Le fonctionnement d’un ventilateur
Selon BV Froid, l’expert en ventilation industrielle, un ventilateur industriel est une turbomachine réceptrice qui donne l’énergie nécessaire pour produire un écoulement de l’air dans un circuit de ventilation. Il doit être prévu pour extraire une certaine quantité d’air sous une certaine pression (qui dépendra de la résistance du circuit). La puissance d’un ventilateur dépend à la fois de ses caractéristiques propres et de la perte de charge rencontrée sur le circuit. Notre choix d’un ventilateur est directement associé à la perte de charge maximale pouvant exister dans une installation. À une vitesse de rotation donnée, un ventilateur peut être caractérisé par des variations, en fonction du débit traversant le ventilateur, mesurable en quatre points :
- la pression totale du ventilateur, définie comme la différence entre les pressions totales à la bride de refoulement et à la bride d’aspiration ;
- la puissance absorbée ou puissance à l’arbre, puissance mécanique fournie à l’arbre d’entraînement du ventilateur ;
- le rendement du ventilateur, défini comme le rapport de la puissance utile sur la puissance absorbée ;
- la puissance acoustique. Si la vitesse de rotation varie, le débit varie proportionnellement à la pression engendrée.
Le ventilateur fonctionne par un moteur généralement électrique ou pneumatique. Selon les précisions de BV Froid, des conditions de fabrication spéciales peuvent être imposées en cas d’atmosphères explosives. Pour certaines applications spécifiques, le ventilateur peut être remplacé par un injecteur alimenté en air comprimé.
Les différents types de ventilateurs
Le rendement du ventilateur peut varier selon le modèle et le point de fonctionnement. On ne peut donc pas adapter n’importe quel ventilateur à n’importe quel réseau. Il existe deux grandes catégories de ventilateurs : les ventilateurs centrifuges et les ventilateurs hélicoïdes.
Dans les ventilateurs centrifuges (ou radiaux), l’air est aspiré de manière parallèle à l’axe de rotation d’une roue à aubes tournant dans une volute et est expulsé à la périphérie par la force centrifuge suivant un plan perpendiculaire à l’axe de rotation. En effet, les ventilateurs centrifuges permettent d’obtenir des débits moyens importants avec des pressions élevées (jusqu’à 25 000 Pa et plus). Ils sont bien faits pour le transport de l’air dans des réseaux longs ou ramifiés.
Dans les ventilateurs de type hélicoïdes (ou axiaux), l’air peut entrer et sortir parallèlement à l’axe de rotation de la roue. Les ventilateurs hélicoïdes simples peuvent générer des flux très importants, mais sont limités à des pressions faibles (généralement inférieures à 250 Pa), ce qui restreint leur emploi à des circuits de faible longueur ou à l’installation dans une paroi (par exemple, une ventilation générale d’ateliers). Les ventilateurs hélicoïdes existent également dans une version améliorée, comportant des pales plus épaisses et profilées, un moyeu large et caréné et des aubes stationnaires (redresseurs) neutralisant les mouvements de giration de l’air.
Selon BV Froid, toujours, les ventilateurs de ce type ont un fonctionnement qui se rapproche de celui des centrifuges, pour un encombrement plus réduit, et des pressions totales pouvant aller jusqu’à 600 à 1 500 Pa environ. Les ventilateurs hélicoïdes et centrifuges peuvent être soit accouplés directement à l’arbre moteur, soit reliés à celui-ci par l’intermédiaire d’une transmission par poulie et courroie.
