Thermorégulateurs pour fonctionnement à l’eau sous pression

Principe

Le régulateur et l’eau de circulation sont sous pression. Cette pression dépend de la température de départ. La dilatation de l’eau est compensée par le vase d'expansion / système (16). La pression au sein du régulateur et du circuit de thermorégulation augmente en raison de la dilatation thermique de l’eau. À partir d’environ 98 °C, l’eau dans le vase d'expansion commence à s’évaporer, et ce, jusqu’à atteindre la pression de vapeur saturée pour la température de départ réglée (par ex. surpression de 2,6 bar à 140 °C). Ceci signifie que la température de départ est indépendante de la pression du réseau d’eau disponible. 

Figure 1: schéma de principe du régulateur Regloplas P160M pour des températures jusqu’à 160 °C

41 - Refroidisseur
E21 - Chauffage
M10 - Pompe avec accouplement magnétique
Y2 - Électrovanne d’appoint automatique d’eau
Y6 - Électrovanne de refroidissement
Y8 - Électrovanne de décharge de pression
B8 - Sonde de température
57 - Soupape de sécurité
56.2 - Soupape de retenue
60 - Filtre du réseau d'eau
S1 - Contrôle de niveau
F5 - Thermostat de sécurité
61 - Manomètre
M2 - Pompe de remplissage
Y18 - Électrovanne d’aspiration
16 - Système avec chauffage et refroidisseur
17 - Système avec chauffage et refroidisseur
58 - By-pass
99 - Consommateur

Les appareils à eau sous pression peuvent être utilisés là où les avantages de l’eau sont également décisifs au-delà de 90 °C, par ex. avec une puissance de refroidissement élevée pour des régulateurs de faibles dimensions ou pour le moulage par injection de matières plastiques avec des températures de moule supérieures ou inférieures à 90 °C (pas de changement requis de l’eau à l’huile caloporteuse).

Si le niveau de remplissage n’est pas suffisant, le contrôle de niveau ouvre l’électrovanne et allume la pompe de remplissage. Celle-ci permet également l’appoint lorsque la pression du réseau d’eau est inférieure à la pression du système (en fonction de la température de départ) au sein du régulateur. L’eau s’écoule ainsi dans le système à travers la soupape de retenue. Outre les composants décrits à la section 2, les éléments suivants sont également présents pour des raisons de sécurité : une soupape de retenue empêche que l’eau ne revienne en arrière lorsque la pression du circuit (selon la température de départ réglée) est supérieure à la pression du réseau d’eau. La soupape de sécurité s’ouvre en cas de pression trop élevée au sein du circuit. Le manomètre indique la pression du système (pression statique). Cette pression se compose de la pression générée par la dilatation de l’eau et de la pression de vapeur saturée.

Selon l’exécution, l’électrovanne de décharge de pression s’ouvre automatiquement ou doit l’être manuellement via un bouton-poussoir (suite au refroidissement préalable du fluide caloporteur jusqu’à au moins 80 °C). Le circuit de thermorégulation est alors hors pression et le régulateur peut être séparé du consommateur en toute sécurité.

Avec un régulateur hors pression, le régulateur peut être vidangé par aspiration en-deçà de 80 °C. (Cette limite est nécessaire car le point d'ébullition de l’eau en mode aspiration est plus faible.) L’électrovanne doit en outre être ouverte afin de laisser l’air pénétrer dans le circuit de thermorégulation. Le service anti-fuite et la vidange du consommateur peuvent également être effectués par aspiration ou soufflage. Les appareils à eau sous pression avec une température de départ maximum au-delà de 140 °C sont en général dotés d’une pompe de remplissage car au-delà de ces 140 °C, un appoint via la pression du réseau d’eau disponible n’est pas toujours possible. 

Les appareils à eau sous pression permettent un refroidissement direct, c.-à-d. qu’il ne faut plus de refroidisseur séparé. Le refroidissement direct présente les inconvénients suivants:

  • Le prétraitement de l’eau avec un inhibiteur de corrosion est impossible en raison du principe du mélange de l’eau (sauf pour les centrales de refroidissement)
  • Danger d’entartrage et d’encrassement du circuit de thermorégulation
  • Mauvais comportement du réglage (grandes fluctuations de température)
  • Température de départ maximum 100 °C en raison de l’évaporation sur la sortie d’eau chaude lors du processus de refroidissement

L’avantage majeur réside dans la puissance de refroidissement nettement plus élevée, point particulièrement avantageux avec de faibles températures de consommateur (par ex. 30 °C).

Avantages

  • Les bonnes propriétés de transmission de chaleur de l’eau peuvent également être exploitées au-delà de 90 °C jusqu’à environ 160 °C
  • Grande puissance de refroidissement pour des régulateurs de petites dimensions