Les vannes thermostatiques à eau sont utilisées
pour la régulation continue proportionnelle du
débit en fonction du réglage et de la température
du bulbe.
La gamme des vannes thermostatiques à
eau Danfoss comprend une série de produits
industriels destinés à la régulation du chauffage
et du refroidissement. Les vannes sont
autonomes, elles fonctionnent sans apport
d’énergie auxiliaire (p. ex. électricité ou l’air
comprimé). Puisque les vannes adaptent le débit
à la demande, elles sont tout particulièrement
adaptées à la régulation de température.
La température désirée est maintenue constante
sans surconsommation des éléments suivants :
• eau de refroidissement dans les systèmes de
refroidissement;
• eau chaude ou vapeur dans les systèmes de
chauffage
Ainsi, les économies de fonctionnement sont
toujours convenables.
Caractéristiques• Vanne thermostatique à eau autonome,
qui fonctionne sans énergie auxiliaire
• S’ouvre lorsque la température augmente
• L’ouverture de la vanne est indépendante
du différentiel de pression de l’eau de
refroidissement
• Régulation manuelle : option unique sur le
marché, qui permet de gagner du temps lors
de l’installation
• La plage de régulation définie le point à partir
duquel la vanne commence à s’ouvrir
Fiche technique | Vanne thermostatique à eau, FJVA
Fonctionnement
Les vannes FJVA se composent
de trois éléments principaux :
1. Fig. 1. Réglage avec poignée,
ressort de référence et échelle
de réglage
2. Fig. 2. Corps de vanne avec
orifice, clapet et éléments
d’étanchéité.
3. Fig. 3. Sonde intégrée dans
l’élément thermostatique
hermétique.
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Lorsque les trois éléments sont assemblés et que
la vanne est installée, le fonctionnement est le
suivant :
1. La pression dépendant de la température - la
pression de la vapeur de charge s’accumule
dans la sonde.
2. Cette pression est transférée à la vanne par le
soufflet, où elle assure l’ouverture et la fermeture.
3. La force du bouton de réglage et du ressort
s’exerce contre celle du soufflet.
4. Lorsque ces deux forces opposées sont égales,
la tige de la vanne est stationnaire.
5. Si la température de la sonde change, ou si le
réglage est modifié, le point d’équilibre est
décalé et la tige de la vanne se déplace jusqu’à
ce que l’équilibre soit restauré ou que la vanne
soit complètement ouverte ou fermée.
6. La variation du débit est quasi proportionnelle
au changement de température de la sonde.
7. Les illustrations présentent une vanne FJVA, mais
le principe de fonctionnement est le même pour
tous les types de vannes thermostatiques.
Application
Fig. 4
Corps de vanne avec bipasse
Les vannes FJVA sont destinées aux applications
dans lesquelles, en raison de problèmes
d’installation, etc., il est souhaitable de ne
pas utiliser de tube capillaire. Cela s’applique
principalement lorsque les exigences de
précision de régulation sont plus modérées
et lorsqu’un bipasse intégré est acceptable.
Dans les vannes FJVA, c’est l’élément de soufflet
qui est utilisée comme sonde. La vanne réagit à
la température de l’eau de refroidissement, et par
conséquent, elle doit toujours être installée dans
la conduite de retour. Ainsi, c’est une régulation
indirecte.
Le bipasse assure un débit minimum constant
dans la vanne afin de garantir que la température
du fluide influence l’élément thermostatique
(voir fig. 4)
Les vannes de ce type fonctionnent avec des
constantes de temps plus longues que les
vannes AVTA pour lesquelles la sonde est placée
à l’endroit où la température doit être régulée. La
vanne FJVA est principalement utilisée dans les
systèmes dont le fonctionnement ne donne pas
lieu à des modifications de charge soudaine ou
importante.
Fiche technique | Vanne thermostatique à eau, FJVA
Matériaux
Matériaux : pièces en contact avec le fluide
N°DescriptionMatériau
1TigeLaiton
2Membranes
3Corps de vanne et autres pièces métalliquesLaiton forgé
4ClapetNitrile (NBR)
5Siège de la vanneAcier inoxydable
Caoutchouc, éthylène, propylène (EPDM)
InstallationLes vannes peuvent être installées dans n’importe
quelle position. Une flèche figure sur le corps
de la vanne pour indiquer le sens du débit. Les
vannes FJVA sont marquées de manière à ce que
les lettres RA soient lisibles directement. II est
recommandé d’installer un filtre FVR en amont
de la vanne.
Si une console de montage est utilisée (voir la
section « Accessoires »), elle doit toujours être
positionnée entre le corps de vanne et l’élément
de réglage (voir l’illustration).
Fiche technique | Vanne thermostatique à eau, FJVA
Dimensionnement
Lors du dimensionnement et de la sélection de la
vanne thermostatique à eau, il est impératif de
veiller à ce que la vanne soit en mesure, à tout
moment, de fournir la quantité d’eau de refroidissement nécessaire, quelle que soit la charge. Par
conséquent, pour sélectionner la bonne taille de
vanne, il est nécessaire de connaître exactement
la capacité de refroidissement requise. Par ailleurs,
afin d’éviter tout risque d’instabilité dans la
régulation (pompage), la vanne ne doit pas être
surdimensionnée. Le type de charge doit être
sélectionné en fonction de la température à
maintenir et selon les caractéristiques décrites
précédemment.
En règle générale, on doit choisir la plus petite
vanne qui permet d’assurer un débit suffisant.
Taille de la vanne
Les données suivantes sont utilisées pour
sélectionner la taille de la vanne :
y Débit d’eau de refroidissement requis, Q [m3/h];
y Élévation de la température de l’eau de
refroidissement, Δt [°C];
y Pression différentielle dans la vanne, Δp [bar]
Lorsque la vanne est complètement ouverte, la
pression différentielle doit correspondre à environ
50% de la perte de charge totale dans le système.
Les graphiques des pages 6 – 7 sont conçus pour
faciliter le dimensionnement de la vanne.
Fig. 5 - Corrélation entre la quantité de chaleur
[kW] et la quantité d’eau de refroidissement.
Fig. 6 - Graphiques des valeurs k
v
Fig. 7 - Plage de fonctionnement des vannes
Fig. 8 - Débit au travers des vannes 100%
ouvertes en fonction de la perte de
charge ∆p.
Fig. 5
Réchauffage ou refroidissement à l’eau.
Exemple :
Capacité de refroidissement nécessaire 10 kW
avec ∆t = 10 °C.
Débit nécessaire 0.85 m3/h.
Fiche technique | Vanne thermostatique à eau, FJVA
Dimensionnement
(suite)
Fig. 6
Corrélation entre la quantité d’eau et la perte de charge au travers la vanne
Exemple :
Débit 0,85 m3/h avec une perte de charge de 1,5 bar.
La valeur kv est de 0,7 m3/h .
Fig. 7
Abaque de la plage kv de la vanne
Les valeurs kv sont toujours données pour un
débit d’eau en [m3/h] avec une perte de charge
Δp de 1 bar.
La vanne doit être choisie de façon à ce que la
valeur kv nécessaire figure au milieu de la plage
de régulation.
Exemple :
Les vannes FJVA 15 sont les plus adaptées pour
une valeur kv de 0 ,7.