Bilan hydraulique d'un système CVC et méthode de sélection d'une vanne de régulation électrique

Brève présentation du système d'équilibrage hydraulique

Tous les systèmes de chauffage et de climatisation doivent atteindre deux objectifs principaux :

• 1. Assurer le confort nécessaire ;
• 2. Atteindre les objectifs ci-dessus avec une consommation d'énergie minimale.

Mais en fait, même le système de contrôle le plus complexe ne peut pas donner de résultats satisfaisants, et le coût d'exploitation est élevé.

• 1. Il fait trop chaud dans certains endroits et trop froid dans d'autres.
• 2. Dans certaines pièces, il est difficile de démarrer après avoir reculé.
• 3. La puissance de l'installation ne peut pas être pleinement utilisée.
• 4. Consommation d'énergie plus élevée que prévu.

Phénomènes courants de déséquilibre hydraulique

1. Phénomènes courants de déséquilibre des flux

Le système est inégal dans la chaleur et le froid :

• A. Près de la chaleur loin du froid (près du froid loin de la chaleur) lors du chauffage (froid).
• B. Le volume d'eau de certaines branches est trop important ou trop faible.

Le système à débit variable est hors service.

La charge est stable, mais la vanne de régulation de la pièce fonctionne fréquemment, ce qui entraîne une oscillation fréquente de la température de la pièce.

La consommation d'énergie de la pompe est trop élevée.

Le temps de stabilité du système est trop long.

2. Phénomènes courants de déséquilibre de pression

La vanne de contrôle produit du bruit et des vibrations.

La vanne de régulation ne peut pas être fermée, et il y a un risque de brûlure de la vanne en cas d'incident grave.

Le poids de la vanne de régulation est trop faible et la courbe de la vanne est déformée. Le système de contrôle de la dissipation thermique linéaire devient un système de contrôle de la dissipation thermique par projection.

Non-uniformité de la chaleur et du froid dans le système.

Désalignement du système à débit variable

Couramment utilisée dans les systèmes à débit variable avec vanne d'équilibrage statique, même si chaque extrémité a été déboguée et équilibrée pendant le débogage, en pratique, lorsqu'une extrémité est ajustée ou fermée, la différence de pression entre les autres extrémités changera. Par conséquent, la variation du volume d'eau des autres extrémités non régulées entraînera un déséquilibre, ce qui constitue un phénomène de déséquilibre dynamique.

La charge est stable, mais le régulateur fonctionne fréquemment

Après le déséquilibre dynamique, la température de la pièce fluctue en raison de la variation du débit d'eau à travers l'extrémité, et le thermostat commande la vanne de régulation pour ajuster le débit d'eau. À ce moment-là, la charge de la pièce n'a pas changé. L'action régulatrice de la vanne de régulation est causée par la fluctuation de la pression du système.

Système à débit variable

Les vannes de régulation sont responsables du contrôle de l'énergie et n'agissent que lorsque la charge change, tandis que les vannes d'équilibrage sont responsables du contrôle de la pression et de l'absorption des fluctuations de pression dans le système.

Stabilité à long terme du système

Si un système de climatisation ne parvient pas à maintenir une bonne relation linéaire entre l'ouverture de la vanne de régulation et la dissipation de chaleur de l'équipement de dissipation de chaleur, il provoquera des fluctuations fréquentes de la température de la pièce contrôlée, et le temps de stabilité du système sera trop long.

Bruit et vibrations de la vanne de régulation

Selon l'équation du débit continu, l'eau subit un processus d'accélération et de décélération lorsqu'elle s'écoule à travers la vanne de régulation. La pression dynamique correspondante est également soumise à un processus d'augmentation et de diminution. Selon l'équation de Bernoulli, la pression statique diminue et augmente. Lorsque la pression statique à un certain point chute jusqu'à la pression de vaporisation correspondant à la température de l'eau à ce point, des bulles apparaissent à cet endroit et une "cavitation" se produit, entraînant des bruits et des vibrations.

Plus la perte de charge de la vanne de régulation est importante, plus la température de l'eau est élevée (principalement en hiver).

La vanne de régulation ne peut pas être fermée, il y a parfois un phénomène dangereux de brûlure de la vanne.

Lorsque certaines vannes de contrôle du système sont fermées, la vitesse d'écoulement du tuyau principal diminue, de sorte que la résistance au frottement diminue et que la différence de pression entre les deux extrémités des autres vannes de contrôle électriques augmente. Lorsque la différence de pression de fermeture de la vanne de commande électrique est supérieure à celle de la vanne de commande électrique, le pilote de la vanne de commande électrique ne peut pas fournir un couple suffisant pour fermer la vanne de commande électrique, ce qui entraîne un phénomène d'impossibilité de fermeture de la vanne. À ce moment-là, la borne est en état de surintensité, le contrôleur continuera à exiger une action du moteur pour fermer la vanne, mais le fait n'est pas fermé, le moteur continue à chauffer, si le pilote n'a pas de fonction de protection contre les surcharges, il est facile de brûler le moteur.

Pourquoi le système hydraulique est-il équilibré ?

La technologie de l'équilibre hydraulique dans les systèmes de chauffage et de climatisation est la clé des économies d'énergie et de l'amélioration de la qualité du refroidissement ou du chauffage.

Problème courant

• 1. Dans le système de chauffage ou de climatisation, pour diverses raisons, la plupart des boucles de transmission et la boucle de l'unité de source de chaleur froide présentent un déséquilibre hydraulique, de sorte que le débit réel passant par l'utilisateur final et l'unité ne correspond pas au débit de conception.
• 2. La plupart des pompes sont choisies trop grosses ou fonctionnent à un point de fonctionnement inapproprié, ce qui fait que le système d'eau se trouve dans des conditions de fonctionnement à grand débit et à faible différence de température, que l'efficacité de fonctionnement de la pompe est faible et que l'efficacité du transfert de chaleur est faible.
• 3. La température ambiante de chaque utilisateur est incohérente et instable, la température ambiante près de la source de chaleur est élevée et la température ambiante à la source de chaleur éloignée est basse. La température de la pièce près de la source de froid est basse et la température de la pièce près de la source de froid éloignée est élevée.
• 4. Pour les unités à source chaude ou à source froide, l'unité n'atteint pas sa puissance nominale, de sorte que le nombre d'unités fonctionnant réellement est supérieur au nombre d'unités requises par la charge.

Améliorer le confort

• Veiller à ce que la température de la pièce réponde aux exigences de conception et atteigne la température de consigne dans un court laps de temps.
• Répartition raisonnable du trafic
• La vanne d'équilibrage hydraulique absorbe l'excès de pression différentielle et contrôle et règle le débit requis par le système.
• Économiser l'énergie et réduire les coûts d'exploitation

Pour chaque baisse de température de 1 °C dans un système de climatisation, la consommation d'énergie augmente de 15%.

Pour chaque augmentation de température de 1 °C dans un système de chauffage, la consommation d'énergie augmente de 10%.

Le concept de base de la soupape et la classification et la sélection de la soupape d'équilibrage

Capacité de circulation de la vanne - Kv

• 1. Définition : Lorsque la différence de pression à travers la vanne est de 1 bar, le débit à travers la vanne lorsque la vanne est complètement ouverte, en m3 / h.
• 2. Calcul :
• 3. Dérivation de la formule :

Pour la vanne de régulation, lorsque le degré d'ouverture de la vanne ne change pas, la capacité de débit de la vanne ne change pas. La capacité de débit de la vanne ne change que lorsque l'ouverture de la vanne de régulation change. La relation entre la courbe de la vanne de régulation et le temps de stabilisation du système.