.. _ta_valve: Vanne d'équilibrage TA (Tour & Andersson / IMI Hydronic) ========================================================= Les vannes d'équilibrage **TA** (Tour & Andersson / IMI Hydronic Engineering) permettent l'équilibrage hydraulique des circuits CVC pour garantir les débits nominaux et optimiser la performance énergétique des installations. Cette classe Python calcule les pertes de charge à travers différents modèles de vannes TA en utilisant les **données Kv officielles** du fabricant IMI TA en fonction du nombre de tours d'ouverture. Utilisation ----------- .. image:: ../images/004_TA_valve.png :alt: Schéma Vanne TA :width: 800px :align: center .. code-block:: python from ThermodynamicCycles.Hydraulic import TA_Valve from ThermodynamicCycles.Source import Source from ThermodynamicCycles.Sink import Sink from ThermodynamicCycles.Connect import Fluid_connect # Configuration de la source d'eau SOURCE = Source.Object() SOURCE.Ti_degC = 25 # Température d'entrée : 25°C SOURCE.Pi_bar = 3.0 # Pression d'entrée : 3 bar SOURCE.fluid = "Water" # Fluide : eau SOURCE.F_m3h = 40 # Débit : 40 m³/h SOURCE.calculate() # Configuration de la vanne STAF-DN100 VALVE = TA_Valve.Object() VALVE.dn = "STAF-DN100" # Type : STAF-DN100 (bride fonte, PN 16/25) VALVE.nb_tours = 3.8 # Ouverture : 3.8 tours (interpolation auto) Fluid_connect(VALVE.Inlet, SOURCE.Outlet) VALVE.calculate() # Configuration du puits (sink) SINK = Sink.Object() Fluid_connect(VALVE.Outlet, SINK.Inlet) SINK.Po_bar = 2.0 SINK.calculate() # Affichage des résultats print(VALVE.df) VALVE.Plot() .. note:: Le **Puits (Sink)** impose sa pression de sortie (2.0 bar = 200000 Pa) à la vanne. La pression d'entrée de la vanne est donc **recalculée automatiquement** en fonction de la perte de charge : P_entrée = P_sortie + ΔP = 200000 Pa + 52131.53 Pa = 252131.53 Pa Résultats :: Débit (m3/h) 40.0 Nombre de tours 3.8 Diamètre nominal (DN) STAF-DN100 Kv 55.4 Pression d'entrée (Pa) 252131.527845 Perte de charge (Pa) 52131.527845 Pression de sortie (Pa) 200000.0 **Courbe de réseau de la vanne :** .. image:: ../images/004_TA_valve-courbe-reseau.png :alt: Courbe de réseau vanne TA :width: 800px :align: center Paramètres possibles -------------------- **Types de vannes TA disponibles** La classe ``TA_Valve`` supporte **plus de 120 références** de vannes d'équilibrage IMI TA : .. list-table:: **Types de vannes TA et références disponibles** :header-rows: 1 :widths: 25 20 55 * - **Série** - **Plage DN** - **Application typique** * - **STAD** - DN10-50 - Réseaux secondaires filetés (PN 25) * - **STAV** - DN15-50 - Réseaux secondaires Venturi économiques (PN 20) * - **TBV / TBV-C** - DN10-20 - Unités terminales : radiateurs, ventilo-convecteurs (PN 20) * - **STAF** - DN20-400 - Réseaux primaires fonte à brides (PN 16/25) * - **STAF-SG** - DN65-400 - Grands réseaux fonte GS haute résistance (PN 16/25) * - **STAG** - DN65-300 - Installation rapide avec raccords rainurés Victaulic (PN 16) * - **STA** - DN15-150 - Anciennes installations (maintenance) * - **STAP / STAM** - DN15-100 - Régulateurs ΔP pour équilibrage dynamique * - **MDFO** - DN20-900 - Orifices fixes de mesure (Kv fixe) .. note:: Le paramètre ``dn`` peut être spécifié sous forme de **chaîne** (ex: "DN65", "STAF-DN100") ou d'**entier** (ex: 65). **Paramètres de configuration** .. list-table:: :header-rows: 1 :widths: 20 60 20 * - Paramètre - Description - Unité * - **nb_tours** - Nombre de tours d'ouverture de la vanne (0 pour régulateurs/orifices fixes) - tours * - **dn** - Diamètre nominal ou référence de la vanne (chaîne ou entier) - - * - **q** - Débit volumique calculé à partir du débit massique - m³/h * - **Kv** - Coefficient de débit selon tables IMI TA (interpolé si nécessaire) - m³/h * - **delta_P** - Perte de charge à travers la vanne - Pa * - **rho** - Masse volumique du fluide (calculée via CoolProp) - kg/m³ * - **Ti_degC** - Température d'entrée - °C * - **Pi_bar** - Pression d'entrée - bar * - **F_m3h** - Débit volumique - m³/h * - **F_kgs** - Débit massique - kg/s * - **Inlet** - Port d'entrée du fluide - FluidPort * - **Outlet** - Port de sortie du fluide - FluidPort .. note:: Les propriétés thermodynamiques du fluide (densité, viscosité) sont calculées automatiquement via **CoolProp** en fonction de la température et de la pression. **Conseils de sélection :** 1. **Réseaux primaires (> DN50)** : Préférer STAF, STAF-SG ou STAG 2. **Réseaux secondaires (DN15-50)** : Utiliser STAD ou STAV 3. **Unités terminales** : Choisir TBV ou TBV-C 4. **Équilibrage automatique** : Utiliser STAP ou STAM 5. **Orifices de mesure** : MDFO pour mesure TA-Scope **Dimensionnement :** - Calculer le débit nominal du circuit - Sélectionner le DN pour une perte de charge entre **3 et 15 kPa** au débit nominal - Vérifier la plage de réglage disponible (nombre de tours) - Prévoir une marge pour les ajustements futurs .. warning:: - Ne pas dépasser les limites de température du fluide (typiquement -20°C à +120°C) - Respecter les pressions nominales PN 16/20/25 selon les modèles - Vérifier la compatibilité fluide/matériau (eau glycolée, etc.) - Pour régulateurs (STAP, STAM, STAZ) et orifices fixes (MDFO), utiliser **nb_tours = 0** Explication du modèle --------------------- **Principe du coefficient Kv** Le coefficient Kv représente le **débit d'eau en m³/h** traversant la vanne avec une perte de charge de **1 bar** à 15-20°C. Plus le Kv est élevé, plus la vanne laisse passer de débit pour une perte de charge donnée. **Équations de calcul** **1. Débit volumique à partir du débit massique :** .. math:: Q = \frac{\dot{m} \cdot 3600}{\rho} Où : - **Q** : Débit volumique (m³/h) - **ṁ** : Débit massique (kg/s) - **ρ** : Masse volumique du fluide (kg/m³) **2. Perte de charge en fonction du Kv :** .. math:: \Delta P = \left(\frac{Q}{K_v}\right)^2 \cdot 10^5 Où : - **ΔP** : Perte de charge (Pa) - **Q** : Débit volumique (m³/h) - **Kv** : Coefficient de débit pour l'ouverture donnée (m³/h) - **10⁵** : Facteur de conversion (1 bar = 10⁵ Pa) **Exemple de calcul :** Pour Q = 70 m³/h et Kv = 81.4 m³/h : .. math:: \Delta P = \left(\frac{70}{81.4}\right)^2 \cdot 10^5 = (0.860)^2 \cdot 10^5 = 73960 \text{ Pa} **3. Interpolation du Kv :** Si le nombre de tours ne correspond pas exactement à une valeur tabulée, une **interpolation linéaire** est effectuée : .. math:: K_v = K_{v,inf} + \frac{(K_{v,sup} - K_{v,inf}) \cdot (n_{tours} - n_{inf})}{(n_{sup} - n_{inf})} **Exemple d'interpolation :** Pour une vanne STAF-DN100 avec 4.3 tours (entre 4 tours et 4.5 tours) : - Kv(4 tours) = 66 m³/h - Kv(4.5 tours) = 91.7 m³/h - Interpolation : Kv(4.3) = 66 + (91.7-66) × (4.3-4)/(4.5-4) = 66 + 25.7 × 0.6 = 81.4 m³/h **4. Conservation des propriétés thermodynamiques :** À travers la vanne (transformation isenthalpique) : - **Débit massique conservé :** :math:`\dot{m}_{sortie} = \dot{m}_{entrée}` - **Température conservée :** :math:`T_{sortie} = T_{entrée}` - **Pression réduite :** :math:`P_{sortie} = P_{entrée} - \Delta P` Sources des données et références ---------------------------------- Les données Kv utilisées proviennent de la **documentation technique officielle IMI TA** : **Sources documentaires :** - **STAD_PN25_FR_FR_low.pdf** : Tables Kv pour vannes STAD DN10-50 - **STAF_STAF-SG_EN_MAIN.pdf** : Tables Kv pour vannes STAF et STAF-SG DN20-400 - Catalogues techniques IMI Hydronic Engineering - Fiches produits TA-Scope (MDFO, STAP, STAM) **Certification et conformité :** - Valeurs Kv certifiées selon **EN 1267** (Robinetterie industrielle) - Normes **PN 16**, **PN 20**, **PN 25** selon les modèles - Compatible avec systèmes de mesure **TA-Scope** et **TA-Surveyor** **Documentation complémentaire :** - Site officiel : `https://www.imi-hydronic.com `_ - Logiciel : TA-Designer (dimensionnement de réseaux hydrauliques) - Formation : Équilibrage hydraulique et utilisation du TA-Scope