Un ventilateur est une turbomachine permettant de mettre en mouvement de l’air ou un fluide compressible (gaz) en lui transférant de l’énergie mécanique. Les ventilateurs sont couramment utilisés en génie climatique dans les installations de ventilation et d’air conditionné pour renouveler l’air d’un bâtiment ou évacuer des émanations nuisibles (fumées, odeurs, vapeurs, etc.). Des ventilateurs de petite taille sont couramment utilisés pour refroidir les appareils électroniques.
Il existe deux grands types de ventilateurs : les ventilateurs hélicoïdaux et les ventilateurs centrifuges.
Le choix d’un ventilateur peut se faire en fonction de deux caractéristiques principales : sa capacité à faire circuler l’air et son volume sonore.
Les ventilateurs industriels répondent à un grand nombre d’applications et existent dans de nombreuses configurations :
– ventilateurs à intégrer
– ventilateurs gainables
– ventilateurs portables
– ventilateurs pour armoire électrique
– etc.
La première étape consiste donc à identifier le type de ventilateur dont on a besoin.
Le choix de la technologie se fait en général entre les ventilateurs axiaux et centrifuges. En simplifiant, on peut dire que les ventilateurs axiaux fournissent un grand débit avec une faible surpression et sont réservés aux applications à faibles pertes de charge (circuits courts), alors que les ventilateurs centrifuges sont plus adaptés aux applications avec des pertes de charges importantes (circuits plus longs). Les ventilateurs axiaux sont aussi plutôt plus compacts et bruyants qu’un modèle centrifuge équivalent.
Un ventilateur est choisi pour fournir un volume d’air (ou de gaz) défini à une certaine pression. Dans beaucoup d’applications, les choses restent relativement simples et le débit indiqué par le fabricant suffit à dimensionner le ventilateur. Les choses se compliquent un peu lorsque le ventilateur est relié à un circuit (réseau de ventilation, alimentation d’air d’un brûleur, etc…). En effet, le débit délivré par un ventilateur dépend de ses caractéristiques propres mais aussi de la perte de charge du circuit. C’est le principe du point de fonctionnement : si on trace la courbe débit-pression du ventilateur et la courbe débit-perte de charge du circuit, le point de fonctionnement du ventilateur dans ce circuit se trouvera à l’intersection des deux courbes.
Si la grande majorité des ventilateurs souffle de l’air à température ambiante, certains doivent fonctionner dans des conditions particulières de température ou d’ambiance. C’est le cas par exemple des ventilateurs de brassage dans un four. Il est donc important de choisir un modèle prévu pour chaque application.
Pourquoi choisir un ventilateur hélicoïdal ?
Ventilateur axial de la marque NEU AIR MOVING TECHNOLOGIES
Le ventilateur hélicoïdal (ou axial) est constitué d’une hélice mise en rotation sur son axe par un moteur. Cette hélice propulse ainsi un flux d’air parallèlement à son axe de rotation.
Les ventilateurs hélicoïdaux sont capables de fournir des débits élevés mais avec une faible augmentation de la pression entre l’amont et l’aval. En raison de cette surpression peu élevée, leur utilisation est restreinte aux circuits de faible longueur comportant peu de pertes de charge.
Un ventilateur axial possède en général un nombre d’aubes compris entre 2 et 60 unités. Son rendement est de 40 à 90 %.
Ce type de ventilateur est en général utilisé pour le brassage de l’air de locaux de grand volume, l’aération des pièces à travers les parois et le montage en gaine.
Comparés aux ventilateurs centrifuges, les hélicoïdaux sont moins encombrants, moins chers, mais plus bruyants.
Avantages :
débit d’air élevé
construction simple
moins cher et moins encombrant qu’un ventilateur centrifuge
Pourquoi choisir un ventilateur centrifuge ?
Ventilateur radial de la marque ECOFIT
Les ventilateurs centrifuges (ou radiaux) sont constitués d’une roue à aubes entraînée par un moteur qui tourne dans un stator épousant la roue. Ce stator comporte deux ouvertures : la première alimente la partie centrale de la roue en fluide, lequel pénètre par dépression et est soufflé par effet centrifuge par le deuxième orifice vers la périphérie.
On distingue deux types de ventilateurs centrifuges : ceux avec des aubes inclinées vers l’avant et ceux avec des aubes inclinées vers l’arrière. Les ventilateurs à aubes inclinées vers l’avant disposent d’une roue en « cage d’écureuil » et d’un nombre d’aubes allant de 32 à 42 unités. Leur rendement est de 60 à 75 %. Les ventilateurs à aubes inclinées vers l’arrière ont un rendement de 75 à 85 %, avec un nombre d’unités compris entre 6 et 16.
La surpression est supérieure à celle fournie par un ventilateur hélicoïdal, par conséquent ces ventilateurs sont plus adaptés pour les circuits longs.
Ils présentent également un avantage en termes de niveau sonore : ils sont plus silencieux. En revanche, ils sont plus encombrants et plus chers que les ventilateurs hélicoïdaux.
Avantages :
débit moyen à important
pression élevée
adapté aux circuits longs
plus silencieux qu’un ventilateur hélicoïdal
Comment choisir un ventilateur pour l’électronique ?
Ventilateur de la marque SANYO DENKI
Les ventilateurs pour équipements électroniques sont des ventilateurs compacts et carénés, avec des dimensions et des tensions d’alimentation (AC ou DC) standards pour faciliter leur intégration dans un boîtier.
Ils sont utilisés pour évacuer la chaleur produite par les composants électroniques dans le boîtier. On les choisit selon :
les débits d’air qu’ils sont capables de fournir
leur dimension
la tension d’alimentation disponible dans le boîtier
La plupart des ventilateurs pour l’électronique sont de type hélicoïdal pour des raisons de compacité, mais on peut trouver également des ventilateurs centrifuges et à flux diagonal capables de fournir un débit plus important.
Comment choisir un ventilateur pour armoire électrique ?
Ventilateur d'armoire du fabricant Lohmeier Schaltschrank Systeme
Les ventilateurs d’armoire électrique permettent de souffler de l’air frais à l’intérieur de l’armoire pour réguler la température des équipements électroniques. En créant une légère surpression, ils empêchent les poussières de pénétrer dans l’armoire.
En général, ces ventilateurs s’installent sur la porte ou les parois latérales de l’armoire et sont intégrés dans une grille de ventilation. On trouve également des modèles adaptés à un montage sur le dessus de l’armoire. Ils sont dotés d’un filtre pour empêcher les poussières d’entrer dans l’armoire électrique.
On choisit ce type de ventilateur selon :
le débit d’air fourni
la tension d’alimentation du moteur qui est alimenté par l’armoire
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