soit en tapotant l'extrémité gauche de la valve principale sur une surface en bois, soit en frappant légèrement l'extrémité gauche avec un maillet. Figure. 52.22. Ce n'est qu'alors que la vanne V4V peut être installée dans le circuit (en prenant soin d'éviter une surchauffe excessive du corps de la vanne principale lors du brasage). Considérons maintenant les désignations sur le diagramme, qui sont parfois appliquées à la surface de l'électrovanne (voir Fig. 52.23). Malheureusement, de tels circuits ne sont pas toujours disponibles, bien qu'ils soient très utiles pour la réparation et la maintenance V4V. Ainsi, le tiroir a été déplacé par le réparateur vers la gauche, alors qu'il vaut mieux qu'au moment du démarrage il n'y ait pas de tension sur l'électrovanne. Une telle précaution permettra d'éviter une tentative d'inverser le cycle au moment du démarrage du compresseur, lorsque l'écart entre AP entre PH est très faible. Il convient de garder à l'esprit que toute tentative d'inverser le cycle avec un différentiel faible AR présente le risque de coincer le tiroir dans une position intermédiaire. Dans notre exemple, pour éliminer ce danger, il suffit de déconnecter la bobine de l'électrovanne du secteur lors du démarrage de la pompe à chaleur. Cela rendra totalement impossible de tenter d'inverser le cycle avec une faible différence de point d'accès (par exemple, en raison d'une installation électrique incorrecte). Ainsi, les précautions énumérées doivent permettre au réparateur d'éviter d'éventuels dysfonctionnements dans le fonctionnement de l'unité V4V lorsque il est remplacé.

Étudions le schéma (voir fig. 52.1) d'une de ces vannes, constituée d'une grande vanne principale à quatre voies et d'une petite vanne pilote à trois voies montée sur le corps de la vanne principale. Pour le moment, nous nous intéressons à la vanne principale à quatre voies.Tout d'abord, notez que sur les quatre connexions principales de la vanne, trois sont situées l'une à côté de l'autre (la conduite d'aspiration du compresseur est toujours connectée au milieu de ces trois connexions), et la quatrième connexion est de l'autre côté de la vanne (le compresseur la ligne de décharge y est connectée). Notez également que sur certains modèles V4V, la connexion d'aspiration peut être décalée par rapport au centre de la vanne. Cependant, les conduites de refoulement (pos. 1) et d'aspiration- \ 3J (pos. 2) sont TOUJOURS connectées comme indiqué sur le schéma de la fig. 52.1. A l'intérieur de la vanne principale, la communication entre les différents orifices est assurée par un tiroir mobile (n ° 3) coulissant avec les deux pistons (n ​​° 4). Chaque piston a un petit trou percé (n ° 5) et en plus, chaque piston possède une aiguille (n ° 6). Enfin, 3 capillaires (pos. 7) sont découpés dans le corps de vanne principal aux emplacements indiqués sur la fig. 52.1, qui sont connectés à l'électrovanne de commande. Figure. 52.1. Si vous n'étudiez pas parfaitement le principe de la valve. Chaque élément que nous avons présenté joue un rôle dans le fonctionnement de V4V. Autrement dit, si au moins un de ces éléments tombe en panne, cela peut s'avérer être la cause d'un dysfonctionnement très difficile à détecter - Voyons maintenant comment fonctionne la vanne principale ...

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les nuances de l'installation, en tenant compte de ce qui garantit le bon fonctionnement de la vanne:

Détails de l'installation de la vanne lors de l'installation du chauffage par le sol:

Une telle unité dans le système de chauffage en tant que vanne thermostatique à trois voies est nécessaire, mais pas dans tous les cas. Sa présence est une garantie de l'utilisation rationnelle du liquide de refroidissement, ce qui vous permet de consommer économiquement du carburant. De plus, il agit également comme un dispositif garantissant la sécurité de fonctionnement de la chaudière TT.

Néanmoins, avant d'acheter un tel appareil, vous devez d'abord vous renseigner sur l'opportunité de son installation.

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Quiconque a déjà essayé d'étudier divers schémas de systèmes de chauffage est probablement tombé sur de tels endroits où les canalisations d'alimentation et de retour convergent miraculeusement ensemble. Au centre de ce nœud se trouve un certain élément auquel des tuyaux avec un liquide de refroidissement de températures différentes sont connectés de quatre côtés. Cet élément est une vanne à quatre voies pour le chauffage, dont le but et le fonctionnement seront discutés dans cet article.

À propos du principe de la valve

Comme son homologue à trois voies plus "modeste", la vanne à quatre voies est en laiton de haute qualité, mais au lieu de trois tuyaux de raccordement, elle en a jusqu'à 4. Une broche avec une partie mobile cylindrique d'une configuration complexe tourne à l'intérieur le corps sur un manchon d'étanchéité.

Dans celui-ci, sur deux côtés opposés, des échantillons sont réalisés sous la forme de taches chauves, de sorte qu'au milieu la partie de travail ressemble à un amortisseur. Il conserve une forme cylindrique en haut et en bas de sorte qu'un joint peut être réalisé.

La broche avec le manchon est pressée contre le corps par un couvercle sur 4 vis, une poignée de réglage est poussée sur le bout d'arbre de l'extérieur, ou un servo-entraînement est installé. À quoi ressemble tout ce mécanisme, le schéma détaillé d'une vanne à quatre voies ci-dessous aidera à donner une bonne idée:

La broche tourne librement dans le manchon car elle n'a pas de filetage. Mais en même temps, les échantillons réalisés dans la section de travail peuvent ouvrir le conduit par deux passes deux à deux ou permettre à trois flux de se mélanger dans des proportions différentes. Comment cela se produit est montré dans le diagramme:

Pour référence. Il existe une autre conception de la vanne à quatre voies, où une tige de poussée est utilisée au lieu d'une broche rotative. Mais de tels éléments ne peuvent pas mélanger les flux, mais seulement redistribuer. Ils ont trouvé leur application dans les chaudières à gaz à double circuit, en commutant le débit d'eau chaude du système de chauffage vers le réseau d'ECS.

La particularité de notre élément fonctionnel est que le débit du liquide de refroidissement fourni à l'une de ses buses ne pourra jamais passer à l'autre sortie en ligne droite. Le flux se transformera toujours dans le tuyau de dérivation droit ou gauche, mais n'entrera jamais dans le tuyau opposé. À une certaine position de la broche, le registre permet au liquide de refroidissement de passer immédiatement à droite et à gauche, se mélangeant avec le débit provenant de l'entrée opposée. C'est le principe de fonctionnement d'une vanne à quatre voies dans un système de chauffage.

Il est à noter que la vanne peut être contrôlée de deux manières:

manuellement: la répartition du débit requise est obtenue en installant la tige dans une certaine position, guidée par l'échelle opposée à la poignée. La méthode est rarement utilisée, car le fonctionnement efficace du système nécessite des ajustements périodiques, il est impossible de l'exécuter en permanence manuellement;

automatique: l'axe de la vanne est mis en rotation par un servo variateur, recevant des commandes de capteurs externes ou du contrôleur. Cela vous permet de respecter les températures d'eau réglées dans le système lorsque les conditions externes changent.

VANNES DE RÉGULATION À TROIS VOIES TRV-3

Description, portée

Les vannes mélangeuses à trois voies sont utilisées comme actionneurs dans les systèmes de chauffage, de refroidissement, de climatisation, ainsi que dans les processus technologiques dans lesquels une commande à distance du débit de liquides est nécessaire.
La vanne est commandée par un actionneur électrique (entraînement électrique). La force développée par l'entraînement électrique est transmise au piston, qui se déplace de haut en bas, modifiant la zone d'écoulement dans la vanne et régulant le débit du fluide de travail.

NOMENCLATURE

TRV-3-X1-X2-X3 Où: TRV-3 - Désignation d'une vanne mélangeuse à trois voies X 1 - Diamètre nominal DN (à sélectionner dans le tableau 2.4) X 2 - Débit conditionnel Kvs (sélectionnez dans le tableau 2.4) X 3 - Marquage du type de variateur de 1 à 8 et de 17 à 24 et de 29 à 30 (à sélectionner dans le tableau 2.2)

EXEMPLE DE COMMANDE: Vanne à brides de régulation de mélange à trois voies d'un diamètre nominal de 15 mm, d'une capacité de 2,5 m3 / h, d'une température maximale du fluide de travail de 150 ° C et équipée d'un actionneur Regada ST mini 472.0-OTFAG / 00 sans capteur de position (actionneur de type 2). TRV-3-15-2.5-2

CARACTÉRISTIQUES

Tableau 2.4

* Uniquement pour les vannes actionnées avec transmetteur de position avec signal de courant 4-20 mA

LA DESCRIPTION ET LES SCHÉMAS DES ACTIONNEURS INCLUS À LA SECTION 1.1

DIMENSIONS

EXEMPLE DE SÉLECTION

Une vanne mélangeuse à trois voies à commande électrique est nécessaire pour contrôler la température dans le circuit de chauffage. Consommation de caloporteur du réseau: 5 m³ / h. Pression en amont de la vanne mélangeuse à 3 voies selon les exigences du circuit (orifice A et orifice B): 4 bar. Dans la solution de circuit, il existe une égalité des graphiques de température du circuit réseau et du circuit du système de consommation de chaleur - pour cette raison, une vanne mélangeuse à trois voies avec entraînement électrique a été choisie.

Selon les recommandations pour la sélection des vannes de régulation:

1. En utilisant la formule (4), nous déterminons le diamètre nominal minimum de la vanne: (4) DN = 18,8 *√(g/V)
   = 18,8*
   √(5/3) = 24,3 mm. La vitesse dans la section de sortie V de la vanne est choisie égale au maximum admissible (3 m / s) pour les vannes dans l'ITP conformément à recommandations pour la sélection des vannes de régulation et des régulateurs de pression à action directe du groupe de sociétés Teplosila dans l'ITP / Station de chauffage central.
   2. À l'aide de la formule (1), nous déterminons le débit requis de la vanne:
   (1)Kv = G /√ΔP
   = 5/
   √0,25 = 10,0 m3 / h. La perte de charge aux bornes de la vanne ΔP est choisie égale à la perte de charge dans le circuit de chauffage conformément à recommandations pour la sélection des vannes de régulation et des régulateurs de pression à action directe du groupe d'entreprises Teplosila dans l'ITP / Station de chauffage central.
   3. Sélectionnez une vanne à deux voies (type TRV-3) avec le plus grand diamètre nominal le plus proche et la capacité nominale inférieure (ou égale) la plus proche Kvs: DN = 25 mm, Kvs = 10 m3 / h. 4. En utilisant la formule (2), nous déterminons le différentiel réel à travers la vanne complètement ouverte à un débit maximum de 5 m3 / h:
   (2) ΔPf = (G / Kvs) 2
   = (5/10) 2 = 0,25 bar. 5. La pression en aval de la vanne de régulation à 3 voies à un débit réglé de 5 m3 / h et un différentiel réel de 0,25 bar sera de 4,0 - 0,25 = 3,75 bar. 6. Dans le tableau 1.2, nous sélectionnons le lecteur TSL-1600 de Zavod Teplosila LLC (type de lecteur 101). 7. Nomenclature pour commande:
   TRV-3-25-10-101.

Utilisation pratique

Partout où il est nécessaire de garantir une régulation de haute qualité du liquide de refroidissement, des vannes à quatre voies peuvent être utilisées. Le contrôle qualité est le contrôle de la température du liquide de refroidissement et non de son débit. Il n'y a qu'une seule façon d'atteindre la température requise dans le système de chauffage de l'eau - en mélangeant de l'eau chaude et de l'eau refroidie, en obtenant un liquide de refroidissement avec les paramètres requis à la sortie. La mise en œuvre réussie de ce processus est précisément ce qui garantit le dispositif de la vanne à quatre voies. Voici quelques exemples de définition d'un élément pour de tels cas:

• dans un système de chauffage par radiateur avec une chaudière à combustible solide comme source de chaleur;
• dans le circuit de chauffage par le sol.

Comme vous le savez, une chaudière à combustible solide en mode chauffage doit être protégée contre la condensation, à partir de laquelle les parois du four sont sujettes à la corrosion. L'agencement traditionnel avec une dérivation et une vanne mélangeuse à trois voies qui empêche l'eau froide du système de pénétrer dans le réservoir de la chaudière peut être amélioré. Au lieu d'une ligne de dérivation et d'une unité de mélange, une vanne à quatre voies est installée, comme indiqué sur le schéma:

Une question naturelle se pose: à quoi sert un tel schéma, où il faut installer une deuxième pompe, et même un contrôleur pour contrôler le servo variateur? Le fait est qu'ici, le fonctionnement de la vanne à quatre voies remplace non seulement la dérivation, mais également le séparateur hydraulique (flèche hydraulique), s'il en est besoin. En conséquence, nous obtenons 2 circuits séparés qui échangent du liquide de refroidissement selon les besoins. La chaudière reçoit de l'eau glacée à une dose dosée et les radiateurs reçoivent le caloporteur à la température optimale.

Étant donné que l'eau qui circule le long des circuits de chauffage du chauffage par le sol chauffe jusqu'à 45 ° C maximum, il est inacceptable de faire couler le liquide de refroidissement qu'ils contiennent directement depuis la chaudière. Afin de résister à cette température, une unité de mélange avec une vanne thermostatique à trois voies et une dérivation est généralement installée devant le collecteur de distribution. Mais si, à la place de cet appareil, un mitigeur à quatre voies est installé, l'eau de retour des radiateurs peut être utilisée dans les circuits de chauffage, comme indiqué sur le schéma:

Calcul de la valeur Kvs d'une vanne à trois voies et d'une pompe de circulation

Kvs de la vanne - caractéristique du débit de la vanne; débit volumétrique nominal de l'eau à travers une vanne entièrement ouverte, m3 / h à une perte de charge de 1 bar dans des conditions normales. La valeur indiquée est la caractéristique principale de la vanne.

Pour calculer les Kvs, la chute de pression à travers la vanne par rapport aux Kvs et au débit volumétrique peut être utilisée.

Vous pouvez choisir une pompe de circulation à ce lien.

Calcul du coefficient Kv

La principale caractéristique de débit des vannes de régulation est le coefficient de débit conditionnel Kvs... Sa valeur indique le débit caractéristique à travers une vanne donnée dans des conditions bien définies à 100% d'ouverture. Pour sélectionner des vannes de régulation avec l'une ou l'autre valeur Kvs, il est nécessaire de calculer le coefficient de débit Kv, qui détermine le débit volumétrique d'eau en m3 / h qui traversera la vanne de régulation dans certaines conditions (la perte de charge sur celle-ci est de 1 bar, température de l'eau 15 ° C, écoulement turbulent, pression statique suffisante pour exclure la cavitation dans ces conditions ).

Le tableau ci-dessous présente les formules de calcul Kv pour différents environnements

L'avantage de ce coefficient est sa simple interprétation physique et le fait que dans les cas où le fluide de travail est l'eau, il est possible de simplifier le calcul du débit en proportion directe de la racine carrée de la perte de charge. Après avoir atteint une densité de 1000 kg / m3 et réglé la perte de charge en bars, nous obtenons la formule la plus simple et la plus connue pour calculer le Kv:

Kv = Q / √ Δp

En pratique, le calcul du coefficient d'écoulement est effectué en tenant compte de l'état du circuit de commande et des conditions de travail du matériau selon les formules ci-dessus. La vanne de régulation doit être dimensionnée de manière à pouvoir réguler le débit maximum dans les conditions de fonctionnement données. Dans ce cas, il faut s'assurer que le plus petit débit régulé est également susceptible de régulation.

A condition que le rapport de régulation de la vanne soit: r> Kvs / Kvmin

En raison de la tolérance négative possible de 10% de la valeur Kv100 par rapport au Kvs et de l'exigence de possibilité de régulation dans la zone du débit maximal (diminution et augmentation du débit), il est recommandé de sélectionner valeur de la vanne de régulation supérieure à la valeur maximale de fonctionnement Kv:

Kvs = 1,1 ÷ 1,3 Kv

Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte le contenu de la «marge de sécurité» dans le calcul de la valeur supposée de Qmax, ce qui peut entraîner une surestimation des performances de la vanne.

Processus de conception simplifié pour vanne mélangeuse à 3 voies

Donnée initiale: fluide - eau 90 ° C, pression statique au point de raccordement 600 kPa (6 bar),

Δppump 02 = 35 kPa (0,35 bar), Δppipe = 10 kPa (0,1 bar), Δpheat exchange = 20 kPa (0,2 bar),

débit nominal Qnom = 5 m3 / h.

Un schéma typique d'une boucle de régulation utilisant une vanne mélangeuse à 3 voies est illustré dans la figure ci-dessous.

Δppump 02 = Δpvalve + Δpheat exchange + Δppipe

Δpvalve = Δppump 02 - Δpheat - Δppipe = 35-20-10 = 5 kPa (0,05 bar)

Vanne Kv = Qnom / √ valvep = 5 / √0,05 = 22,4 m3 / h

Allocation de sécurité (à condition que le débit Q n'ait pas été surestimé):

Kvs = (1,1 ÷ 1,3) * Kv = (1,1 ÷ 1,3) * 22,4 = 24,6 ÷ 29,1 m3 / h

À partir de la série de valeurs Kv produites en série, nous sélectionnons la valeur Kvs la plus proche, c'est-à-dire Kvs = 25 m3 / h. Cette valeur correspond à une vanne de régulation de diamètre DN 40.

Détermination des pertes hydrauliques à la vanne sélectionnée à pleine ouverture et à un débit donné

Δpvalve H100 = (Qnom / Kvs) 2 = (5/25) 2 = 4 kPa (0,04 bar)

Avertissement: Pour les vannes à trois voies, la condition la plus importante pour un fonctionnement correct est le respect de la différence de pression minimale entre les orifices A et B.Les vannes à trois voies sont capables de faire face à des pressions différentielles importantes entre les orifices A et B, mais en raison de la déformation des la caractéristique de contrôle, la capacité de contrôle est détériorée. Par conséquent, s'il y a le moindre doute sur la différence de pression entre les deux tuyaux de dérivation (par exemple, si la vanne à trois voies est directement connectée au secteur), nous vous recommandons d'utiliser une vanne à deux voies pour une régulation de haute qualité.

Détermination de l'autorité de la vanne sélectionnée

L'autorité de la branche directe d'une vanne à trois voies dans une telle connexion, à condition que le débit le long du circuit du consommateur soit constant

a = vanne Δp Н100 / vanne Δp Н0 = 4/4 = 1

Indique que la relation de débit dans la branche droite de la vanne correspond à la courbe de débit idéale de la vanne. Dans ce cas, les Kvs des deux branches coïncident, les deux caractéristiques sont linéaires, ce qui signifie que le débit total est quasiment constant.

La combinaison d'une caractéristique à pourcentage égal sur le chemin A, avec une caractéristique linéaire sur le chemin B, est parfois avantageuse à choisir dans les cas où il est impossible d'éviter le chargement des traversées A par rapport à B par pression différentielle, ou si les paramètres sur le primaire côté sont trop hauts.