SKP5... Servomoteurs. Siemens Building Technologies HVAC Products

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1 7 648 Servomoteurs SKP5... Fonction de coupure de sécurité OUVERT / FERME selon EN 161 en relation avec nos vannes de gaz Ouverture temporisée Fermeture rapide Faible consommation Régulation de la pression différentielle dans une conduite d'arrivée de gaz en fonction de la différence de pression dans une gaine d'air soufflé Pour gaz des familles I...III Avec ou sans contact de fin de course Fiches complémentaires, voir fiches produit des vannes Les SKP5 et la présente fiche produit sont destinés aux constructeurs (OEM), qui utilisent ces régulateurs dans ou avec leurs produits. CC1N7648fr Siemens Building Technologies HVAC Products

2 Domaines d'application Les SKP5... peuvent être utilisés avec les vannes suivantes : Typ Fluide Fiche VGG... VGF... VGH... VGD20... VGD40... VRF... VRH... gaz naturel familles I...III 7636 gaz naturel 7631 familles I...III biogaz 7633 VLF... air chaud 7637 La combinaison vanne / servomoteur réalise les fonctions de vanne d'arrêt de sécurité, vanne d'arrêt de sécurité avec régulation de la différence de pression de gaz. Les SKP5... servent à la régulation de la proportion gaz / air dans des brûleurs à gaz à plusieurs allures ou modulants avec alimentation en air centrale ou décentralisée. La commande électro-hydraulique des ensembles SKP5...VG... sont principalement utilisées dans des installations de combustion à gaz. Le servomoteur peut être combiné avec toutes les vannes citées ci-dessus. Cette exécution avec régulateur de pression raccourcit d'une part la boucle de régulation du gaz, mais permet généralement aussi le choix d'un diamètre nominal de vanne plus faible que dans le cas de boucles de régulation du gaz à construction directe. Le servomoteur peut être livré avec contacts de fin de course pour, par exemple, la signalisation de l'état «FERME». Pour ce qui est du dimensionnement des vannes, voir au chapitre «Diagramme de pertes de charge» des fiches produit correspondantes. Domaines d'application privilégiés : installations de combustion avec système de récupération de chaleur monté en aval, brûleurs avec dispositif de mélange combustible / air réglable dans la tête de brûleur, installations dans lesquelles les rapports de pression dans le brûleur et le foyer ne varient pas de façon linéaire en cas de variations de puissance, installations avec niveau de pression négatif côté gaz ou côté air. Contrairement à la situation rencontrée dans les commandes combinées traditionnelles, les variations de débit d'air causées par des fluctuations de la tension secteur, l'encrassement de la roue du ventilateur, la variation de pression dans le foyer, des systèmes de récupération de chaleur montés en aval, ou d'autres influences, n'ont aucun impact sur la qualité du processus de combustion. L'utilisation du SKP5... ne nécessite pas de régulateur séparé de la pression du gaz. En cas d'utilisation du SKP5, les mesures habituelles pour garantir le débit d'air minimal nécessaire sont indispensables. 2/12

3 Mises en garde Le non-respect des consignes suivantes risque d'entraîner des dommages pour les personnes, les biens et l'environnement! Il est interdit d'ouvrir l'appareil, ainsi que d'y effectuer des interventions ou des modifications. Celles-ci ne doivent être réalisées que par du personnel dûment qualifié! Avant toute intervention sur les circuits électriques du SKP5..., il y a lieu de couper l'alimentation électrique ou de débrancher la fiche de raccordement. Assurer la protection contre les contacts accidentels par la mise sous boîtier du SKP5... et des raccordements électriques. Contrôler le câblage et l'ensemble des fonctions de sécurité afin d'éviter les risques d'explosion et de déflagration Ces appareils ne doivent pas être remis en service après une chute ou un choc, car les fonctions de sécurité peuvent avoir été endommagées, même en l'absence de dégâts apparents. Indications pour l'ingénierie Les conduites de prise de pression doivent être installées de façon que la différence de pression soit enregistrée sans influences perturbatrices. Elles doivent affleurer la paroi interne du tuyau ou de la gaine. Toutes les conduites doivent être reliées au régulateur selon le plus court chemin, pour que celui-ci puisse réagir le plus vite possible en cas de brusques variations de charge. Exécution de la boucle de régulation du gaz Si la pression du gaz disponible dépasse la pression de fonctionnement maximale admissible pour la vanne (voir fiche VG...), il faut la réduire à l'aide d'un régulateur de pression monté en amont. Sinon, ce régulateur n'est pas indispensable. Le manostat du dispositif de sécurité signalant le manque de gaz doit absolument être placé en amont de la vanne, en liaison avec le SKP5... Les mesures habituelles pour garantir la quantité d'air minimale nécessaire pour la combustion sont indispensables, même avec le SKP5... Le diamètre intérieur des conduites de prise de pression doit être au minimum de 6 mm. Indications pour le montage Respectez les consignes locales en vigueur. Le servomoteur est livré avec 4 vis destinées au montage sur la vanne. La disposition quadratique des trous de fixation permet un montage dans 4 positions. Le montage du servomoteur, tout comme son remplacement, peut être effectué sous pression, et ne nécessite par de matériaux d'étanchéité. Tenir compte des indications fournies dans les instructions de montage jointes : pour SKP5... : M7648 3/12

4 Indications pour l'installation Lors de l'utilisation du contact de fin de course, le conducteur de mise à la terre du câble de raccordement doit être relié à la cosse de mise à la terre du boîtier. Réglage du décalage de la caractéristique de fonctionnement * Vérification des valeurs de combustion avec l'obturateur monté (plombé) Manchon de raccord. pour pression d'air (+) Manchon de raccord. pour pression d'air ( ) Manchon de raccord. pour pression de gaz ( ) Manchon de raccord. pour pression de gaz (+) Affichage de course Ressort (décalage de caractéristique) Servomoteur (air) Obturateur (côté gaz) 10 Vanne de gaz VG Obturateur (côté air) SKP VG z07/0702 Air VL 8 M pl 11 A SKP50.../VG B B Gaz 7 * 10 - VG 7648z08/0303 pg 9 * Indications relatives à la sécurité : Disposition volet d'air / obturateur 11 toujours telle que représentée, c'est-à-dire obturateur 11 dans le sens du flux, après le volet Disposition vanne 10 (VG...) / obturateur toujours telle que représentée, c'est-à-dire obturateur dans le sens du flux, après la vanne 10 4/12

5 VG PG Exemple : Proportion gaz / air réglée pour fonctionnement du brûleur avec excédent d'air 2 ou manque d'air. Le pourcentage d'excédent d'air est constant sur toute la plage de charge. 9 Réglage de la proportion gaz / air sur l'obturateur réglable, côté gaz (voir pos. ) d04/0703 VL PL Legende pg Différence de pression sur obturateur côté gaz pl Différence de pression sur obturateur côté air A Batterie de chauffage, récupérateur B Brûleur M Servomoteur VG Débit volumique de gaz VL Débit volumique d'air Réglage du régulateur sur des brûleurs modulants avant la mise en service : La vis de réglage (1) du SKP5 doit être réglée sur une courbe de proportion gaz / air passant par zéro. Le régulateur est livré d'usine avec ce réglage. Si un réglage s'avère nécessaire sur place, procéder comme suit : Mettre en place l'obturateur avant la mesure de la valeur de combustion et après le pas de réglage. Tourner la vis de réglage (1) dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que le ressort (7) soit complètement relâché. Bloquer l'arrivée de gaz avant le régulateur. Mettre le régulateur sous tension. Tourner la vis de réglage (1) dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que la vanne s'ouvre. Placez l'obturateur réglable sur la valeur précalculée. Avec la même différence de pression côté air et côté gaz, cette valeur doit produire une combustion presque stoechiométrique. Faire démarrer le brûleur et le faire fonctionner à 90 % environ de la charge nominale. Mesurer la qualité de la combustion et corriger le débit à l'aide l'obturateur réglable jusqu'à ce que les valeurs mesurées soient optimales (réglage de précision). Revenir à la faible charge. Vérifier la combustion et corriger, si nécessaire, la position de la caractéristique de fonctionnement à l'aide de la vis de réglage (1) du régulateur, jusqu'à ce que les valeurs mesurées soient optimales. Sens de rotation : dans le sens des aiguilles d'une montre plus de gaz, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre moins de gaz, c'est-à-dire décalage de la caractéristique de fonctionnement dans le sens du manque d'air ou de l'excédent d'air. Limiter la position du volet d'air (M) pour la faible charge. S'il a fallu décaler la caractéristique de fonctionnement de manière considérable, il faut vérifier à nouveau le réglage à 90 % de la charge nominale et le corriger le cas échéant. Faire fonctionner le brûleur à l'aide du volet d'air (M) à la charge nominale prévue et limiter la position du servomoteur pour cette charge. Contrôler les valeurs des gaz brûlés sur quelques points de la plage de charge et effectuer s'il y a lieu les corrections : dans la plage de charge nominale à l'aide de l'obturateur réglable, dans la plage de faible charge à l'aide des vis (1) du régulateur SKP5 5/12

6 Indications pour la mise en service Avant la mise en service, vérifier la conformité du câblage. La mise en service électrique ne doit être effectuée qu'après avoir monté le servomoteur SKP5... sur la vanne, car sinon le SKP5... risquerait d'être endommagé. Effectuer les mesures de contrôle avec capuchon en cuivre vissé. Normes et certificats ISO 9001: 2000 Cert ISO 14001: 1996 Cert Pour les applications aux USA et au Canada, les servomoteurs admissibles sont repérés par «U» (voir exemple) ainsi que UL, CSA et FM. Exemple : SKP50.111U17 En combinaison avec vanne VG... Conformité aux directives relatives à la compatibilité électromagnétique (CEM) aux appareils à gaz à la basse tension 89/336/CEE 90/396/CEE 73/23/CEE Indications pour la maintenance Après chaque échange d'appareil, assurez-vous que les raccordements ont été correctement effectués. Indications pour le recyclage Cet appareil contient des composants électriques et électroniques, ainsi que du liquide pour circuits hydrauliques, et ne doit pas être éliminé comme un déchet domestique. Respecter impérativement la législation locale en vigueur. Exécution Principe de fonctionnement du servomoteur La mise sous tension provoque l'enclenchement de la pompe et la fermeture de la vanne de commande. La pompe aspire alors l'huile contenue dans le réservoir situé sous le piston et l'injecte dans la chambre de pression située au-dessus du piston. Ceci fait se déplacer le piston vers le bas, comprimant le ressort de rappel et ouvrant ainsi la vanne. La pompe reste sous tension jusqu'à l'ordre de fermeture. Lorsqu'il y a coupure ou arrêt de l'alimentation, la pompe devient inactive, la vanne de commande ouvre le bipasse et la pression du ressort de rappel ramène le piston vers le haut. Ce circuit de retour à zéro est dimensionné de telle sorte que le piston revient à sa position haute en moins de 0,8 s. 6/12

7 Références et désignations (autres types sur demande) Raccordement électrique via bornier Alimentation secteur V~ V~ Servomoteur sans contact de fin de course, sans cosses relais pas prévu SKP50.110B27 Servomoteur avec contact de fin de course, sans cosses relais SKP50.111B17 SKP50.111B27 Indications pour la commande Lors de la commande, préciser la désignation et la référence du produit désiré : voir «Références et désignations» Exemple : Servomoteur, 230 V~, avec contact de fin de course avec régulateur de proportion gaz / air SKP50.111B27 vannes voir «Domaines d'application» L'unité de régulation ou d'arrêt complète est constituée d'un servomoteur et d'une vanne. Ces deux éléments sont livrés séparément, non montés. Il faut donc commander les vannes à part, selon les indications de la fiche produit correspondante. Le montage du servomoteur sur la vanne est à réaliser par soi-même. Accessoires Réchauffeur AGA63.0A27 voir fiche 7923 utilisation avantageuse en cas de températures ambiantes basses (< 10 C) Self d'amortissement voir «Instructions de montage» AGA75 Self d'amortissement (comme AGA75, mais avec raccord fileté ¼ des deux côtés) AGA75E 7/12

8 Caractéristiques techniques Caractéristiques générales Tension d'alimentation 220 V~ 15 % V~ +10 % 100 V~ 15 % V~ +10 % Fréquence Hz ±6 % Consommation max. 13, VA Contact de fin de course (si incorporé) Pouvoir de coupure Plage de réglage Durée d'enclenchement Temps d'ouverture pour pleine course Vitesse d'ouverture (env. 2 mm/s) Temps de fermeture à la mise hors tension < 0,8 s Positions de montage admissibles 4 (2 A, cosϕ = 0,3) % de la course 100 % s (selon le DN de la vanne) le ralentissement de la vitesse d'ouverture à basse température peut être compensé par montage d'un réchauffeur AGA63.0A z09/0603 Type de protection Presse-étoupe de câble Pg11 M16 (alternative) Course Poids Fluides admissibles Pression d'entrée du fluide Température admissible du fluide Débit Précision de réglage mais toujours avec membranes verticales IP 54, avec vanne montée 2 ouvertures défonçables pour presseétoupe Pg11, écrou d'épais. max. 3 mm 2 ouvertures défonçables pour presseétoupe M16, écrou d'épais. max. 3 mm max. 18 mm (la course max. est limitée par la vanne) env g en fonction des vannes utilisées en fonction des vannes utilisées en fonction des vannes utilisées en fonction des vannes utilisées < 10 % pour «pmin» < 1 % pour «pmax» 8/12

9 Régulateur de pression de gaz Comportement de la régulation proportionelle Distance conseillée entre vanne et conduite de prise de pression de gaz min. 5 x le diamètre nominal interne de la conduite (pression de gaz) min. 6 mm Pression d'entrée comme pour la vanne Laps de temps nécessaire pour le passage de charge nominale à faible charge min. 5 s (selon la course de la vanne) Rapport de pression différentielle (gaz / air) 1:1 Pression différentielle admissible sur le régulateur pendant le fonctionnement 0, mbar Décalage parallèle de la caractéristique surplus de gaz surplus d'air Pression d'essai admissible «PG» Dépression admissible «PG» Grandeur caractéristique mbar mbar 1000 mbar 200 mbar pression différentielle de l'air de combustion 0,3 mbar Conditions ambiantes Transport Conditions climatiques Température Humidité Conditions mécaniques Fonctionnement Conditions climatiques Température Humidité Conditions mécaniques DIN EN classe 2K C < 95 % hum. rel. classe 2M2 DIN EN classe 3K C (en-dessous de 0 C : ouverture ralentie) < 95 % hum. rel. classe 3M2 La condensation, le givre et l'infiltration d'eau sont à proscrire! 9/12

10 Fonction SKP5... montée sur la vanne (représentation schématisée) 13 Légende SKP5... VG Piston 2 Pompe 3 Réservoir d'huile 4 Chambre de pression 5 Axe 6 Ressort de rappel (fermeture de la vanne) 7 Vanne de commande 8 Contact de fin de course, libre de potentiel, réglable entre % de la course 9 Vis de réglage 10 Affchage de la course 11 Vanne à boisseau sphérique (bipasse) 12 Ressort (réglage de la consigne) 13 Bloc régulateur z06/0903 Principe de fonctionnement de la régulation du SKP5... Lorsque la vanne de gaz est fermée, c'est-à-dire pendant le temps de pré-ventilation et de pré-allumage, seule la différence de pression de l'air du ventilateur agit sur le régulateur. Elle appuie sur la membrane côté air de telle sorte que la vanne à boisseau sphérique se ferme dans le bipasse du servomoteur. Le servomoteur peut donc ouvrir la vanne lorsque, au début du temps de sécurité, il reçoit l'ordre de commande du coffret de sécurité. Au moment de l'ouverture de la vanne de gaz, la pression différentielle augmente immédiatement en aval de la vanne, ainsi que sur la membrane côté gaz du régulateur. Dès que les forces qui s'exercent sur les membranes sont en équilibre, la vanne à boisseau s'ouvre dans le bipasse jusqu'à ce que le débit de retour par le bipasse soit égal au refoulement de la pompe. Le piston du servomoteur et le disque de vanne s'immobilisent dans la position atteinte. Si l'on ouvre davantage le volet d'air du brûleur ou si l'on augmente la vitesse du ventilateur alors que les besoins de chaleur croissent, le régulateur referme la vanne à boisseau du fait de l'augmentation de pression différentielle sur la membrane côté air, de sorte que le servomoteur ouvre encore plus la vanne de gaz jusqu'au rétablissement de l'équilibre sur la membrane du régulateur. Le rapport de pression différentielle gaz / air et le rapport de volume gaz / air restent ainsi constants sur toute la plage de charge. Dans la plage de faible charge, il faut souvent augmenter l'air, du fait de l'énergie de mélange moindre dans cette plage, pour que le gaz brûle de façon optimale. A cet effet, on peut décaler la caractéristique de fonctionnement du régulateur pour, par exemple, augmenter légèrement la quantité d'air dans la plage de faible charge. Ce réglage peut être effectué alors que le brûleur fonctionne. Voir également le graphique du chapitre «Indications pour l'installation». 10/12

11 Repérage des bornes V1 N ( M, P) SKP V1 SKP N ( M, P) IV IV z15/0303 avec contact de fin de course sans contact de fin de course Schéma de raccordement L R 1 4 SKP5... H IV % N I1 I2 7648d03/0303 Légende Fusibles et autres selon prescriptions locales IV Contact de fin de course libre de potentiel, réglable (nur bei Stellantrieben mit Endschalter, siehe «Typenübersicht») H Course de l'axe I1, I2 Indicateurs externes R Elément externe de commutation N L Conducteur de neutre (bleu) Phase 11/12

12 Encombrements (dimensions en mm) SKP ,7 58,2 32,5 50 Rp 1/4 Rp 1/4 Presse-étoupe Pg11 ou M16 des 2 côtés 21,5 194,1 210,2 215,7 241,2 104, m01/0203 Rp 1/ ,2 169,2 5,5 12/ Siemens Building Technologies Sous réserve de modifications