Régulateurs de proportion gaz/air SKP70 - Home - … · de proportion gaz/air SKP70... ... Les perturbations dans le rapport gaz/air par suite de varia- ... Exécution de la boucle

CC1N7651fr01.2003

Siemens Building TechnologiesHVAC Products

ISO 9001

7651

SKP70... SKP70... SKP70...VGF... SKP70...VGH...

VGG... / 1" VGG... / 2"

Régulateursde proportion gaz/air SKP70...

Régulateurs de proportion gaz/air avec fonction intégrée de sécurité de classe A,pour gaz naturel, gaz de ville ou gaz liquide à basse pression.

Servomoteur électrohydraulique à ouverture lente et fermeture rapide.

Les SKP70... et la présente fiche produit sont destinés aux constructeurs (OEM),qui utilisent des SKP70... dans ou avec leurs produits.

Domaines d'application

Les vannes à gaz SKP...VG... à commande électrohydraulique sont conçues pour lestypes de gaz I, II, III et pour l'air et doivent être utilisées de préférence dans les installa-tions de combustion à gaz. Elles s'ouvrent lentement et se ferment rapidement.Toutes les dimensions des vannes VG... peuvent être combinées à volonté avec leservomoteur. Celui-ci est fixé sur la vanne par 4 vis jointes dans le bornier. La disposi-tion en carré des trous de fixation permet le montage dans 4 positions décalées chaquefois de 90°. Le montage, ainsi que le remplacement du servomoteur peuvent se fairesous pression du gaz; un joint d'étanchéité n'est pas nécessaire.Le servomoteur SKP70... comprend un régulateur de pression de précision. A cettefonction, le servomoteur associe en son sein la fonction de sécurité gaz. L'intégrationdans le servomoteur de ces deux fonctionnalités assure le raccourcissement de laboucle de régulation et de sécurité gaz.

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Siemens Building Technologies CC1N7651frHVAC Products 01.2003

De plus, le montage du servomoteur avec les corps de vanne VG… à faible perte decharge permet de choisir des vannes de plus petites dimensions.Indications pour le dimensionnement des vannes, cf. «Diagramme de perte de charge»dans la fiche technique de la vanne.Le servomoteur peut être livré avec des commutateurs de fin de course et des com-mutateurs auxiliaires, par exemple pour la signalisation de la position de fermeture.

Le SKP70... pour brûleurs à gaz à air soufflé règle la pression en fonction de l'air decombustion, de façon que la proportion gaz / air reste constante sur la totalité de laplage de charge (commande de la consigne par la pression statique de l'air de com-bustion).Les variations du débit d'air dues aux fluctuations du réseau, à l'encrassement de laturbine ou à d'autres raisons, n'ont aucune influence sur la qualité du processus decombustion avec SKP70…, contrairement à ce qui se passe dans les systèmes decommande traditionnels. Les perturbations dans le rapport gaz/air par suite de varia-tions de la pression de la chambre de combustion peuvent être éliminées simplement,par le fait que le SKP70... prend la pression du foyer comme grandeur perturbatrice parl'intermédiaire d'une conduite de pression supplémentaire, cf. «Fonction».

Mises en garde

Le non-respect des consignes suivantes risque de porter préjudice aux person-nes, aux biens et à l'environnement.

Il est interdit d'ouvrir l'appareil, ainsi que d'y effectuer des interventions ou desmodifications.

• Pour tous les travaux à la périphérie des bornes de raccordement, couper la tensiond'alimentation de l'appareil.

• Assurer la protection contre les contacts accidentels par la mise sous boîtier duSKP70... et des raccordements électriques.

• Contrôler le câblage et l'ensemble des fonctions de sécurité.

Indications pour l'ingénierie

Dans le cas d'une installation où la résistance de l'ensemble "chambre de combustion-conduites de gaz de fumée-cheminée" est constante, la pression de la chambre decombustion va alors varier dans la même proportion que la pression du gaz et de l'airde combustion, en cas de variation de la puissance. Dans ce cas, la pression de lachambre de combustion ne doit pas être transmise comme grandeur perturbatrice auSKP70...

Dans le cas où la pression de la chambre de combustion ne varie pas dans la mêmeproportion que la pression du gaz et de l'air, par exemple dans des installations avecventilateur de gaz de fumée ou commande progressive du volet de gaz de fumée, ilfaut transmettre la pression de la chambre de combustion comme grandeur perturba-trice au SKP70..., afin que le régulateur puisse corriger cette influence perturbatrice.

La prise en compte d'une grandeur perturbatrice doit être effectuée même si, au dé-marrage du brûleur, il se produit dans la chambre de combustion des chocs ou desoscillations de pression qui nuisent aux bonnes conditions de mise en route.

Naturellement, il faut toujours tenir compte du fait que, lorsque la pression de la cham-bre de combustion augmente, la puissance du brûleur diminue et inversement.

Comme de nombreuses chaudières ne comportent pas de manchon de mesure pour lapression de la chambre de combustion, il convient de concevoir le brûleur de telle sorteque l'on puisse relever la pression de la chambre de combustion sur la tête du brûleur.

Prise en compte de lapression dans la cham-bre de combustion

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Si les conduites de pression de la chambre de combustion sont instables, il faut sur-veiller le réglage en fonctionnement, sans raccorder la conduite de la chambre decombustion, principalement pour la puissance maximale du brûleur.

• Pour avoir une proportion air/gaz parfaite et régulière sur toute la plage de régula-tion, les signaux de pression de gaz et d'air doivent être obtenus en des pointsexempts de turbulences, présentant un écoulement laminaire.

Recommandations :− Prélever la pression du gaz après la vanne, à une distance correspondant à 5

fois le diamètre nominal. A des pressions d'admission ≥ 100 mbars, augmenteréventuellement cette distance.

− Ne pas utiliser les manchons de mesure latéraux des vannes pour la mesure depression.

− Les conduites de prise de pression ne doivent pas plonger dans l'écoulement,mais affleurer la paroi interne du conduit.

− Utiliser au besoin des stabilisateurs d'écoulement, par exemple sous la formed'une tôle en "W" placée dans la tuyauterie.

• Diamètre interne minimal des conduites de prise de pression : 6 mm• Pour un rapport de pression gaz/air >3, il faut choisir un diamètre intérieur de tuyau

d'au moins 8 mm pour les conduites de prise de pression de l'air de combustion etde la chambre de combustion.

• Toutes les conduites doivent être reliées au régulateur selon le plus court chemin,pour que celui-ci réagisse le plus vite possible en cas de brusques variations decharge.

• La conduite de prise de pression de la chambre de combustion doit être posée detelle sorte que les gaz qui se condensent ne puissent pénétrer dans le régulateur,mais retournent dans la chambre de combustion. Installer au besoin un purgeur.

• La pression régnant dans les chambres de pression «air» et «gaz» doit être supé-rieure à celle de la chambre "atmosphère" sur toute la plage de régulation. Cetteexigence est satisfaire dans la plupart des applications. Si par suite d'un fort tiragede la cheminée sous faible charge, une pression négative d'air ou de gaz apparaît, ilfaut relier la chambre "atmosphère" à un niveau encore plus bas de pression néga-tive. Elle est reliée en général à la chambre de combustion.

• Si la pression du gaz disponible dépasse la pression de fonctionnement maximaleadmissible pour la vanne, il faut la réduire à l'aide d'un régulateur de pression montéen amont. Sinon, il n'est pas nécessaire d'utiliser un régulateur de pression supplé-mentaire.

• Côté aval du SKP70..., il faut toutefois installer un pressostat. Il doit être connecté aucoffret de sécurité de telle façon qu'en cas de dépassement de la pression de gazmaximale admissible par suite de dérangements, le coffret de sécurité déclencheune mise sous sécurité.

• Le manostat du dispositif de sécurité signalant le manque de gaz doit absolumentêtre placé en amont de la vanne, en liaison avec le SKP70....

• Les mesures habituelles pour garantir la quantité d'air minimale nécessaire sontindispensables, même avec le SKP70...

Indications pour le montage

• Respectez les consignes en vigueur dans votre pays.

Indications pour l'installation

• L'installation et la mise en service ne doivent être confiées qu'à des spécialistes.

Installation des condui-tes de prise de pression

Exécution de la bouclede régulation du gaz

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Indications pour la mise en service

• Régler le rapport gaz / air à l'aide de la vis de réglage de gauche ① / «PGAZ / PAIR»sur la valeur déterminée (réglage approximatif) et la graduation à l'aide de lavis de réglage ② sur zéro.

• Faire démarrer le brûleur et le faire fonctionner à 90 % environ de la charge nomi-nale.

• Mesurer la teneur en CO2 ou O2 des gaz de fumée et optimiser le réglage à l'aide dela vis de réglage ① / «PGAZ / PAIR»

• Revenir à la faible charge, contrôler la teneur en CO2 ou O2 des gaz brûlés etcorriger au besoin avec la vis de réglage ② / la position de la caractéristiquede fonctionnement, jusqu'à ce que les valeurs mesurées soient optimales.

• Limiter la position du volet d'air pour la faible charge.

Signification des désignations figurant sur les vis de réglage :

+ plus de gaz

− moins de gaz

S'il a fallu décaler la caractéristique de fonctionnement de manière considérable pourobtenir des valeurs optimales de CO2 ou O2 à faible charge, il faut vérifier à nouveaule réglage du rapport de pression à la charge nominale ou à 90 % de la charge nomi-nale et le corriger le cas échéant.

• Faire fonctionner le brûleur à la puissance requise et limiter la position du volet d'airà la charge nominale.

• Contrôler les valeurs des gaz brûlés sur quelques points de la plage de chargeet effectuer s'il y a lieu les corrections :− dans la plage de charge nominale à l'aide de la vis de réglage ① / «PGAZ / PAIR»− dans la plage de faible charge par décalage de la caractéristique à l'aide de la vis

de réglage ② /

En raison de l'interaction physique entre l'écoulement d'air et de gaz dans la tête dubrûleur, Il se peut qu'il faille décaler la caractéristique de fonctionnement du régulateurdans la zone d'excédent de gaz, bien que l'analyse des gaz de fumée montre qu'il y aen réalité un excédent d'air.

Si le rapport de pression gaz / air se situe en dehors de la plage de réglage, on peutaugmenter la pression au point de prélèvement à l'aide d'un diaphragme dans laconduite d'air ou de gaz. Ceci implique qu'il y ait une réserve de pression de gaz oud'air suffisante côté entrée.

1 2

3 4

5

6

7651

p05/

0599

➀ Réglage et affichage de la proportion gaz/air

➁ Réglage et affichage du décalage de la caractéristiquede fonctionnement

➂ Manchon de connexion pour pression de la chambrede combustion

➃ Manchon de connexion pour pression du gaz

➄ A l'arrière : manchon de connexion pour pression d'airde combustion

➅ Affichage de course

Réglage du régulateursur des brûleurs mo-dulants

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Si la pression d'air dépasse la valeur maximale de 30 mbars ou 50 mbars admissible(cf. «Caractéristiques techniques») dans le régulateur SKP70… pendant son fonction-nement, elle doit être réduite à l'aide d'un raccord en T réducteur de pression AGA78.

10 20 3010

20

30

40

50

60

70

80

90

P1

P2

D1 = 1,5 mm; D

2 = 2 mm

D1 = 1,5 mm; D2 = 1,7 mm

7651

d04/

1096

100

110

120

130

p1

D1

p2

D2

M

P1 D1

D2

P2

Brûleur

"Air"/SKP70

AGA78

7651z13f/0200

Le T réducteur AGA78 est livré prêt au montage avecD1 = 1,5 mm etD2 = 1,7 mm.La buse D2 de ∅ 2 mm est jointe dans l'emballage.

Fonction

Par la buse «D2», de l'air sera évacué àl'air libre. Le fluide subit une chute depression par la buse «D1». Les rapportssont représentés dans le diagramme ci-contre.Exemple :p1 = 70 mbarsD1 = 1,5 mmD2 = 1,7 mmRecherché : le signal de pression «p2» auSKP70...p2 = 26 mbars

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Caractéristiques techniques

Alimentation, cf. «Références etdésignations»

220 V~ −15 %... 240 V~ +10 %100 V~ –15 %... 110 V~ +10 %

Fréquence 50...60 Hz ±6 %Consommation 9...13,5 VA (en fonction de la tension secteur)Temps min. nécessaire lors du changement

de charge (de nominale à faible)5 s

Pouvoir de coupure du contact auxiliaire IV 6 (2) A, 250 V~ (s'il est monté)Plage de réglage du contact auxiliaire 4...96 % de courseTemps de fonctionnement permanent (100 %)Temps d'ouverture pour la totalité de la course

env. 2 mm / sselon diamètre nominal6...12 s ¹)

Pression max. admissible côté air et chambrede combustion

cf. pression de régulation admissible

Position de montage admissible horiz. ou vert. avec servomoteur vers le hautType de protection IP 54Poids

- sans régulateur de pression- avec régulateur de pression

env. 1250 genv. 1650 g

Conditions ambiantesTransport CEI 721-3-2Conditions climatiques classe 2K2Plage de température -15...+60 °C ¹)Humidité < 95 % hum. rel.Conditions mécaniques classe 2M2Fonctionnement CEI 721-3-3Conditions climatiques classe 3K5Plage de température -15...+60 °C ¹)Humidité < 95 % hum. rel.La condensation, le givre et l'infiltration d'eau sont à proscrire.

Conformité CESelon les directives de l'Union EuropéenneCompatibilité électromagnétique CEM 89 / 336 CEE y compris 92 / 31 CEEDirectives sur les appareils à gaz 90 / 396 CEE

¹) prolongation des temps d'ouverture en dessous de 0 °C

Classe de régulation A selon DIN EN 88Comportement de réglage P; proportionnelPrécision de réglage < 10 % pour «Pmin»

< 2 % pour «Pmax»Décalage de la caractéristiqueExcédent de gazExcédent d'air

SKP70.11...1 mbar1 mbar

SKP70.12...1 mbar

4,5 mbarsTemps de fermeture si coupure de courant < 0,8 sPlage de réglage du rapport de pression cf. «Références et désignations»Conduit de purge pas nécessaire, selon DIN, jusqu'à

100 mbars de pression d'entréeGrandeur de référence pression de l'air de combustion ≥ 0,5 mbarPression d'entrée max. celle du corps de vanne VG…Pression d'essai admissible «PG» 1 barDépression admissible «PG» 200 mbarsPressions admissibles en fonctionnement

Pression du gaz min.1 mbar / max. 100 mbarsPlage de réglage «PGAZ / PAIR» 0,4...9Pression d'air pour «PGAZ / PAIR»

- ≥ 2- ≤ 2

max. 30 mbarsmax. 50 mbarspressions plus élevées, cf. AGA78

SKP70...Caractéristiques générales

Normes

Régulateur de proportion

Caractéristiques générales

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Exécution

Le système assurant la fonction de régulation gaz du servomoteur comporte 2 mem-branes. Elles agissent via un système à levier sur une vanne à boisseau sphériquemontée dans un bipasse entre le côté aspiration et le côté refoulement de la pompe. Lapression de l'air de combustion agit sur l'une des membranes et la pression du gazaprès la vanne sur l'autre. Le rapport de pression gaz / air réglé est affiché dans unefenêtre d du SKP70.... La caractéristique de fonctionnement réglée pour le rapport depression peut être décalée dans le sens "excédent d'air" ou "manque d'air", pour aug-menter légèrement l'indice d'air, par exemple dans la plage de faible charge. L'impor-tance du décalage de la caractéristique de fonctionnement apparaît dans la fenêtre d(cf. "Indications pour la mise en service").

(Vue en coupe : SKP70... et VGF...)

Plaque signalétique imprimée

7651z18f/0300

d

min. 5d

Rp 1/4

> 4 mm

Luft

/ Air

SKP70...

Vanne VGF...

Régulateur SKP70...

Schéma fonctionnel

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Références et désignations

Le régulateur de proportion gaz/air se compose d'un servomoteur et d'une vanne.

Servomoteurs (tous de série B)Tension d'alimentation 100... 110 V~ 220... 240 V~

Modèle standard pour excédent d'air normal dans la plage de faible chargesans contact auxiliaire IV pas dans la gamme SKP70.110B27avec contact auxiliaire IV SKP70.111B17 SKP70.111B27

Exécution pour excédent d'air élevé dans la plage de faible charge

sans contact auxiliaire IV pas dans la gamme pas dans la gammeavec contact auxiliaire IV SKP70.121B17 SKP70.121B27

Gicleur d'amortissement, cf. schéma 7651d03 AGA75Gicleur d'amortissement AGA75ET réducteur de pression, cf. schéma 7651z13 AGA78

Les vannes suivantes peuvent être utilisées avec le SKP70... :Référence Fluide FicheVGG... / VGF... / VGH... Gaz naturel

Familles I, II, III7641

VGD20...VGD40…

Gaz naturelFamilles I, II, III

7631

VRF... / VRH... Biogaz 7633VLG... / VLF... Air froid et air chaud 7637

Toutes les indications données dans les fiches produit concernant les vannes sontégalement valables pour l'utilisation avec le SKP70...

Exception : débit min. nécessaire, cf. schéma 7651d03

Indications pour la commande

Indiquer la désignation et la référence du régulateur de proportion gaz/air.

Exemple :

SKP70.111B27 − servomoteur avec régulateur de proportion− 230 V~ / 50 Hz− avec contact auxiliaire

Fonction

Lorsque la vanne de gaz est fermée, c'est-à-dire pendant le temps de pré-ventilation etde pré-allumage, seule la pression de l'air du ventilateur agit sur le régulateur.

Elle appuie sur la membrane côté air, vers la gauche, et ferme ainsi – par l'intermé-diaire du système à levier – la vanne à boisseau sphérique dans le bipasse du servo-moteur.

Le servomoteur peut donc ouvrir la vanne de gaz lorsque, au début du temps de sécu-rité, il reçoit l'ordre de commande du coffret de sécurité.

SKP70... pour vannesVG...

Accessoires pour ser-vomoteurs

Vannes

Servomoteur avecrégulateur de proportion

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Au moment de l'ouverture de la vanne de gaz, la pression augmente immédiatement enaval de la vanne, ainsi que sur la membrane côté gaz du régulateur.

Dès que les forces qui s'exercent sur la membrane sont en équilibre (compte tenu duréglage du levier), la vanne à bille s'ouvre dans le bipasse jusqu'à ce que le débit deretour par le bipasse soit égal au refoulement de la pompe.

Le piston du servomoteur et le disque de vanne s'immobilisent dans la position atteinte.

Si l'on ouvre davantage le volet d'air du brûleur ou si l'on augmente la vitesse du venti-lateur alors que les besoins de chaleur croissent, le régulateur referme la vanne à billedu fait de l'augmentation de pression sur la membrane côté air, de sorte que le servo-moteur ouvre encore plus la vanne de gaz jusqu'au rétablissement de l'équilibre sur lerégulateur de proportion gaz / air.

Le rapport de pression gaz/air et le rapport de volume gaz/air restent ainsi constantssur toute la plage de charge, à condition qu'en cas de variation de puissance, les sec-tions d'écoulement dans la tête du brûleur ne soient pas modifiées pour l'air de com-bustion ni pour le gaz.

Dans la plage de faible charge, il faut souvent augmenter l'air, du fait de l'énergie demélange moindre dans cette plage, pour que le gaz brûle de façon optimale.A cet effet, on peut décaler la caractéristique de fonctionnement du régulateur.

M

M~

0,4

9-

+

7651

z10/

1299

1

2 Légende :

➀ Réglage et affichage de la proportion gaz/air

➁ Réglage et affichage de la translation de la caractéristiquede fonctionnement

Représentation très simplifiée

A

B

C

Q

Q7651t01f/1299 Air

Gaz Caractéristique de fonctionnement du régulateur :A Proportion gaz / air pour combustion stoechiométriqueB Proportion gaz / air réglée pour le fonctionnement du brû-

leur avec excédent d' airLe pourcentage d'air excédentaire est constant sur latotalité de la plage de charge

C Le décalage de la caractéristique de fonctionnementdonne à faible charge un pourcentage d'air excéden-taire plus importantLe régulateur permet ce décalage tant dans le sens "ex-cédent d'air" que dans le sens«manque d'air».

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Désignation des bornes

Exécution sans contact auxiliaire Exécution avec contact auxiliaire

V N(M, P)

1 2

V N(M, P)

IV

IV

+

1 2 3 4 5 6

IV

7651z14/0699

4...9

6 %

V Entrée de commandeIV Vis de réglage du point de commutation du contact auxiliaire IV

Fusibles, etc., selon les prescriptions locales

Schéma de raccordement

2

1 4

6

IV

N

L

7651a01/0699

H 4...96 %

N2

5

R

IV Contact auxiliaire libre de potentiel, réglable (seulement pour servomoteurs aveccontact auxiliaire, cf. «Références et désignations»)

H Course de la tigeR Régulateur, commutateur, ...N2 SKP70...

Légende

Légende

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Débit minimal nécessaire

Les diagrammes suivants indiquent les débits minimum "Q" nécessaires, en fonction dela pression d'entrée "Pi" et de la pression de sortie "Po" réglée par le régulateur deproportion gaz/air.

Il ne faut pas descendre en dessous de ces débits car la régulation de la pression atendance à "osciller" pour des pressions d'entrée élevées et des débits trop faibles.

En utilisant le gicleur d'amortissement AGA75 dans le raccordement de la chambre decombustion du régulateur, on peut (en observant le comportement du réglage à faiblecharge) remédier à ces oscillations. Les valeurs des débits minimaux requis serontalors plus basses que dans les diagrammes ci-après.

Les courbes pour vannes VGG... et VGF... ne sont applicables que pour les typesavec profil VG...P

Po

(mba

r)

Po

(mba

r)

Po

(mba

r)P

o (m

bar)

Po

(mba

r)P

o (m

bar)

Po

(mba

r)P

o (m

bar)

Po

(mba

r) 20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

521

20

15

10

5210,3

20

10

52

1

Q Luft / Air (m / h)3 Q Luft / Air (m / h)3

Q Luft / Air (m / h)3






0,5 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30

0 5 10 15 20 25 30

0 20 40 60 80 100 120 140 160

0 20 40 60 80 100 120 140 160

0 5 10 15 20 25 30

0 20 40 60 80 100 120 140 160

0 20 40 60 80 100 120 140 160

1/2" DN3/4" 1"

1 1/2"DN40

DN653"

DN80

DN100

2"DN50

DN80

DN125

VGG / VGF:

VGH:

VGH:VGH:

Pi 1

00 m

bar

Pi 3

00 m

bar

Pi 6

00 m

bar

Pi 3

00 m

bar

Pi 2

5 m

bar

Pi 2

5 m

bar

Pi 1

00 m

bar

Pi 2

5 m

bar

Pi 5

0 m

bar

Pi 5

0 m

bar

Pi 2

5 m

bar


7651

d03f

/129

9

Exemple pour vanne 2":

Pi = 100 mbarPo = 7 mbar

Qmin = env. 17 m / h air = 17 x 1,24 m / h gaz naturel = 21,1 m / h gaz naturel

3

3

3

12/12


Encombrements

Dimensions en mm

RaccordementPg11des 2 côtés

126,158,6

32,5

Rp1

/4

Rp1

/4

Rp1

/4

195,

3 210,

2

194,

1

104,

8

21,5

86

74

146

74 86

5,5

169,1

249,

3

283,

3

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SKP70...

2000 Siemens Building Technologies AGSous réserve de modifications

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