Comment choisir le bon ventilateur industriel pour un système de ventilation ?

Le ventilateur doit fonctionner avec l’ensemble du système de ventilation. La longueur des conduits, les coudes, les filtres, les registres, l'équipement d'échappement, la température de l'air et la résistance du système affectent tous le point de fonctionnement réel.

Pour un simple système de ventilation-à espace ouvert, un ventilateur axial peut fournir un flux d'air suffisant avec une résistance relativement faible. Lorsque l'air doit traverser de longs conduits, des filtres ou d'autres équipements de traitement, un ventilateur centrifuge peut être plus approprié car il peut développer une pression statique plus élevée.

Le bon choix commence donc par les besoins en ventilation et la résistance du système, et non par le modèle de ventilateur.

1. Définir ce que le système de ventilation doit faire

Avant de sélectionner un ventilateur, déterminez l’objectif réel du système de ventilation.

La ventilation industrielle peut être conçue pour :

• Retirer la chaleur d’une zone de production
• Évacuer l’air contaminé
• Contrôler les fumées ou les gaz de procédé
• Enlever la poussière et les particules
• Fournir de l’air frais
• Maintenir une pression négative
• Évacuation de l'air par un long système de conduits
• Soutenir un processus ou un système de protection de l’environnement

Ces applications peuvent nécessiter des caractéristiques de soufflante très différentes.

Par exemple, un entrepôt qui a simplement besoin d'un mouvement d'air-de grand volume peut avoir une résistance système relativement faible. Un système d'échappement d'usine connecté à un filtre, un épurateur et un réseau de longs conduits peut nécessiter une pression statique considérablement plus élevée.

La première étape consiste donc à comprendre ce que le ventilateur est censé accomplir et comment l’air circulera dans le système.

2. Déterminez le débit d’air requis

Le débit d’air est le premier paramètre majeur de sélection.

Il est communément spécifié dans :

m³/h

m³/s

PCM

Le débit d'air requis peut provenir de la conception de la ventilation, des exigences du processus, du volume de la pièce, de la charge thermique ou des exigences de contrôle des contaminants-.

Cependant, ne sélectionnez pas le ventilateur simplement en fonction de son débit d’air maximum.

Le débit d'air maximum publié d'un ventilateur peut faire référence à une condition avec peu ou pas de résistance du système. Une fois le ventilateur connecté aux conduits et à d’autres équipements, le débit d’air réel dépendra de la pression générée par le ventilateur et de la résistance du système.

La spécification utile est donc :

Débit d’air requis à la pression requise du système.

AMCA fait référence au débit d'air et à la perte de pression du système comme point de service du système de ventilateur.

3. Calculer la résistance du système de ventilation

Chaque composant présent dans le trajet de l’air apporte une certaine résistance.

Les sources typiques incluent :

• Conduits droits
• Coudes
• Succursales
• Amortisseurs
• Filtres
• Persiennes
• Silencieux
• Épurateurs
• Échangeurs de chaleur
• Dépoussiéreurs
• Équipement de traitement

Plus le chemin d’air est long et compliqué, plus le ventilateur devra fournir de pression.

C'est là que le choix d'un ventilateur industriel diffère du simple choix d'un ventilateur d'extraction-à usage général.

Par exemple, deux systèmes peuvent tous deux nécessiter 20 000 m³/h de débit d’air.

Le premier système peut évacuer directement à l'extérieur via un court conduit.

Le second pourra envoyer le même débit d'air à travers 30 mètres de conduit, plusieurs coudes, un filtre et une unité de traitement.

Ils n’ont pas nécessairement besoin du même ventilateur.

Le deuxième système nécessitera normalement une capacité de pression plus élevée car la résistance du système est plus grande.

4. Choisissez entre un ventilateur centrifuge et un ventilateur axial

C’est l’une des décisions les plus importantes dans un projet de ventilation industrielle.

Ventilateur axial

Un ventilateur axial déplace l'air généralement parallèlement à l'arbre du ventilateur.

Cela peut être un bon choix lorsque le système nécessite :

Débit d'air élevé

Pression relativement basse

Chemins de circulation d'air courts ou simples

Échappement direct

Ventilation générale du bâtiment

Les ventilateurs axiaux sont souvent utiles pour déplacer un grand volume d’air sans résistance significative.

Ventilateur centrifuge

Un ventilateur centrifuge change la direction du flux d’air à travers la turbine et peut générer une pression plus élevée.

Cela devient plus attractif lorsque le système de ventilation comprend :

• Conduits longs
• Plusieurs coudes
• Filtres
• Dépoussiéreurs
• Épurateurs
• Équipement de traitement
• Résistance élevée du système
• Air chargé en poussière-ou traité

La gamme de produits actuelle de JN Fan comprend des produits de ventilation centrifuge et axiale, ce qui permet de baser la sélection sur les exigences réelles du système plutôt que d'utiliser un seul type de ventilateur pour chaque projet.

5. Utilisez la courbe de performance du ventilateur

Une fois le débit d’air et la pression du système connus, l’étape suivante consiste à vérifier la courbe de performance du ventilateur.

Supposons qu'un système de ventilation nécessite :

Débit d'air : 20 000 m³/h

Pression statique requise : 1 500 Pa

Le ventilateur sélectionné doit être capable de fournir approximativement ce débit d'air à cette pression.

Ne comparez pas deux modèles uniquement par leur débit d’air maximum.

Un ventilateur évalué à 30 000 m³/h peut ne pas fournir 20 000 m³/h une fois que la résistance du système atteint 1 500 Pa.

La courbe de performance montre comment le débit d'air et la pression changent en fonction des conditions de fonctionnement. Le point de fonctionnement réel est déterminé par l'interaction entre la courbe du ventilateur et la courbe de résistance du système.

C'est pourquoi une sélection de ventilateur basée uniquement sur un numéro de débit d'air catalogue peut produire des résultats décevants après l'installation.

6. Considérez l’air réel traité

La ventilation industrielle n’implique pas toujours de l’air pur à température ambiante.

L’état du gaz peut modifier considérablement la sélection du ventilateur.

Air normal

Pour la ventilation générale d'une usine, un ventilateur industriel standard peut suffire si les exigences de température, d'humidité et de pression se situent dans sa plage de conception.

Air chaud

Pour l'échappement des fours, les-systèmes de soufflage chaud et la ventilation de processus-à haute température, la température du gaz doit être incluse dans la sélection.

Une température plus élevée modifie la densité de l'air et peut affecter les performances et les besoins en énergie du ventilateur. L'AMCA identifie la densité de l'air comme une condition importante dans la sélection des ventilateurs.

Poussière-Air chargé

La poussière peut affecter à la fois les performances aérodynamiques et la durée de vie mécanique d'un ventilateur.

Pour les systèmes de collecte de poussière ou d'autres systèmes de-traitement de particules, le ventilateur doit être sélectionné en fonction des caractéristiques des particules, de leur concentration, de la pression requise et de l'usure prévue.

Gaz corrosif ou de procédé

Les vapeurs chimiques ou les gaz corrosifs peuvent nécessiter des matériaux ou une construction différents de ceux d'un ventilateur de ventilation standard.

La composition du gaz doit donc être fournie avant de finaliser le ventilateur.

7. Faites attention aux conduits

Un ventilateur ne peut pas compenser indéfiniment un système de conduits inefficace.

Une mauvaise conception des conduits peut créer une perte de pression inutile et augmenter la puissance requise du ventilateur.

Lors de l’examen d’un système de ventilation, vérifiez :

• Diamètre du conduit
• Longueur du conduit
• Nombre de coudes
• Rayon du coude
• Connexions de succursales
• Expansions ou contractions soudaines
• Positions des registres
• Résistance du filtre
• Disposition d'entrée et de sortie du ventilateur

Un ventilateur correctement sélectionné sur papier peut toujours fonctionner différemment sur le terrain si l'installation crée des effets système supplémentaires.

L'AMCA note spécifiquement que l'installation du ventilateur doit être similaire à la configuration de test lors de la comparaison des performances du ventilateur, car les conditions d'installation peuvent affecter le résultat réel.

8. Tenez compte de la vitesse du ventilateur et de la puissance du moteur

Une fois le point de service requis établi, la vitesse du ventilateur et la puissance du moteur peuvent être évaluées.

Une vitesse de ventilateur plus élevée peut augmenter le débit d’air et la pression, mais elle peut également augmenter la consommation d’énergie, le bruit et les contraintes mécaniques.

Pour les systèmes fonctionnant plusieurs heures par jour, l’efficacité devient particulièrement importante.

L'AMCA note que l'efficacité du ventilateur dépend fortement de l'endroit où le ventilateur fonctionne sur sa courbe de performances.

Par conséquent, lorsque vous comparez deux souffleurs appropriés, regardez au-delà du prix d’achat.

Vérifier:

• Vitesse de fonctionnement
• Puissance du moteur
• Efficacité au point de service
• Heures d'ouverture prévues
• Exigences en matière de contrôle de vitesse
• Exigences d'entretien

Un coût d’équipement initial légèrement plus élevé peut être justifié si le ventilateur sélectionné fonctionne plus efficacement pendant des milliers d’heures.

9. Choisissez la turbine en fonction du devoir de ventilation

Tous les ventilateurs centrifuges n’utilisent pas la même conception de turbine.

La turbine affecte la relation entre le débit d’air, la pression, l’efficacité et le type de gaz pouvant être manipulé.

Par exemple, des turbines incurvées vers l'arrière peuvent être envisagées lorsque l'efficacité est importante, tandis que les turbines radiales sont généralement envisagées pour les applications où l'air contient des particules ou lorsqu'une conception de roue plus robuste est requise.

La gamme actuelle de JN Fan comprend des ventilateurs centrifuges incurvés vers l'arrière-ainsi que des ventilateurs à turbine radiale-pour les applications de transport et de recyclage de matériaux.

La turbine doit donc être sélectionnée en fonction de la fonction de ventilation réelle plutôt que traitée comme un détail secondaire.

10. Tenez compte du bruit et des vibrations

Les équipements de ventilation industrielle peuvent fonctionner en continu, le bruit et les vibrations ne doivent donc pas être ignorés.

Le bruit peut être affecté par :

Vitesse du ventilateur

Conception de la turbine

Vitesse de l'air

Configuration des conduits

Disposition du moteur et de l'entraînement

Conditions de pose

Les vibrations peuvent résulter de facteurs tels qu'un déséquilibre de la roue, des problèmes de roulements, un désalignement ou une installation inappropriée.

Pour les systèmes de ventilation situés à proximité d'ouvriers de production ou de zones occupées, une conception de ventilateur-moins bruyante peut être envisagée.

11. Pensez au fonctionnement continu

Un ventilateur de ventilation dans une installation industrielle peut fonctionner plusieurs heures chaque jour.

Cela change l'importance de certains critères de sélection.

Pour un fonctionnement continu, faites particulièrement attention à :

• Puissance du moteur
• Disposition des roulements
• Configuration du variateur
• Température de fonctionnement
• Efficacité du ventilateur
• Accès maintenance
• Point de fonctionnement attendu
• Disponibilité des pièces de rechange

Un ventilateur qui fonctionne correctement pour un fonctionnement occasionnel n'est peut-être pas le meilleur choix pour un environnement de production 24 heures sur 24.

12. Ne surdimensionnez pas le ventilateur sans raison

Il est courant de voir une marge de sécurité ajoutée lors de la sélection des équipements.

Une marge raisonnable peut être appropriée lorsque les conditions de fonctionnement futures sont incertaines, mais le simple choix d'un ventilateur beaucoup plus gros n'est pas toujours plus sûr.

Un ventilateur surdimensionné peut produire un débit d'air excessif, fonctionner à distance du point de conception prévu, consommer plus d'énergie ou nécessiter un contrôle supplémentaire via des registres ou un fonctionnement à vitesse variable-.

La meilleure approche consiste à comprendre la plage de fonctionnement réelle et à sélectionner un ventilateur capable de couvrir les conditions attendues tout en maintenant un point de fonctionnement approprié.

13. Vérifiez l'installation complète

Avant de commander le ventilateur, confirmez que l'équipement sélectionné s'adaptera physiquement au système.

Les détails importants incluent :

• Dimensions du ventilateur
• Taille d'entrée et de sortie
• Sens de sortie
• Orientation d'installation
• Emplacement du moteur
• Autorisation d'entretien
• Exigences de la fondation
• Alimentation électrique
• Raccordement de conduit
• Accès pour inspection

Pour les projets de remplacement, les dimensions du ventilateur existant et la disposition des connexions peuvent être tout aussi importantes que son débit d'air et sa pression.

14. Quelles informations devez-vous fournir au fabricant du ventilateur ?

Lorsque vous demandez un ventilateur de ventilation industrielle, fournissez autant d’informations suivantes que possible :

Paramètre	Exemple
Application	Ventilation par aspiration d'usine
Flux d'air	20,000 m³/h
Pression statique	1 500 Pa
Gaz	Air
Température	40 degrés
Teneur en poussière	Air faible/propre
Temps de fonctionnement	20h/jour
Alimentation	380 V / 50 Hz / triphasé
Conduire	Entraînement direct ou par courroie
Contrôle de vitesse	Vitesse fixe / VFD
Installation	Intérieur/extérieur
Connexion de conduit	Dimensions des conduits existants

Pour la ventilation à haute température, poussiéreuse, corrosive ou de processus, incluez également la composition du gaz et les conditions de fonctionnement.

Le fabricant peut alors évaluer le ventilateur en fonction du point de service réel plutôt que de faire une sélection uniquement à partir du débit d'air.

Un exemple de sélection pratique

Considérez un système d'échappement d'usine avec les exigences suivantes :

Débit d'air requis : 25 000 m³/h

Pression du système : 1 800 Pa

Gaz : air d'échappement d'usine

Température : 60 degrés

Fonctionnement : 16 heures par jour

Le processus de sélection serait :

1. Confirmez le débit d'air requis.

25 000 m³/h est le débit d'air de ventilation prévu.

2. Calculez la résistance du système.

Incluez les conduits, les coudes, les registres, les filtres et l’équipement d’échappement.

3. Confirmez la pression requise.

La résistance calculée du système est d'environ 1 800 Pa au débit d'air requis.

4. Comparez les types de ventilateurs appropriés.

Étant donné que le système nécessite une pression et un débit d'air importants, un ventilateur centrifuge peut être plus approprié qu'un ventilateur axial à basse-pression.

5. Vérifiez la courbe de performance.

Trouvez un ventilateur capable de débiter environ 25 000 m³/h à 1 800 Pa.

6. Vérifiez le point de fonctionnement.

Confirmez que le point de service se situe dans une région appropriée de la courbe de performances.

7. Vérifiez le moteur et l'entraînement.

Confirmez que la puissance du moteur, la vitesse du ventilateur et la configuration de l'entraînement sont adaptés à un fonctionnement quotidien de 16 heures.

8. Vérifiez l'état de la température.

Étant donné que l'air évacué est à 60 degrés, le choix du ventilateur doit tenir compte de la densité et de la température réelles du gaz.

Ce processus est beaucoup plus fiable que la sélection d'un surpresseur basée uniquement sur la déclaration « 25 000 m³/h requis ».

Conclusion finale

Le ventilateur industriel approprié pour un système de ventilation est déterminé par le système, et non par le seul catalogue de ventilateurs.

Commencez par le débit d’air requis. Calculez les pertes de charge dans l’ensemble des conduits et des équipements connectés. Comparez ensuite les options de ventilateurs centrifuges et axiaux en fonction du point de fonctionnement réel.

Ensuite, tenez compte de la température du gaz, de la teneur en poussière ou corrosif, de la conception de la turbine, de la vitesse du ventilateur, de la puissance du moteur, de l'efficacité, du bruit, de l'installation et des heures de fonctionnement.

Pour une ventilation simple à volume élevé-et à faible-résistance, un ventilateur axial peut suffire.

Pour les systèmes de ventilation avec une résistance de conduit importante, les filtres, les dépoussiéreurs, les équipements de traitement ou une pression plus élevée