Danfoss Sélection d’une vanne à pression constante CO2 pour installation de faible puissance frigorifique Compendium [fr]

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Sélection d’une vanne à pression constante CO2 pour

installation de faible puissance frigorifique

Publication Avril 2021

Mention légale :

Les informations données ci-dessous sont un résumé de données disponibles dans la documentation

Danfoss. Pour toute information plus détaillée, veuillez consulter les guides d‘application ou tout autre

document utile. Vous pouvez aussi contacter nos spécialistes du support technique à l’adresse
[e-mail].

Contexte :

Vous souhaitez réaliser une sélection de vanne à pression d’évaporation constante pour une installation
frigorifique fonctionnant au CO2 (R744).

Les vannes CVH+CVP permettent de maintenir une pression d’évaporation, et donc une température
constante à la surface de l’évaporateur. Ces dispositifs sont généralement utilisés pour des systèmes
frigorifiques centralisés multipostes ayant des régimes de température et/ou des DT différents (DT= t°
de chambre froide – t° d’évaporation)

Note : Pour les fluides autres que CO2 et NH3, privilégiez les vannes à pression constante de la gamme

KVP.

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Présentation de la configuration CVH + CVP

La solution de maintien d’une pression constante CVH+CVP est constitué de deux éléments :

• Un corps de vanne CVH à raccorder sur la tuyauterie d’aspiration en aval

de l’évaporateur et disposant d’une pression de service de 65 bar.

Modèle de corps de vanne CVH

Code Danfoss

Raccords à visser femelle ¼ NPT

027F1159

Raccords à visser femelle ½ GAZ

027F1160

Soudure bout à bout 3/8

027F1047

Soudure bout à bout ½

027F1090

Soudure par emboîtement ½

027F1091

Pour plus de détails inhérents aux types de raccordement, vous pouvez vous référer à la Fiche

technique de la gamme.

• Un pilote CVP à visser sur le corps de vanne qui assurera la régulation mécanique

via le réglage réalisé en partie haute.

Les vannes pilotes CVP sont disponibles en 3 versions correspondantes à 3 plages de pression de
régulation, d’une pression de service de 52 bar et d’une plage de température d’utilisation allant
de -60°C à 120°C.

Modèle de vanne

Plage de pression de régulation

en bar

Code Danfoss

CVP-L

-0.66 – 7

027B0920

CVP-M

4 – 28

027B0921

CVP-H

25 - 52

027B0922

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Etapes de sélection d’une vanne CVP+CVH

Exemple de sélection d’une vanne CVH+CVP

Exemple de sélection en détail en suivant le processus développé ci-dessus :

Données d’entrée propres à l’installation :

• Chambre froide avec une consigne de t° +1°C

• Puissance frigorifique à fournir = 6kW

• DT à l’évaporateur = 6K (DT = t° de CF - t° d’évaporation)

• Surchauffe à l’évaporateur = 10K

• Section de tuyauterie d’aspiration après l’évaporateur = Cuivre frigo ½ in.

• Hypothèses de pertes de charges sur tuyauterie d’aspiration entre postes froid et

compresseurs = 2K

• Régime d’évaporation à l’aspiration des compresseurs MT = -10°C

• Pression de réservoir liquide = 40 bar (absolue) → température saturante = 5,3°C

• Sous-refroidissement = 1K

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Etape 1 : Définition des conditions de fonctionnement

Les deux données clés pour la sélection sont :

• La température d’évaporation que l’on veut maintenir à l’évaporateur ce qui correspond

donc à une évaporation au poste froid de -5°C (température d’évaporation au poste =
température de consigne de CF – DT à l’évaporateur → 1°C – 6°C = -5°C).

• La chute de température de saturation qui correspond à la différence entre la

température d’évaporation désirée à l’évaporateur et la température en aval de la vanne
de régulation. Selon notre exemple, la température d’évaporation aux compresseurs MT
est de -10°C, en considérant une perte de charges de 2K dans la tuyauterie d’aspiration
nous obtenons une température d’évaporation après la vanne de -8°C. La chute de la

température de saturation est donc de 3K (chute de la température de saturation =

température d’évaporation à l’évaporateur – température d’évaporation après la vanne
de régulation → -5°C –(-8°C) = 3K).

Tableau récapitulatif des conditions de fonctionnement pour saisie dans Coolselector

Puissance frigorifique

6kW

1

Température d’évaporation

-5°C

2

Surchauffe

10K

Chute de la température de saturation

3K 3 Sous-refroidissement

1K 4 Température de réservoir

5,3°C

Etape 2 : Implémentation des données dans Coolselector

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Le logiciel Coolselector est disponible en téléchargement ou en ligne.

Les vannes CVH+CVP sont accessibles depuis l’onglet VANNES ET COMPOSANTS DE LIGNE dans la
partie « Vannes de régulation électroniques et mécaniques ».

Sélectionnez le type de système :

• Transcritique (exemple ci-après)

ou

• Détente directe pour les systèmes CO

2

subcritique

Précisez le fluide R744 (CO2) dans le cas d’un système Détente direct

Sélectionnez la conduite d’aspiration sur le schéma de principe

Sélectionnez la famille de produits CVH+CVP

Renseignement des conditions de fonctionnement déterminées durant l’étape précédente

Etape 3 : Analyse des performances de la vannes CVH+CVP

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Charge = 56% il est donc possible d’utiliser la vanne CVH+CVP et la puissance maximum sera de
10,81 Kw.

Il n’est pas recommandé d’utiliser la vanne dans le cas où la puissance nominale (en

fonctionnement normal) correspondrait à une charge de la vanne supérieur à 80% et ceci afin de
garantir une régulation correcte malgré les variations de charge thermique inéluctable dans une
chambre froide. Il n’est pas non plus recommandé d’utiliser la vanne si la charge est inférieure à
10%, en-dessous de quoi il y a un risque d’instabilité.

Note : Dans le cas où aucune solution n’existe avec une CVH-CVP, il est possible de s’orienter vers
la solution de vanne ICS+CVP.

Etape 4 : Identification des codes produits pour passage de commande

L’onglet « Sélection de n° de code » permet d’avoir accès aux différents codes produits
disponible.

La Fiche technique fournit une vision des sections de raccordement.

Pour la tuyauterie cuivre frigo ½ in. (diamètre extérieur = 12.7mm) le code choisi est 027F1047
CVH Soudure bout à bout ANSI 3/8.

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Le pilote retenu est le CVP-H code 027B0922 (plage de régulation de 25 à 52 bar) car la
température d’évaporation à réguler est de -5°C qui correspond à une pression saturante de
30,46 bar.

Pour des applications positives CO2, le pilote CVP-H sera majoritairement utilisé, en effet la
pression minimum de régulation de 25 bar absolue correspond à une température d’évaporation
de -12°C.

Pour aller plus loin :

• Fiche technique Vannes pilotes (FR)

• Catalogue Vannes industrielles de régulation de pression et température pour la

réfrigération (EN)

• Manuel d'application Réfrigération Industrielle CO2 & Amoniac (EN)