Ventilateur centrifuge

Qu'est-ce qu'un ventilateur centrifuge?

Les ventilateurs radiaux accélèrent l'air perpendiculairement à l'axe de rotation de la roue. Cette déviation génère une pression statique élevée, qui est déterminante pour de nombreuses applications dans les domaines du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), dans les laboratoires et les systèmes de ventilation industriels.

En fonction de la géométrie des pales,
on distingue deux types principaux

Aubes incurvées vers l'arrière:

Rendement élevé, faible niveau sonore, utilisables généralement sans carter hélicoïdal.
L'air est évacué dans le sens inverse du sens de rotation de la roue. Cette géométrie permet une montée en pression efficace dans la roue, ce qui permet souvent de se passer d'un carter hélicoïdal. Les aubes sont courbées plus à plat et présentent des rayons relatifs plus grands. Cette forme réduit les pertes de débit et permet un rendement hydraulique élevé tout en garantissant un faible niveau sonore. Les roues courbées vers l'arrière sont donc idéales pour les applications nécessitant une pression élevée et un fonctionnement continu efficace.

Aubes incurvées vers l'avant:

Construction compacte, densité de puissance élevée, particulièrement silencieuses, mais nécessitent un boîtier spiralé.
L'air est accéléré dans le sens de rotation de la roue. Cette géométrie génère une densité de puissance élevée dans un espace restreint, ce qui en fait la solution privilégiée pour les appareils compacts tels que les ventilo-convecteurs, les aérothermes ou les rideaux d'air. Les aubes sont plus courbées et nécessitent impérativement une volute pour un guidage ciblé de l'air. Bien que leur rendement soit légèrement inférieur à celui des variantes courbées vers l'arrière, les roues courbées vers l'avant sont particulièrement silencieuses et conviennent aux applications à débit élevé et pression modérée.

Comment fonctionne un ventilateur centrifuge?

Le flux d'air est accéléré par une roue rotative et dirigé radialement vers l'extérieur. Il en résulte une pression statique qui est utilisée pour le transport de l'air. L'efficacité dépend fortement de la géométrie de la roue, de l'entrefer par rapport à la buse d'entrée et de la situation de montage. Des accessoires tels que des diffuseurs à saut ou des grilles FlowGrid peuvent également améliorer considérablement les performances et le niveau sonore.

Le flux d'air: comment l'air est déplacé

Les ventilateurs radiaux aspirent l'air dans le sens axial et le refoulent dans le sens radial, c'est-à-dire à angle droit par rapport à l'axe de rotation. Il en résulte une pression statique plus élevée qu'avec les ventilateurs axiaux, qui refoulent l'air parallèlement à l'axe. Cette caractéristique rend les ventilateurs radiaux idéaux pour les applications avec des systèmes de tuyauterie complexes ou une contre-pression élevée.

What the Tech:
Comment est composé un ventilateur?

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Comment est construit un ventilateur centrifuge?

Roue:

La roue d'un ventilateur centrifuge peut être fabriquée à partir de différents matériaux afin de répondre à diverses applications et besoins. Chaque matériau présente des avantages et des inconvénients spécifiques en termes de poids, de résistance à la corrosion et de coût.
Le métal est souvent utilisé lorsqu'une stabilité et une durabilité élevées sont requises, car le plastique n'est pas suffisamment rigide, en particulier pour les débits volumétriques élevés. Dans certains domaines d'application spécifiques, tels que les salles blanches, l'utilisation de roues en métal est également obligatoire.
Le plastique, en revanche, présente l'avantage de pouvoir être moulé à volonté, ce qui permet des conceptions particulièrement aérodynamiques. Dans la plupart des applications standard, on utilise des roues en plastique, car elles offrent une bonne combinaison de flexibilité, de légèreté et de rentabilité.

Moteur:

Le moteur fournit la puissance d'entraînement à la roue. On utilise souvent des moteurs à rotor externe, dans lesquels le rotor supporte directement la roue. Cette conception permet d'obtenir une unité compacte et des résultats d'équilibrage optimaux, car le rotor et la roue sont équilibrés ensemble. Selon la conception, il s'agit de moteurs à courant alternatif, à courant continu ou à courant alternatif, les moteurs à courant alternatif étant efficaces et dotés de caractéristiques de contrôle grâce à leur commutation électronique.

Boîtier:

Le boîtier canalise de manière ciblée la conduite de l’air et peut, selon la géométrie de la roue, être optionnel ou impérativement nécessaire. Les roues courbées vers l’avant nécessitent toujours un boîtier en spirale afin de diriger efficacement l’air, tandis que les variantes courbées vers l’arrière peuvent également être exploitées sans boîtier. Les boîtiers en spirale sont disponibles en version à simple flux ou à double flux et sont souvent munis de brides de raccordement, lesquelles permettent une intégration simple dans des systèmes de tuyauterie.

Ouverture d’entrée et de sortie:

Les ouvertures d’entrée et de sortie pilotent la conduite de l’air et influencent les propriétés d’écoulement. En particulier, la buse d’entrée joue un rôle important : elle assure un écoulement d’entrée uniforme vers la roue et peut être équipée de raccords de prise de pression afin de saisir avec précision le débit volumique. L’ouverture de sortie est le plus souvent couplée au boîtier en spirale et conduit l’air plus loin dans la direction souhaitée.

Quels avantages offre un ventilateur centrifuge?

Les ventilateurs centrifuges offrent des avantages techniques et fonctionnels, notamment :

  • Efficacité énergétique:
     Grâce à la conception optimisée et à la géométrie spécifique des aubes, les ventilateurs radiaux peuvent minimiser la consommation d’énergie.
  • Performance:
    De par leur construction, les ventilateurs radiaux atteignent aussi bien des pressions plus élevées que des rendements supérieurs à ceux des ventilateurs axiaux.
  • Flexibilité:
    La courbure des roues ainsi que le matériau offrent la possibilité d’adapter individuellement les ventilateurs radiaux au domaine d’application souhaité.

FAQ – Questions fréquentes sur les ventilateurs radiaux

Les aubes courbées vers l’arrière offrent un rendement plus élevé et ne nécessitent généralement pas de boîtier en spirale. Les aubes courbées vers l’avant sont plus compactes et plus silencieuses, mais nécessitent un boîtier pour la conduite de l’air.

Un boîtier en spirale est impérativement nécessaire pour les roues courbées vers l’avant ; pour les roues courbées vers l’arrière, il est optionnel, selon l’application et la conduite de l’air souhaitée.

Des espaces de montage restreints ou une alimentation en air perturbée peuvent réduire nettement la performance et le rendement. Une distance optimale par rapport à la paroi et une alimentation en air homogène sont déterminantes.

Un FlowGrid est une grille de protection à l’aspiration qui réduit les turbulences et minimise ainsi le développement du bruit. Il est monté directement au point d’aspiration et peut rendre superflues des mesures secondaires d’insonorisation.

Les ventilateurs radiaux sont disponibles avec des moteurs AC ou EC. La technologie EC offre une régulation précise, un rendement plus élevé et une consommation d’énergie réduite.

D’un point de vue technique, les termes ventilateur centrifuge et souffleur radial sont souvent utilisés comme synonymes. En pratique, le terme « ventilateur centrifuge» désigne le plus souvent l’unité complète composée du moteur, de la roue et, le cas échéant, du boîtier, tandis que « souffleur radial » est parfois compris comme une version simplifiée ou de plus petite taille. Par exemple, il peut être utilisé comme composant compact dans des appareils ménagers ou pour le refroidissement électronique. Dans la technique de ventilation industrielle, le terme « ventilateur centrifuge» est toutefois majoritairement utilisé, car il décrit plus précisément la fonction aérodynamique.

Le niveau sonore dépend de la conception, de la vitesse de rotation et de la situation de montage. Les roues courbées vers l’arrière sont en règle générale plus silencieuses, et des accessoires tels que le FlowGrid ou des diffuseurs peuvent réduire davantage le développement du bruit.

Le rendement dépend de la géométrie des aubes, de l’entrefer radial, du recouvrement axial et de la situation de montage. Même de légères modifications de ces paramètres peuvent influencer sensiblement la performance.

Un espace de montage trop étroit ou une alimentation en air perturbée peut réduire considérablement le débit d’air et le rendement. Des composants tels que le FlowGrid aident à minimiser les pertes de montage et le développement du bruit.