Guide des interrupteurs de température HVAC

Figure 1 : Interrupteur de température HVAC

Un interrupteur de température dans un système HVAC sert de composant de contrôle critique, assurant le fonctionnement du système dans des plages de température sûres et efficaces. En surveillant et en répondant aux changements de température, ces interrupteurs aident à prévenir la surchauffe ou le gel, ce qui peut entraîner des dommages aux équipements, une inefficacité et une augmentation des coûts énergétiques. De plus, ils jouent un rôle vital dans le maintien d'un environnement confortable et sûr pour les occupants en ajustant automatiquement les opérations HVAC en fonction des besoins de température de l'espace. Cette approche proactive de la gestion de la température non seulement prolonge la durée de vie de l'équipement HVAC mais améliore également la sécurité en prévenant les conditions susceptibles de conduire à des incendies ou autres dangers. Cet article discute du fonctionnement, des méthodes d'installation et du câblage des interrupteurs de température HVAC.

Table des matières

Fonctionnement d'un interrupteur de température HVAC
Où est installé un interrupteur de température
Comment installer un interrupteur de température
Critères de sélection
Comment tester un interrupteur de température
FAQ

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Thermostats HVAC

Fonctionnement d'un interrupteur de température HVAC

L'interrupteur de température possède un tube capillaire, qui est un mince tuyau de cuivre connectant le composant de détection de température au mécanisme de l'interrupteur. Lorsque la température atteint une limite prédéfinie, l'appareil déclenche son interrupteur unipolaire double throw (SPDT), le faisant s'engager et se verrouiller mécaniquement en place. Cette action est une fonction de sécurité conçue pour répondre à des conditions de température spécifiques.

En cas de fuite du tube capillaire, le système est conçu pour réagir en créant une connexion électrique continue (discutée plus loin dans l'article). Cela sert d'alerte à un dysfonctionnement dans la détection de température, indiquant que l'appareil ne peut plus détecter ou répondre précisément aux changements de température. Malgré cela, l'appareil intègre une fonction qui permet la réinitialisation manuelle de l'interrupteur. Cela signifie que si la température retombe en dessous de la limite préréglée, l'interrupteur peut être déverrouillé manuellement, permettant à l'appareil de reprendre sa fonction de surveillance et de réponse aux variations de température. Cette conception assure que l'interrupteur de température reste sensible aux changements de température et capable d'indiquer lorsqu'une faute se produit.

Les rôles principaux d'un interrupteur de température, ou limiteur, sont :

Régulation de température : Le but principal d'un interrupteur de température dans les systèmes HVAC est de maintenir la température souhaitée dans un espace. Cela est réalisé en activant ou désactivant les dispositifs de chauffage ou de refroidissement, ou en modulant leur sortie, pour maintenir la température de consigne.
Sécurité : Les interrupteurs de température jouent un rôle critique dans la prévention de la surchauffe ou du refroidissement excessif, ce qui peut conduire à des dommages aux équipements. Par exemple, un interrupteur limite de température éteindra le système ou déclenchera une alarme si les températures dépassent les limites sûres.
Efficacité énergétique : En assurant que les systèmes HVAC fonctionnent uniquement lorsque nécessaire pour maintenir la température souhaitée, les interrupteurs de température aident à réduire la consommation d'énergie et, par conséquent, les coûts énergétiques.

Où est installé un interrupteur de température

Dans un système HVAC, un interrupteur de température peut être installé dans plusieurs emplacements clés, en fonction de la fonction spécifique qu'il doit remplir.

Conduits d'air d'approvisionnement : Pour réguler ou surveiller la température de l'air fourni à l'espace.
Conduits d'air de retour : Pour détecter la température de l'air ramené dans le système HVAC pour des ajustements.
Serpentins d'évaporateur : Un interrupteur de température d'évaporateur HVAC empêche le gel des serpentins en surveillant la température du serpentin et en ajustant le cycle de réfrigération.
Fourneaux : Les interrupteurs de limite de température dans les fourneaux préviennent la surchauffe en éteignant le four si les températures internes deviennent trop élevées.

Comment installer un interrupteur de température

Note : Le processus exact d'installation peut varier légèrement selon le fabricant ou la conception de l'interrupteur de température. Cette section explique comment installer un interrupteur de température Belimo.

L'installation de l'interrupteur de température implique quelques étapes :

Préparation : Commencez par retirer les quatre vis sur le devant de l'appareil et attachez la presse-étoupe en bas.
Câblage : Faites passer le câble à travers la presse-étoupe et connectez les fils selon le schéma de câblage, en assurant une isolation appropriée. Si le capillaire fuit, le circuit électrique entre les bornes 1 et 4 est fermé en permanence, et il n'est plus possible de déverrouiller l'appareil. Les différentes bornes sont :
1. Borne de terre : Fournit une connexion de sécurité à la terre.
2. Borne 1 (NC) : Normalement fermé, permettant le flux de courant dans l'état par défaut de l'appareil ; s'ouvre lorsqu'activé.
3. Borne 2 (Commun) : Sert de point de pivot dans l'interrupteur, dirigeant le flux de courant soit vers la borne NC soit vers la borne NO en fonction de l'état de l'appareil.
4. Borne 4 (NO) : Normalement ouvert, bloquant le flux de courant dans l'état par défaut de l'appareil ; se ferme et permet le courant lorsqu'activé.
Réassemblage : Sécurisez le couvercle avant en place avec les vis.

Figure 2 : Schéma de câblage de l'interrupteur de température Belimo : NC (1), commun (2) et NO (4).

Mécanismes de montage

Les interrupteurs de température industriels peuvent être montés de plusieurs manières, y compris le contact direct avec le tuyau, le montage thermique et le montage mural avec ou sans manchon d'immersion, offrant une flexibilité pour divers scénarios d'installation.

Montage par contact avec tuyau

Méthode : Fixation de l'interrupteur de température directement à l'extérieur du tuyau à l'aide d'un support de montage ou d'une bande.
Utilisation idéale : Surveillance de la température de l'eau dans les tuyaux.
Considération clé : Assure une mesure précise de la température en maintenant un bon contact thermique, éventuellement en utilisant de la pâte conductrice thermique et en assurant une surface de montage propre et sans isolation.

Figure 3 : Montage par contact avec tuyau

Montage dans un puits thermométrique

Méthode : Insertion de l'interrupteur de température dans un puits thermométrique qui est monté dans le flux du processus.
Utilisation idéale : Adapté aux environnements difficiles ou sous pression où le contact direct avec le milieu du processus n'est pas conseillé.
Considération clé : Assure que l'interrupteur de température peut être retiré et entretenu sans interrompre le processus ou vider le système. Il est important de sélectionner un puits thermométrique de matériau compatible et de taille appropriée pour l'application spécifique afin d'assurer une mesure précise de la température et l'intégrité du système.

Figure 4 : Montage dans un puits thermométrique

Montage mural avec sonde dans une bride

Méthode : Montage de l'interrupteur de température sur un mur ou un panneau, avec la sonde s'étendant dans le milieu du processus à travers une bride.
Utilisation idéale : Utile pour les réservoirs ou les grands tuyaux où la surveillance de la température à une profondeur ou un emplacement spécifique dans le milieu est requise.
Considération clé : La bride est typiquement boulonnée à une bride correspondante sur un réservoir, un tuyau ou un conduit, avec la sonde passant à travers un joint entre les brides pour assurer un sceau étanche. Il est crucial de sélectionner une sonde de longueur suffisante pour atteindre le milieu mesuré, assurant une surveillance précise et efficace de la température.

Figure 5 : Montage mural avec sonde dans une bride

Montage mural avec sonde dans un manchon d'immersion

Méthode : Similaire au montage en bride, cette approche implique l'insertion de la sonde dans un manchon d'immersion (ou puits thermométrique) qui est monté sur le mur ou directement dans le milieu du processus.
Utilisation idéale : Parfait pour les applications où le capteur de température a besoin d'être protégé du milieu du processus ou nécessite une isolation pour des raisons de maintenance et de remplacement.
Considération clé : Le manchon d'immersion est sécurisé au mur ou au récipient, avec la sonde insérée dans le manchon pour la protéger. Il est important de considérer la profondeur d'immersion de la sonde pour assurer une mesure précise de la température. Cette configuration non seulement protège la sonde mais facilite également son retrait ou son remplacement sans perturber le processus.

Figure 6 : Montage mural avec sonde dans un manchon d'immersion

Critères de sélection

Lors de la sélection d'un interrupteur de température pour un système HVAC, comprendre les caractéristiques clés et les spécifications est crucial pour prendre une décision éclairée.

Plage de mesure de température : Considérez la plage de température que l'interrupteur peut surveiller. Assurez-vous qu'elle correspond à la plage de température opérationnelle de l'application spécifique, que ce soit pour des systèmes d'eau chaude, des systèmes d'eau tiède ou d'autres applications HVAC.
Degré de protection (Indice IP) : L'indice IP indique le niveau de protection contre l'entrée de poussière et d'eau. Sélectionnez un interrupteur de contrôle de température avec un indice IP approprié pour assurer la durabilité et le fonctionnement fiable dans l'environnement prévu, surtout s'il est exposé à l'humidité ou à des particules.
Connexion électrique : Considérez le type de connexion électrique et les bornes fournies. Assurez la compatibilité avec le câblage et les exigences électriques du système pour une installation et un fonctionnement sans faille.
Tension de fonctionnement : Vérifiez la gamme de tension de fonctionnement de l'interrupteur de température, y compris la compatibilité avec les tensions AC et DC. Il est essentiel de faire correspondre les exigences de tension de l'interrupteur avec la tension de fonctionnement du système pour éviter les incompatibilités électriques et assurer la sécurité.
Signal de sortie et contacts : Comprenez le type de signal de sortie (par exemple, sortie à inversion (SPDT)) et le nombre de contacts. Cela affecte la manière dont l'interrupteur interagit avec le système HVAC, y compris comment il ouvre ou ferme les circuits électriques en réponse aux changements de température. Assurez-vous que le signal de sortie et la configuration des contacts de l'interrupteur répondent aux besoins de contrôle du système.
Options de montage : Évaluez les types de montage disponibles (par exemple, montage par contact avec tuyau, montage dans un puits thermométrique, montage mural). La flexibilité de montage peut avoir un impact significatif sur la facilité d'installation et ll'efficacité de la surveillance de la température dans l'application spécifique.
Fonction de commutation : Familiarisez-vous avec le fonctionnement de l'interrupteur, en particulier comment il répond aux changements de température. Un interrupteur qui se réinitialise automatiquement à sa position originale lors du refroidissement ou du chauffage à un point de consigne spécifique offre commodité et fiabilité pour maintenir les conditions de température souhaitées.
Courant minimal de commutation : Considérez la spécification du courant minimal de commutation. Cela assure que l'interrupteur peut fonctionner de manière fiable avec les niveaux de courant du système, en particulier dans les applications à faible courant.

Comment tester un interrupteur de température

Tester un interrupteur de température HVAC est crucial pour s'assurer qu'il fonctionne correctement et répond aux changements de température comme prévu. Voici un guide étape par étape sur comment tester un interrupteur de température :

Déconnecter l'alimentation : Avant de commencer, assurez-vous que l'alimentation du système HVAC est coupée pour éviter tout danger électrique.
Accéder à l'interrupteur de température : Localisez et accédez à l'interrupteur de température. Cela peut impliquer de retirer des panneaux ou des couvertures sur l'unité HVAC.
Régler le multimètre : Réglez le multimètre sur le réglage de continuité. Ce réglage est souvent représenté par un symbole d'onde sonore ou de diode sur le multimètre.
Connecter les sondes du multimètre : Attachez une sonde du multimètre à un terminal de l'interrupteur de température et l'autre sonde au terminal opposé. Peu importe quelle sonde va sur quel terminal puisque vous vérifiez la continuité.
Vérifier la continuité : Avec les sondes en place, vérifiez la lecture du multimètre. Un interrupteur de température fonctionnel devrait montrer une continuité (souvent indiquée par un son de bip du multimètre ou une lecture spécifique) à température ambiante s'il est normalement fermé (NC).
Appliquer de la chaleur : Appliquez soigneusement de la chaleur au capteur de température en utilisant une source de chaleur comme un sèche-cheveux ou un pistolet thermique. Surveillez l'interrupteur ; il devrait s'ouvrir (rompant la continuité) une fois que la température dépasse son seuil défini. Si l'interrupteur est normalement ouvert (NO), il devrait se fermer (indiquant une continuité) lorsqu'il est chauffé au-delà de son point d'activation.
Laisser refroidir : Permettez à l'interrupteur de température de refroidir. Observez s'il retourne à son état original (continuité pour les interrupteurs NC, pas de continuité pour les interrupteurs NO) une fois qu'il atteint une température inférieure au seuil.
Évaluer les résultats : Si l'interrupteur ne répond pas comme décrit ci-dessus, il peut être défectueux et nécessiter un remplacement. Un interrupteur de température fonctionnant correctement montrera des changements clairs de continuité en réponse aux changements de température.

FAQ

Comment calibrer un interrupteur de température ?

La plupart des interrupteurs de température sont calibrés en usine. Si un recalibrage est nécessaire, référez-vous aux instructions du fabricant ou utilisez un thermomètre calibré pour des ajustements de comparaison.