Sommaire de la page
- Comment calculer le Kv d'une vanne et son autorité ?
- Formules du Kv et de l'autorité de vanne
- Perte de charge d'une vanne de Kvs 10 selon le débit d'eau
- Autorité de la vanne selon son Kvs, pour 8 m³/h et un…
- Calculateur Kv, Kvs, Cv et autorité de vanne
- Explications détaillées et calcul dans Mecaflux
- Autorité des vannes: calcul Kv Kvs Cv
- tester l' autorité d'une vanne avec Mecaflux standard
- Questions fréquentes
Comment calculer le Kv d'une vanne et son autorité ?
Le Kv d'une vanne est le débit d'eau, en m³/h, qui la traverse sous une perte de charge de 1 bar à une ouverture donnée ; le Kvs est le Kv à pleine ouverture, et le Cv son équivalent anglo-saxon (gallons US par minute sous 1 psi), avec Cv = 1,156 Kv. La relation de définition, Q = Kv × √(ΔP / d) (Q en m³/h, ΔP en bar, d densité du liquide par rapport à l'eau), donne l'une des trois grandeurs à partir des deux autres. L'autorité de la vanne, a = ΔPvanne ouverte / (ΔPvanne ouverte + ΔPtronçon régulé), mesure sa capacité à régler le débit : on vise 0,5. Exemple : une vanne de Kvs 10 traversée par 8 m³/h d'eau perd ΔP = (8/10)² = 0,64 bar ; si le tronçon qu'elle régule perd 0,5 bar à ce débit, son autorité vaut 0,64 / (0,64 + 0,5) = 0,56, ce qui convient. Le calculateur ci-dessous donne le Kv, le débit ou la perte de charge manquants, le coefficient ζ équivalent, l'autorité et le Kvs idéal parmi les valeurs normalisées.
Formules du Kv et de l'autorité de vanne
- Q : débit traversant la vanne, en m³/h ; ΔP : perte de charge de la vanne, en bar ; d : densité du liquide par rapport à l'eau (masse volumique / 1 000)
- Kv : coefficient de débit à l'ouverture considérée, en m³/h ; Kvs : Kv à pleine ouverture, valeur de catalogue, à utiliser pour l'autorité ; Cv : même coefficient en unités anglo-saxonnes
- a : autorité de la vanne, sans unité, rapport de sa perte de charge grande ouverte ΔPv à la perte de charge totale du tronçon régulé (vanne comprise) au même débit ; cible 0,5, acceptable de 0,3 à 0,7
- ζ : coefficient de perte de charge singulière équivalent, pour DN le diamètre nominal en mm, utilisable dans un bilan de pertes de charge classique (ΔH = ζ V²/2g)
Perte de charge d'une vanne de Kvs 10 selon le débit d'eau
| Débit Q | ΔP de la vanne grande ouverte | Perte en mètres d'eau |
|---|---|---|
| 2 m³/h | 0,04 bar | 0,41 m |
| 4 m³/h | 0,16 bar | 1,63 m |
| 6 m³/h | 0,36 bar | 3,67 m |
| 8 m³/h | 0,64 bar | 6,53 m |
| 10 m³/h | 1,00 bar | 10,2 m |
| 12 m³/h | 1,44 bar | 14,7 m |
| 15 m³/h | 2,25 bar | 22,9 m |
Autorité de la vanne selon son Kvs, pour 8 m³/h et un tronçon régulé qui perd 0,5 bar
| Kvs de la vanne | ΔP vanne grande ouverte | Autorité a | Appréciation |
|---|---|---|---|
| 6,3 m³/h | 1,61 bar | 0,76 | très précise mais perte de charge et coût de pompage excessifs |
| 8 m³/h | 1,00 bar | 0,67 | précise, perte de charge élevée |
| 10 m³/h | 0,64 bar | 0,56 | bon choix |
| 12,5 m³/h | 0,41 bar | 0,45 | acceptable |
| 16 m³/h | 0,25 bar | 0,33 | réglage peu précis |
| 20 m³/h | 0,16 bar | 0,24 | vanne surdimensionnée |
| 25 m³/h | 0,10 bar | 0,17 | la vanne ne régule presque plus |
Explications détaillées et calcul dans Mecaflux
Autorité des vannes: calcul Kv Kvs Cv
Pour réguler le débit d'un tronçon de manière à équilibrer des branches de réseaux en parallèles, ou contrôler le débit d'une pompe surdimensionnée, nous utilisons une vanne. Comment choisir une vanne en fonction de son autorité?
La vanne doit régler le débit de manière régulière et ne pas créer trop de perte de charge afin d' éviter les coûts d'énergie de pompage. Si elle est trop grande elle ne génerera pratiquement pas de perte de charge et de coût de pompage mais elle sera peu précise au niveau du réglage du débit. Si elle est trop petite elle sera très précise mais la reduction de diametre génerera une perte de charge, meme si la vanne est grande ouverte.
Le bon compromis est atteint lorsque la perte de charge de la vanne est égale à celle du tronçon qu 'elle doit réguler.
Cette capacité à réguler le tronçon dont on veut faire varier le débit est nommé l' autorité de la vanne. Cette autorité des vannes se calcule: Autorité = perte de charge vanne grande ouverte / (perte de charge vanne grande ouverte+perte charge tronçon à réguler(débit vanne grande ouverte))
l'autorité de la vanne doit être de 0.5 pour être satisfaisante. Ce qui revient à dire que la perte de charge de la vanne grande ouverte doit être égale à celle du tronçon qu 'elle doit réguler.
tester l' autorité d'une vanne avec Mecaflux standard
Pour tester l' autorité d'une vanne, calculez sa perte de charge grande ouverte et comparez la à celle du tronçon dont elle doit faire varier le débit.
- Le KV est le debit qui genere une perte de charge de 1 Bar a un degrés d"ouverture donné.
- Le KVS est le debit qui genere une perte de charge de 1 Bar lorsque l'ouverture de la vanne est maximum.
Outil de conversion de kV Kvs et cv de vanne dans mecaflux.
Cet outil permet de tester l' autorité d'une vanne pour un tronçon dont vous avez calculé la perte de charge ou bien d'etablir le KV ou KVS ou CV d'une vanne d'apres sa perte de charge...Il est accessible par le menu outil du logiciel .
Questions fréquentes
Quelle différence entre Kv, Kvs et Cv ?
Le Kv varie avec l'ouverture de la vanne : à chaque position du volant ou de l'actionneur correspond un Kv, et la courbe Kv/Kvs en fonction de la course est la caractéristique de la vanne (linéaire, égal pourcentage, tout ou rien). Le Kvs est la valeur maximale, vanne grande ouverte, celle des catalogues et celle qui sert au dimensionnement et à l'autorité. Le Cv est la même grandeur en unités américaines, en gallons par minute sous 1 psi : Cv = 1,156 Kv, soit Kv = 0,865 Cv. Les trois s'appliquent aux liquides en écoulement turbulent.
Que se passe-t-il si l'autorité est trop faible ou trop forte ?
Avec une autorité faible (vanne trop grosse), la perte de charge de la vanne est négligeable devant celle du réseau : les premiers pour cent de fermeture ne changent presque rien au débit, puis tout se joue sur la fin de course, la régulation pompe et le confort en pâtit. Avec une autorité forte (vanne trop petite), le réglage est très progressif mais la vanne consomme en permanence une pression que la pompe doit fournir, donc de l'énergie, même grande ouverte. Le compromis 0,5, où la vanne grande ouverte perd autant que le tronçon qu'elle régule, est la règle de l'art en chauffage et en climatisation.
La formule du Kv est-elle valable pour un gaz ou la vapeur ?
Non : Q = Kv √(ΔP/d) suppose un liquide incompressible en régime turbulent, sans cavitation ni vaporisation dans la vanne. Pour l'air, un gaz ou la vapeur, les constructeurs donnent des formules de Kv qui font intervenir la pression absolue amont, la température et la masse volumique aux conditions normales, avec un régime d'écoulement bloqué (sonique) quand la pression aval tombe sous la moitié de la pression amont. Pour un liquide proche de son point d'ébullition, il faut aussi vérifier le risque de cavitation dans la vanne, où la pression chute fortement au passage du siège.
Comment choisir et vérifier les vannes de régulation de mon réseau ?
Mecaflux Standard intègre l'outil de conversion Kv, Kvs et Cv et calcule la perte de charge de chaque vanne grande ouverte, à comparer à celle du tronçon régulé pour obtenir l'autorité. Pour un réseau ramifié avec ses vannes d'équilibrage, Mecaflux Pro3D, en licence autonome, modélise les vannes et les ramifications en 3D et équilibre les branches. Mecaflux réalise aussi l'étude de votre projet et vous remet la note de calcul, ou vous propose une formation sur le logiciel appliquée à votre propre réseau.