Robinet à boisseau sphérique caractérisé
Figure 1 : Valve de contrôle caractérisée Belimo
Les vannes à boisseau sphérique caractérisées sont des vannes à boisseau sphérique modifiées, conçues spécifiquement pour le contrôle des fluides. La forme de l'alésage d'une vanne à boisseau sphérique caractérisée peut être personnalisée en "V", en "U" ou en forme parabolique pour répondre aux exigences spécifiques de l'application. Ils sont utilisés pour contrôler et moduler le débit, en offrant stabilité et précision. Les robinets à tournant sphérique caractérisés sont particulièrement utiles dans des applications telles que les systèmes CVC, où le maintien de températures constantes est crucial pour le confort et l'efficacité énergétique. Leurs principales caractéristiques sont les suivantes
- Caractéristique de débit à pourcentage égal : Un robinet à tournant sphérique caractérisé contrôle le flux de liquide ou de gaz de manière cohérente lorsqu'il s'ouvre et se ferme, en maintenant une température ou une pression stable.
- Excellente stabilité du contrôle : Le disque spécial situé à l'intérieur de la vanne permet de contrôler le débit de manière régulière et sans à-coups. Cela peut augmenter la durée de vie de l'actionneur.
- Élimine la réduction des conduites multiples : Certains systèmes peuvent nécessiter l'utilisation de tuyaux plus petits pour contrôler le débit, car les tuyaux plus petits limitent intrinsèquement le débit, ce qui peut aider à atteindre un certain niveau de contrôle. Toutefois, l'utilisation de tuyaux plus petits peut également entraîner une augmentation des pertes de charge et des pertes d'énergie. Un robinet à boisseau sphérique caractérisé permet de contrôler avec précision les débits sans avoir recours uniquement à des tuyaux plus petits.
Lisez notre article sur le robinet à boisseau sphérique à orifice en V pour plus d'informations sur la conception et les applications.
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Robinet à boisseau sphérique standard et robinet à boisseau sphérique caractérisé
Robinets à boisseau sphérique standard
Les robinets à tournant sphérique sont excellents pour les applications de type "tout ou rien". Cependant, ils ne sont pas conçus pour moduler ou réguler le débit de manière régulière. Ils permettent un débit de fluide important ( Cv ou Kv élevé) par rapport à leur taille, ce qui les rend inadaptés en tant que dispositifs de régulation modulante. Il est donc difficile pour les robinets à tournant sphérique de maintenir ou de moduler une température constante, car ils ne peuvent pas contrôler régulièrement la quantité de fluide chaud ou froid qui passe à travers eux. Par exemple, dans le cas d'un robinet à boisseau sphérique qui régule l'eau chaude pour contrôler la température d'un système, les changements brusques de débit peuvent entraîner des fluctuations soudaines de la température, ce qui rend difficile le maintien d'une température stable.
Dans un robinet à tournant sphérique ordinaire, l'alésage de la sphère est généralement rond ; il est aligné avec la canalisation lorsque le robinet est complètement ouvert (figure 2, à gauche). Lorsque la vanne est partiellement ouverte, la trajectoire du flux est limitée par la forme circulaire de l'alésage, ce qui signifie que même un léger mouvement de la vanne peut entraîner une modification significative du débit.
Robinet à boisseau sphérique caractérisé
Les robinets à tournant sphérique caractérisés ont des formes d'alésage spécialisées pour des caractéristiques de débit plus contrôlées et prévisibles (Figure 2 droite). Le robinet à boisseau sphérique caractérisé combine les capacités d'arrêt d'un robinet à boisseau sphérique avec un disque caractérisé, assurant une caractéristique de débit à pourcentage égal. Une caractéristique d'écoulement à pourcentage égal implique :
- Un comportement de débit où chaque incrément de changement de position de la vanne délivre un pourcentage constant de changement de débit, fournissant un contrôle précis et stable sur de grandes variations de charge.
- Une puissance thermique constante (chaleur ou froid) qui varie linéairement en fonction de l'ouverture de la vanne.
Une vanne à boisseau sphérique caractérisée permet un meilleur contrôle et une plus grande précision dans la gestion du débit, en particulier dans des conditions de charge variables. Cela améliore l'efficacité, la stabilité et la réactivité du système, ce qui en fait la solution idéale pour les applications soumises à d'importantes variations de charge.
Figure 2 : Disque d'un robinet à boisseau sphérique normal (à gauche) et disque spécial d'un robinet à boisseau sphérique caractérisé (à droite).
Profils de débit des robinets à tournant sphérique standard et caractérisés
Robinet à boisseau sphérique standard
Figure 3 : Profil d'écoulement et émission de chaleur dans une vanne à bille standard : écoulement idéal (A), écoulement dans une vanne à bille standard (B) et émission de chaleur dans une vanne à bille standard (C).
La figure 3 montre la relation entre le débit et l'émission de chaleur lorsqu'une vanne à bille standard s'ouvre progressivement.
- A : Caractéristique d'écoulement idéal. Le débit et l'émission de chaleur n'augmentent pas brusquement avec les changements d'ouverture de la vanne.
- B : Caractéristiques de débit d'un robinet à boisseau sphérique standard
- C : Production de chaleur dans un robinet à boisseau sphérique standard
La chaleur résultante ne varie pas linéairement (augmente brusquement) avec le degré d'ouverture de la vanne (débit). Par exemple, la puissance calorifique est "P" dans une vanne ouverte à 40 %.
Robinet à boisseau sphérique caractérisé
Figure 4 : Profil d'écoulement et émission de chaleur dans une vanne à bille caractérisée : profil d'écoulement d'une vanne à bille caractérisée (A) et émission de chaleur linéaire (B)
La figure 4 montre la relation entre le débit et l'émission de chaleur lorsqu'une vanne à bille caractérisée s'ouvre progressivement.
- A : Profil d'écoulement à pourcentage égal d'une vanne à boisseau sphérique caractérisée
- B : Puissance calorifique linéaire
Dans un robinet à boisseau sphérique caractérisé ouvert à 40 %, la dissipation de chaleur résultante est P1, ce qui est beaucoup moins que P (dans le cas d'un robinet à boisseau sphérique standard). La chaleur produite varie linéairement avec le degré d'ouverture (ou débit).
Robinet à boisseau sphérique caractérisé et robinet à soupape
Le principal avantage d'un robinet à soupape par rapport à un robinet à tournant sphérique standard est sa capacité supérieure de contrôle du débit. Les valeurs Cv des robinets à tournant sphérique caractérisés correspondent à celles des robinets à soupape de même taille, ce qui signifie qu'ils peuvent contrôler le débit aussi efficacement. Cependant, les robinets à tournant sphérique caractérisés présentent les avantages suivants par rapport aux robinets à soupape :
- Plus grande résistance à la pression : Les robinets à tournant sphérique caractérisés peuvent supporter une pression plus élevée que les robinets à soupape de taille similaire. Cela est dû à leur conception rationalisée, qui minimise les pertes de charge et améliore l'intégrité structurelle.
- Étanchéité : Contrairement aux robinets à soupape, les robinets à tournant sphérique caractérisés sont étanches, ce qui permet de faibles fuites et de faibles chutes de pression.
FAQ
Qu'est-ce qu'une vanne à boisseau sphérique caractérisée ?
Un robinet à tournant sphérique caractérisé est un type spécial doté d'un disque ou d'un insert de forme permettant d'obtenir un contrôle plus précis du débit ou de modifier les caractéristiques de débit du robinet.
Quand dois-je utiliser un robinet à boisseau sphérique caractérisé ?
Utilisez un robinet à tournant sphérique caractérisé lorsque vous avez besoin d'un contrôle précis du débit ou lorsque vous souhaitez personnaliser les caractéristiques de débit du robinet.
