Une électrovanne est un dispositif électromécanique d’un circuit hydraulique, qui utilise un courant électrique pour générer un champ magnétique et actionner ainsi un solénoïde qui contrôle l’ouverture du flux de fluide dans une vanne.
Il ne faut pas confondre une électrovanne avec une vanne électrocommandée. Une vanne électrocommandée dispose d’un système d’actionnement électrique qui peut être dissocié du corps de la vanne. En revanche, une électrovanne est constituée d’un seul bloc et il est impossible de dissocier le système d’actionnement du corps de l’électrovanne. Une électrovanne est généralement plus compacte qu’une vanne.
Pour bien choisir votre électrovanne, vous devez impérativement savoir avec quel type de fluide elle doit être utilisée. En règle générale, les électrovannes sont prévues pour fonctionner avec des fluides sans particules solides tels que l’eau, l’huile, les dérivés du pétrole, la vapeur, l’air comprimé ou les fluides caloporteurs. Cette information importante vous permet de définir les matériaux qui composeront votre électrovanne. La plupart des électrovannes sont fabriquées en laiton (idéal pour l’eau, le fioul, l’air ou le gaz inerte), en inox (pour les liquides ou gaz corrosifs, liquides alimentaires) ou en plastique (principalement dans le domaine alimentaire, chimique).
Pour éviter tout risque de dysfonctionnement lié à la présence de particules solides, aussi appelées impuretés, nous vous conseillons de prévoir un filtre en amont de l’électrovanne.
Les électrovannes peuvent être à 2 voies ou multivoies. Elles sont généralement définies par deux chiffres, l’un détermine le nombre de voies et l’autre le nombre de positions. Par exemple, une électrovanne 3/2 est une électrovanne à 3 voies et à 2 positions.
La plupart des électrovannes fonctionnent en tout ou rien (ouvert ou fermé), mais certaines peuvent être conçues pour fonctionner de façon proportionnelle au courant ou à la tension d’alimentation.
Une électrovanne normalement fermée s’ouvre lorsqu’elle est alimentée électriquement.
Une électrovanne normalement ouverte se ferme lorsqu’elle est alimentée électriquement.
Si nécessaire, vous pouvez aussi vous orienter vers une électrovanne bistable dont le clapet garde sa position, même en cas de coupure d’alimentation. Le principal intérêt de ces électrovannes est qu’elles ne nécessitent qu’une très faible consommation d’énergie.
Les électrovannes sont généralement sensibles à l’humidité. Vous devez vérifier les conditions extérieures pour choisir une électrovanne avec un indice de protection (IP) suffisant par rapport à l’environnement prévu. Vous pouvez aussi choisir un indice de protection moins élevé et déporter l’électrovanne pour l’installer dans une zone moins humide.
Les électrovannes sont aussi définies par un diamètre nominal (DN) car elles s’intègrent directement dans un circuit. Les diamètres de raccordement et des tuyaux sont spécifiés par des normes en fonction du pays ou de la zone géographique où elles doivent être utilisées et en fonction des fluides qui doivent y circuler.
Les électrovannes peuvent être aussi soumises à d’autres normes, par exemple les normes qui régissent le matériel installé en zone ATEX (Atmosphère Explosive), notamment pour les industries énergétiques.
Électrovanne à commande directe ou électrovanne à commande assistée ?
Électrovanne à commande assistée de la société Airwork
Une électrovanne à commande assistée exploite la différence de pression entre le fluide en amont et celui en aval pour s’ouvrir et se fermer. Elle ne peut donc être utilisée que dans un seul sens. La bobine sert dans ce cas à donner le signal d’ouverture ou de fermeture, elle n’a pas besoin d’une forte puissance électrique. En revanche, ce type d’électrovanne est plutôt utilisé pour des applications à haut débit, pour s’assurer que la différence de pression entre l’entrée et la sortie de l’électrovanne est suffisante pour l’actionner.
Une électrovanne à commande directe n’a pas besoin de différence de pression pour fonctionner car la bobine agit directement sur la membrane ou le clapet, mais elle peut nécessiter une puissance électrique importante. Ce type d’électrovanne est plutôt utilisé pour des débits faibles, avec une pression qui peut varier de 0 bar jusqu’à la pression maximale du circuit.
Dans quel cas utiliser une électrovanne ?
Une électrovanne est nécessaire si vous avez besoin de contrôler l’écoulement d’un liquide ou d’un gaz, que ce soit en régulation ou en tout ou rien. En d’autres termes, vous pouvez utiliser une électrovanne par exemple pour ouvrir ou fermer un circuit, pour effectuer des dosages de produits, pour mélanger des gaz ou des liquides, etc.
Les applications sont variées, allant du pilotage de vannes de process standard tout ou rien au pilotage de vannes spécifiques telles que les systèmes de protection contre les surpressions et les vannes d’arrêt d’urgence, en passant par le contrôle des fluides dans des applications telles que les vannes d’un réseau incendie. L’un des avantages des électrovannes par rapport aux vannes classiques est que leur principe de fonctionnement permet un temps de réponse très rapide. De ce fait, on les retrouve notamment dans les applications suivantes :
– Dans les compresseurs : en phase de démarrage, l’électrovanne est utilisée pour décharger le compresseur afin de réduire le couple sur le moteur.
– Dans l’agriculture : dans les systèmes d’irrigation, le faible temps de réponse des électrovannes permet de générer des économies importantes en eau.
– Dans certains cas particuliers, par exemple pour les presses industrielles où une défaillance de l’électrovanne pourrait présenter un risque d’accident pour l’opérateur, il est possible d’utiliser des vannes double corps. Ce sont généralement des électrovannes 3/2 munies d’un double système de clapet, qui permet de pallier la défaillance éventuelle de l’un d’entre eux.
Comment dimensionner une électrovanne ?
Pour dimensionner votre électrovanne de façon optimale, vous devez connaître le débit, ce qui permet de déterminer le facteur d’écoulement (kv). Le facteur d’écoulement est une valeur théorique qui indique le volume d’eau à température ambiante qui circule dans l’électrovanne avec une chute de pression de 1 bar pendant une minute. Ce facteur peut être précisé en litres par minute (l/min) ou en mètres cubes par heure (m3/h).
Vous devez aussi connaître la pression d’entrée et déterminer la pression de sortie, ce qui permet de définir la perte de charge de l’électrovanne. Pour une électrovanne à commande assistée, la perte de charge doit être au moins égale à la pression différentielle minimale nécessaire au bon fonctionnement du système.
Vous devez ensuite connaître le diamètre des canalisations en entrée et en sortie (indiqué en pouces ou en millimètres) et le type de raccordement (taraudé ou montage sur bride).
Le choix du nombre de voies d’une électrovanne (2, 3, 4 ou 5 voies) se fera en fonction de l’utilisation prévue :
L’électrovanne 2 voies est notamment utilisée pour l’alimentation directe d’un circuit, par exemple pour le remplissage d’un réservoir.
L’électrovanne 3 voies est principalement employée pour la régulation d’un circuit. Les électrovannes 3 voies sont généralement utilisées avec deux canalisations en entrée et une canalisation en sortie pour assurer le mélange de deux fluides à débit constant. Elles peuvent aussi être utilisées avec une canalisation en entrée et deux canalisations en sortie pour réguler le débit sur l’une des sorties en dérivant la circulation du fluide vers la deuxième sortie.
Les électrovannes 4 voies sont équipées de deux entrées et de deux sorties et sont par exemple utilisées pour l’inversion de cycles pour une pompe à chaleur.
Vous devez enfin faire attention à la tension d’alimentation de l’électrovanne.
Attention, certains distributeurs pneumatiques ou hydrauliques peuvent être apparentés à des électrovannes mais leur principe de fonctionnement est différent. On les retrouve principalement sur les circuits pneumatiques ou hydrauliques pour commander des actionneurs.
Principales caractéristiques :
Débit
Pression
Diamètre
Type de commande
Nombre de voies
Quel est le prix d'une électrovanne ?
Le prix d’une électrovanne est généralement compris entre 20 et 300€. Ce prix dépend essentiellement du diamètre de l’électrovanne.
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