Comment choisir les vannes à bille motorisées normalement ouvertes et normalement fermées
Les vannes à boisseau sphérique motorisées sont des équipements essentiels dans de nombreuses applications. La plupart des électrovannes sont alimentées en continu lorsqu'elles sont dans une nouvelle position, tandis que les vannes à boisseau sphérique motorisées ne consomment de l'énergie que lors du passage de l'ouverture à la fermeture, ou inversement. Grâce à leur rapidité d'ouverture et de fermeture, leur bonne étanchéité et leur facilité d'utilisation, les vannes à boisseau sphérique motorisées sont largement utilisées dans divers systèmes industriels, le traitement de l'eau, le CVC et même les systèmes d'alimentation en eau domestiques. Lors du choix d'une vanne à boisseau sphérique électrique, l'une des décisions les plus importantes consiste à choisir entre un modèle normalement ouvert (NO) et un modèle normalement fermé (NF). Ce choix a un impact direct sur la sécurité, la stabilité et l'efficacité énergétique de l'ensemble du système. Nous détaillerons ci-dessous les critères de sélection, de la définition aux considérations essentielles en passant par des scénarios d'application pratiques.
1. Tout d'abord, clarifions les définitions : que sont les vannes à boisseau sphérique motorisées normalement ouvertes et normalement fermées ?
Avant de faire votre choix, il est essentiel de comprendre la différence fondamentale entre les deux types, qui dépend de l'état du noyau de la vanne lorsque l'alimentation électrique est coupée (hors manœuvre manuelle). L'image suivante illustre les principales caractéristiques des vannes à boisseau sphérique électriques NO et NF :
Normalement ouvert (NO) : lorsque l'alimentation électrique est coupée, la vanne reste complètement ouverte. Ce n'est qu'à la réception d'un signal électrique (mise sous tension) que la vanne actionne le noyau pour se fermer et bloquer le passage du fluide. Après une nouvelle coupure de courant, elle revient automatiquement à l'état ouvert grâce à un ressort ou un autre mécanisme de réarmement.
Normalement fermé (NF) : en revanche, lorsque l'alimentation électrique est coupée, la vanne est complètement fermée. Il faut un signal électrique (mise sous tension) pour que le noyau tourne et s'ouvre, permettant ainsi la circulation du fluide. En cas de coupure de courant, il se ferme automatiquement pour bloquer le fluide.
2. Critères de sélection du noyau : à partir des exigences de sécurité et de fonctionnement du système
Le choix entre les types normalement ouverts et normalement fermés n'est pas arbitraire ; il repose sur les exigences du système en cas de défaut et sur la logique de fonctionnement quotidienne. Les quatre facteurs clés suivants doivent être pris en compte :
Facteur 1 : Priorité à l'état de sécurité après une coupure de courant
Il s'agit du critère le plus important. En cas de coupure de courant inattendue (un défaut fréquent du système), l'état de la vanne doit garantir que le système ne provoque aucun accident (fuite, surpression ou dommage matériel).
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Choisir Normalement Ouvert (NO) : Après une coupure de courant, le fluide doit continuer à circuler pour éviter tout danger. Par exemple :
- Systèmes d'eau de refroidissement dans les équipements industriels : En cas de coupure de courant, l'eau de refroidissement doit continuer à circuler pour éviter la surchauffe et les dommages aux équipements. Dans ce cas, une vanne à bille électrique normalement ouverte doit être utilisée pour garantir que le circuit d'eau de refroidissement reste dégagé après une coupure de courant. Conduites de ventilation des réservoirs de stockage de produits chimiques : après une coupure de courant, la vanne de ventilation doit rester ouverte afin d'éviter une surpression à l'intérieur du réservoir due à l'accumulation de gaz volatils, ce qui pourrait provoquer une explosion. Choisir un modèle normalement fermé (NF) : après une coupure de courant, le fluide doit cesser de circuler afin de prévenir tout risque. Par exemple : Conduites d'alimentation en gaz dans les habitations ou les usines : en cas de coupure de courant, la vanne de gaz doit être immédiatement fermée afin d'éviter les fuites de gaz et de prévenir les risques d'incendie ou d'explosion. Une vanne à boisseau sphérique électrique normalement fermée est le meilleur choix ici.
- Conduites de distribution de réactifs chimiques : En cas de coupure de courant pendant la distribution de réactifs toxiques ou corrosifs, la vanne doit être fermée rapidement afin d'éviter toute fuite de réactif et les risques de pollution environnementale ou de blessures.
Facteur 2 : Adéquation à la fréquence de fonctionnement quotidienne
Le type de vanne doit également être adapté à la fréquence de fonctionnement quotidienne du système (marche/arrêt) afin de réduire la consommation d'énergie et d'allonger la durée de vie de la vanne.
- Normalement ouvert (NO) est plus approprié : Si le système nécessite une circulation continue du fluide pendant son fonctionnement quotidien et que la fermeture n'est qu'une opération temporaire (par exemple, pour la maintenance ou le réglage ponctuel). Par exemple, la conduite d'eau principale d'un quartier résidentiel : elle doit fournir de l'eau 24 h/24 et la vanne n'est fermée que pour la maintenance. Choisir un modèle normalement ouvert permet d'éviter une consommation d'énergie excessive (puisqu'il n'est alimenté que lors de la fermeture).
Un modèle normalement fermé (NF) est plus adapté : si le système ne nécessite qu'un débit ponctuel et reste fermé la plupart du temps. Par exemple, la vanne d'arrivée d'eau d'un chauffe-eau domestique : elle n'a besoin d'être ouverte que lors du remplissage du chauffe-eau et reste fermée le reste du temps. Choisir un modèle normalement fermé permet d'éviter les coupures de courant fréquentes nécessaires au maintien de l'état ouvert, et ainsi de réaliser des économies d'énergie.
Facteur 3 : Compatibilité avec la logique de commande du système
Le type de vanne doit être compatible avec la logique de sortie du signal du système de commande afin de garantir le bon fonctionnement de la vanne (par exemple, la commande automatique par un automate programmable ou un système de télécommande).
Par exemple, dans un système d'irrigation intelligent : le système est programmé pour « arroser à 8 h tous les jours » et « arrêter l'arrosage après 1 heure ». Si la conduite d'irrigation est fermée la plupart du temps, une vanne à boisseau sphérique électrique normalement fermée est plus adaptée. Lorsque le système envoie un « signal d'arrosage » (mise sous tension), la vanne s'ouvre ; après 1 heure, le signal est coupé (coupure de courant) et la vanne se ferme automatiquement. Si une vanne normalement ouverte est utilisée, le système devra continuer à envoyer un « signal de fermeture » (alimentation électrique continue) pendant les périodes sans irrigation, ce qui augmente la consommation d'énergie et peut entraîner une panne de la vanne due à une alimentation prolongée.
Facteur 4 : Propriétés du fluide
Les propriétés physiques et chimiques du fluide (telles que sa viscosité, sa corrosivité et sa tendance à se solidifier) influencent également le choix de la vanne.
- Pour les fluides qui se solidifient facilement (comme l'asphalte fondu ou la paraffine) : si la vanne reste fermée longtemps, le fluide peut se solidifier dans le noyau de la vanne, la bloquant et l'empêchant de s'ouvrir. Dans ce cas, si le système le permet, il est préférable d'utiliser une vanne à boisseau sphérique électrique normalement ouverte afin de maintenir la circulation du fluide pendant une période prolongée et d'éviter sa solidification. Pour les fluides hautement corrosifs (tels que les acides et les bases forts) : si la vanne reste ouverte pendant une période prolongée, le joint d'étanchéité risque d'être corrodé par le fluide, ce qui réduit son étanchéité. Si le système ne doit être ouvert qu'occasionnellement, un modèle normalement fermé peut être choisi afin de minimiser le temps de contact entre le joint d'étanchéité et le fluide corrosif. En conclusion, le choix des vannes à boisseau sphérique électriques normalement ouvertes ou normalement fermées est une décision étroitement liée à la sécurité et à l'efficacité du système. Seule une prise en compte exhaustive des exigences de gestion des pannes du système, des habitudes d'utilisation quotidiennes et des caractéristiques du fluide permettra de choisir le type de vanne le plus adapté et de garantir le fonctionnement stable de l'ensemble du système.