Brochure technique Détendeur électrique AKV 20 et AKVA 20 ADAP-KOOL RC.1J.12.04 RC.1J.13.04 05-1998
Introduction Le détendeur AKV 20 / AKVA 20 à commande électrique est destiné aux refroidisseurs d eau. L'AKV 20 convient à tous les réfrigérants HFC et HCFC. L AKVA 20 convient également à l ammoniac. Avec leur 5 tailles d orifices, ces détendeurs couvrent une plage de capacité allant de 100 kw à 630 kw (R 22) et de 500 kw à 3150 kw (R 717). Chaque taille est désignée par un numéro faisant partie de la désignation de type. Par exemple, le détendeur de la taille 3 est désigné AKV 20-3. L appareil fait fonction de détendeur et d électrovanne. Il est livré assemblé avec brides. La bobine se commande séparément. Utilisation L AKV 20 / AKVA 20 s utilise pour : groupes refroidisseurs d eau avec évaporateur de chaudière tubulaire échangeur de chaleur à plaques, noyé régulateur de niveau pour séparateur de pompe, etc. Evaporateur de chaudière tubulaire Echangeur de chaleur à plaques, noyé Avantages obtenus Fonctions de détendeur et d électrovanne intégrées Grande plage de régulation (de 10 à 100% de la capacité spécifiée) Régulation simple avec signal tout/rien Réaction rapide Aucune hystérésis 2 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20
Fonctionnement 1. Entree 2. Sortie 3. Orifice 4. Siège de vanne 5. Filtre 6. Orifice pilote 7. Vanne pilote 8. Bobine 9. Fiche AMP 10. Capuchon La capacité du détendeur est régulée par modulation de largeur d impulsion. Le régulateur doit en 6 secondes amener et couper un signal de tension à la bobine pour ouvrir et fermer la vanne au débit de réfrigérant. La capacité instantanée est fonction du rapport entre le temps d ouverture et le temps de fermeture ; si le besoin en capacité est grand, le détendeur est ouvert presque toute la période de 6 secondes ; s il est petit, il est ouvert pour une fraction minime de la période. L appel de froid est commandé par le régulateur. Si aucune production de froid n est requise, le détendeur est fermé et fait fonction d électrovanne. Capacités nominales AKV 20-n 1 kw = 0,284 tonnes (TR) 1 kw = 860 kcal/h Kv R 22 m3/ h kw TR AKV 20-1 1, 0 100 28 AKV 20-2 1, 6 160 45 AKV 20-3 2, 5 250 71 AKV 20-4 4, 0 400 113 AKV 20-5 6, 3 630 180 Ces capacités nominales sont valables pour : T e = +5 C T c = +32 C T l = +28 C AKVA 20-n Kv R 717 m3/ h kw TR AKVA 20-1 1, 0 500 140 AKVA 20-2 1, 6 800 230 AKVA 20-3 2, 5 1250 350 AKVA 20-4 4, 0 2000 570 AKVA 20-5 6, 3 3150 890 NB! Les valeurs indiquées sont valables pour la vanne ouverte à 100%. Ne pas oublier de tenir compte de la capacité nécessaire au processus de refroidissement. Voir sous «Dimensionnement». AKV 20 / AKVA 20 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 3
Caractéristiques techniques Bobine T olérance tension de bobine +10/-15% Puissance absorbée 24 V c.a. ou 230 V c.c. (voir Alimentée par un AKC page 10) 24 V c.a.: 40 VA, 230 V c.c.: 18 W. Pendant l'enclenchement: 55 VA P rincipe Modulation de largeur d'impulsion (PWM) Période Capacité nominale Plage de régulation Raccords Température de fluide Température ambiante Fuite au-dessus la vanne Point MOPD du siège de Pression de service max. Pression d'essai Poids (Sans bobine) Etanchéité Minimum 3 secondes 100 à 630 kw (R 22), 5 tailles d'orifices 500 à 3150 kw (R 717), 5 tailles d'orifices 10 à 100% de la gamme de capacités Braser / souder -40 à +60 C -40 à +50 C < 0,02% de la valeur Kv 18 bar 28 bar 31 bar Braser: 4,3 kg Souder: 4,1 kg Fonction du type de bobine Max. IP 67 selon IEC 529 Homologations DEMKO, SETI, SEV, UL et CSA. 4 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20
Dimensionnement Pour obtenir le fonctionnement correct du détendeur quelle que soit la charge de l installation, il faut tenir compte de différents paramètres lors du dimensionnement. Considérer ces paramètres dans l ordre indiqué : 1) capacité de l évaporateur 2) perte de charge dans le détendeur 3) correction pour sous-refroidissement 4) correction pour température d évaporation, T e 5) définition de la taille du détendeur 6) dimensionnement de la conduite de liquide 1) Capacité de l évaporateur Chercher la capacité de l évaporateur dans les spécifications fournies par le constructeur. 2) Perte de charge dans le détendeur La perte de charge dans le détendeur ayant une influence directe sur la capacité, il y a tout lieu de tenir compte de ce paramètre. Cette valeur se calcule normalement en prenant la pression de condensation pour en déduire la pression d évaporation et les autres pertes de charge dans la conduite de liquide, le distributeur, l évaporateur, etc. L équation applicable est la suivante : p dét = p c - (p e + p1 + p3 + p4) dans laquelle les grandeurs ont la signification que voici : p dét p c p e p1 p3 p4 perte de charge dans le détendeur pression de condensation pression d'évaporation perte de charge dans la conduite de liquide perte de charge dans le système distributeur perte de charge dans l'évaporateur Nota! Etant donné que le détendeur utilise la modulation de largeur d impulsion, il faut calculer la perte de charge dans la conduite de liquide et le distributeur en fonction de la capacité maximale du détendeur (à détendeur ouvert, il y a toujours débit maximal). La valeur résultante «perte de charge dans le détendeur» est utilisée à nouveau dans la section «Définition de la taille du détendeur» ci-après. Exemple de calcul de la perte de charge dans le détendeur : Réfrigérant : R 22 Température de condensation: +35 C (p c = 13,5 bar) Température d'évaporation: -30 C (p e = 1,6 bar) p1 = 0,2 bar p3 = 0,8 bar p4 = 0,1 bar AKV 20 / AKVA 20 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 5
Ce qui donne l'équation suivante : p dét = p c - (p e + p1 + p3 + p4) = 13,5 - (1,6 + 0,2 + 0,8 + 0,1) = 10,8 bar 3) Correction pour sous-refroidissement Il y a lieu de corriger la capacité d évaporation si le sous-refroidissement diffère de 4 K ; utiliser alors le facteur de correction qui convient selon ce tableau: Sous-refroidissement, K 4 10 15 20 25 30 35 40 45 Facteur pour R 22, R 134a, R 404A, R407C et R 717 1,0 0,91 0,87 0,80 0,77 0,74 0,71 0,69 0,67 On obtient la capacité corrigée en multipliant la capacité d évaporation avec le facteur de correction. Capacité corrigée = capacité d évaporation x facteur de correction. La valeur résultante «capacité corrigée» est utilisée à nouveau dans la section «Définition de la taille du détendeur» ci-après. Nota! Un sous-refroidissement trop faible peut provoquer du flashgaz. Exemple de correction du sous-refroidissement : réfrigérant : R 22 capacité d'évaporation, Q e : 200 kw sous-refroidissement : 10 K facteur de correction relevé du tableau = 0,91 Capacité corrigée = 200 x 0,91 = 182 kw. 4) Correction pour température d évaporation (T e ) Il est important de tenir compte de l application prévue si l on veut installer un détendeur correctement dimensionné : Selon l application, il faut assurer au détendeur une surcapacité pour qu il puisse couvrir le besoin en froid supplémentaire par exemple en cycle de préréfrigération. L ouverture du détendeur est donc comprise entre 50 et 75% en conditions normales, ce qui assure une latitude suffisante pour absorber les variations de charge par rapport au point de travail normal. Voici les facteurs de correction en fonction de la température d évaporation : Température d'évaporation, C 5-20 -30-40 Facteur de correction 1 1, 2 1, 3 1, 4 On obtient la capacité corrigée en multipliant la capacité d évaporation avec le facteur de correction. Capacité corrigée = capacité d évaporation x facteur de correction. La valeur résultante «capacité corrigée» est utilisée à nouveau dans la section «Définition de la taille du détendeur» ci-après. 6 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20
5) Définition de la taille du détendeur Avant de pouvoir définir la taille de vanne qui puisse assurer la capacité nécessaire, il faut noter que les capacités spécifiées page 3 sont les capacités nominales du détendeur pour une ouverture de 100%. Nous donnons ci-dessous quelques conseils pour définir la taille du détendeur. Trois paramètres déterminent la taille de détendeur convenable : la perte de charge dans le détendeur la capacité corrigée (pour sous-refroidissement) la capacité corrigée pour rempérature d'évaporation Ces trois paramètres sont décrits sous «Dimensionnement». Une fois les paramètres déterminés, procéder au choix du détendeur : - Multiplier d abord la «capacité corrigée» avec la valeur relevée du tableau en bas de la page 6. - Utiliser ensemble la valeur résultante et la valeur de la perte de charge. - Sur cette base, choisir la taille du détendeur selon la table des capacités. R 22 Gamme -40 C +30 C Capacités en kw Perte de charge dans le détendeur p bar 2 4 6 8 10 12 14 16 60 82 97 106 113 117 119 121 AKV 20-1 96 131 155 170 181 187 190 194 AKV 20-2 154 210 248 271 289 300 305 310 AKV 20-3 246 336 397 434 463 479 487 496 AKV 20-4 393 537 636 695 741 767 780 793 AKV 20-5 R 134a Gamme -40 C +30 C Capacités en kw Perte de charge dans le détendeur p bar 2 4 6 8 10 12 14 16 56 72 82 86 89 90 90 90 AKV 20-1 90 115 131 138 142 144 144 144 AKV 20-2 144 184 209 221 227 230 230 230 AKV 20-3 231 295 334 354 364 369 369 369 AKV 20-4 370 472 535 566 582 590 590 590 AKV 20-5 R 404A Gamme -40 C +30 C Capacités en kw Perte de charge dans le détendeur p bar 2 4 6 8 10 12 14 16 46 62 72 77 80 81 80 80 AKV 20-1 74 98 115 123 128 129 128 128 AKV 20-2 118 157 184 197 205 207 204 204 AKV 20-3 189 252 294 316 329 331 327 327 AKV 20-4 303 403 470 505 526 529 523 523 AKV 20-5 AKV 20 / AKVA 20 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 7
R 407C Gamme -40 C +30 C Capacités en kw Perte de charge dans le détendeur p bar 2 4 6 8 10 12 14 16 64 87 102 112 118 122 123 123 AKV 20-1 103 139 163 180 188 195 196 197 AKV 20-2 164 223 261 288 301 312 314 316 AKV 20-3 263 356 417 460 481 498 502 506 AKV 20-4 421 570 667 737 770 797 803 809 AKV 20-5 R 717 Gamme -40 C +30 C Capacités en kw Perte de charge dans le détendeur p bar 2 4 6 8 10 12 14 16 300 410 485 530 565 585 595 605 AKVA 20-1 480 656 776 848 904 936 952 968 AKVA 20-2 768 1050 1242 1357 1446 1498 1523 1549 AKVA 20-3 1229 1679 1987 2171 2314 2396 2437 2478 AKVA 20-4 1966 2687 3178 3473 3703 3834 3899 3965 AKVA 20-5 Exemple de sélection du détendeur : Reprenons nos deux exemples des pages 5 et 6 qui nous donnent ces deux valeurs : p dét = 10,8 bar Q e corr. = 182 kw Le détendeur doit fonctionner dans un refroidisseur à saumure dont la température d évaporation se situe à -30 C. Par conséquent, choisir 1,3 comme «facteur de correction pour la température d évaporation». La capacité théorique est alors 1,3 x 182 kw = 237 kw. Choisir ensuite une taille de détendeur selon la table des capacités. Avec les valeurs données pour la perte de charge p dét = 10,8 bar et la capacité théorique 237 kw, on doit choisir le détendeur AKV 20-3. Ce détendeur assurera une capacité de 293 kw environ. 8 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20
6) Dimensionnement de la conduite de liquide Pour obtenir l alimentation correcte du détendeur AKV, la conduite de liquide doit être dimensionnée correctement. La vitesse d écoulement ne doit pas dépasser 1 (1,5) m/s. Cette valeur est à respecter pour éviter les problèmes de chute de pression (manque de sousrefroidissement) et de pulsations dans la conduite de liquide. Dimensionner la conduite de liquide en fonction de la capacité fournie par le détendeur pour la perte de pression en fonctionnement (voir la table des capacités) et non pas en fonction du rendement de l évaporateur. R 22 R 134a R 404A R 407C Exemple R 717 AKV 20 / AKVA 20 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 9
Exemple : Pour le détendeur déjà choisi (AKV 20-3), il faut dimensionner la conduite de liquide en fonction d une valeur de 10,8 bar. Choisir dans le barème une conduite de 1 1/2". Numéros de code Détendeur sans bobine Entree/Sortie ODF à braser (prolongateurs) in. Tubulure à souder m m in. Numéros de code AKV 20-1 AKV 20-2 1 3/8-1 3/8 35-35 042H2020 1 1/4-1 1/4 042H2021 1 3/8-1 3/8 35-35 042H2022 1 1/4-1 1/4 042H2023 1 5/8-1 5/8 042H2024 AKV 20-3 42-42 042H2025 1 1/4-1 1/4 042H2026 AKV 20-4 AKV 20-5 2 1/8-2 1/8 54-54 042H2027 1 1/2-1 1/2 042H2028 2 1/8-2 1/8 54-54 042H2029 2-2 042H2030 AKVA 20-1 1 1/4-1 1/ 4 042H2101 AKVA 20-2 1 1/4-1 1/ 4 042H2102 AKVA 20-3 1 1/4-1 1/ 4 042H2103 AKVA 20-4 1 1/2-1 1/ 2 042H2104 AKVA 20-5 2-2 042H2105 ODF= diamètre intérieur Bobine avec boîte à bornes Tension Nº de code 24 V c.a., 50 Hz 018Z6901 24 V c.a., 60 Hz 018Z6902 230 V c.c. 018Z6781 10 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20
Pièces de rechange Piston AKV 20-0,6/ AKVA 20-0,6 AKV 20-1/ AKVA 20-1 AKV 20-2/ AKVA 20-2 AKV 20-3/ AKVA 20-3 AKV 20-4/ AKVA 20-4 AKV 20-5/ AKVA 20-5 Nº de code 042H2039 042H2040 042H2041 042H2042 042H2043 042H2044 Colisage Piston assemblé Baque toriques Capuchon Nota! La capacité est fonction du marquage et orifice principal. Jeu d orifice AKV 20/ AKVA 20-0,6, 1, 2, 3 AKV 20/ AKVA 20-4, 5 Nº de code 068F5270 068F5271 Colisage Orifice principal 8 mm Orifice pilote 1,2 mm 2 joints Al Baque torique Orifice principal 14 mm Orifice pilote 2,4 mm 2 joints Al Baque torique Parties supérieures AKV 20/ AKVA 20 Nº de code 068F5045 Colisage Induite ass. Cheminée d'enduit Joint Al Joints pour partie supérieure Nº de code AKV 20 068F0549 AKVA 20 068F0548 Colisage 25 joints Kit de joints AKV 20/ AKVA 20 Nº de code 042H0160 Colisage 3 Bague toriques 2 Joints Al 3 Joints AKV 20 / AKVA 20 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 11
Dimensions Braser R accord Longueur (l) 1 3/8" Souder R accord Longueur (l) 1 1/4" 180 mm 1 5/8" 1 1/2" 200 mm 2 1/8" 2" 230 mm 281 mm 35 mm 42 mm 54 mm Danfoss n'assume aucune responsabilité quant aux erreurs qui se seraient glissées dans les catalogues, brochures ou autres documentations écrites. Dans un souci constant d'amélioration, Danfoss se réserve le droit d'apporter sans préavis toutes modfications à ses produits, y compris ceux se trouvant déjà en commande, sous réserve, toutefois, que ces modifications n'affectent pas les caractéristiques déjà arrêtées en accord avec le client. AC-RDT 12 Brochure technique RC.1J.13.04 Danfoss 05/98 AKV 20 / AKVA 20