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6 SYSTÈMES DE VENTILATEURS
Sélectionnez des composants efficaces et utilisez moins de
dispositifs de contrôle à clapets.
Les ventilateurs sont des appareils capables de propulser de l'air à travers un réseau de conduites. Deux moyens permettent d'optimiser le rendement d'un système de ventilateurs :
- choisir des ventilateurs capables de fournir le meilleur rendement pour une application donnée;
- examiner périodiquement les ventilateurs pour veiller à ce qu'ils n'entraînent que des pertes minimales en période de pointe.
6.1 TABLEAU DE SÉLECTION ET D'UTILISATION DES VENTILATEURS
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RADIAUX |
COURBÉS VERS L'AVANT |
COURBÉS VERS L'ARRIÈRE |
AXIAUX |
| Application |
– conviennent là où il y a de l'érosion
– utilisés pour un convoyeur pneumatique
– les pales plates résistent à l'érosion causée
par le matériau transporté
– non adaptés aux systèmes CVC ou aux appareils à
combustion
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– utilisés dans les systèmes nécessitant une vitesse
de soufflage élevée
– employés dans les systèmes nécessitant de petits
ventilateurs et avec les systèmes CVC
– des dépôts s'accumulent sur les pales si on utilise le
ventilateur dans un endroit où l'air est vicié
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– utilisés dans les grandes installations où les contaminants
s'incrustent sur les pales ou les érodent
– employés dans les systèmes combinés à basse
et haute pression statique, c.-à-d. les systèmes CVC
– des modèles sur mesure peuvent être employés dans
les milieux où il y a de l'érosion
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– utilisés dans un très grand nombre d'installations, même
là où il y a un peu de poussière dans l'air
– utilisés dans les systèmes CVC, les dés humidificateurs, les appareils à combustion et les séchoirs industriels
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Principe de fonction-
nement |
– habituellement, le moyeu comporte de 6 à 10 pales radiales
– les pales sont droites ou légèrement courbées
– elles peuvent être munies de plaques d'usure amovibles
– à part les ventilateurs courbés vers l'avant, c'est
le plus petit ventilateur produisant une certaine performance nominale
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– la vitesse du courant d'air produit par les 24 à 64 pales convexes
dépasse la vitesse périphérique, et l'air ambiant
reçoit surtout de l'énergie cinétique
– l'enveloppe est en forme de volute
– le jeu entre le pavillon d'aspiration et la roue n'est pas essentiel
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– d'habitude, le moyeu comporte de 9 à 16 pales d'épaisseur
uniforme, qui sont inclinées en sens contraire par rapport au sens
de rotation
– la puissance d'entrée chute quand le débit augmente, ce
qui rend les surcharges presque impossibles
– un jeu serré entre la roue et le pavillon d'aspiration doit être
maintenu
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– l'air quitte le rotor à une vitesse inférieure à
la vitesse périphérique
– les pales relativement épaisses sont plus robustes
– pour atteindre un rendement à haute pression statique, un jeu
serré doit être maintenu entre la roue et le pavillion d'aspiration
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| Rendement statique |
50%–60% |
60%–70% |
75%–80% |
80%–85% |
| Débit Maximum |
7 080–14 160 m3/mn*
(250 000– 500 000 pi3/mn) |
~566 m3/mn
(~20 000 pi3/mn) |
14 160–21 240 m3/mn
(500 000– 750 000 pi3/mn) |
14 160–25 488 m3/mn (500 000– 900 000 pi3/mn) |
| Pression Maximale |
12 – 5 kPa
(1,8 – 0,7 lb/po2†) |
~0.75 kPa
(~0,1 lb/po2) |
8–2 kPa
(1,1 – 0,3 lb/po2) |
8–4 kPa
(1,1 – 0,5 lb/po2) |
| Puissance Maximale |
500 – 1 000 hp |
15 – 30 hp |
1 000 – 2 000 hp |
1 000 – 3 000 hp |
| Advantages |
– autonettoyage
– peut être conçu avec une grande résistance structurale
pour atteindre de hautes vitesses et de hautes pressions
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– silencieux
– fonctionne à vitesse modérée
– ventilateur plus petit pour le même travail
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– le moteur peut être dimensionné pour couvrir toutes les
zones de fonctionnement
– en choisissant le bon ventilateur, on peut obtenir un rendement maximal
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* mètre cube/minute
† livres par pouce carré
6.2 POSSIBILITÉS RELATIVES AUX SYSTÈMES DE
VENTILATEURS
| VENTILATEURS |
SYSTÈMES DE VENTILATEURS INEFFICACES |
| Mauvaise application |
- Les ventilateurs choisis en fonction de leur bas prix d'achat peuvent être améliorés ou
remplacés par des modèles plus efficaces.
- Les améliorations aux chapitres de la métallurgie et de la conception des ventilateurs ont permis
de créer des modèles plus efficaces pouvant servir à une plus grande variété d'applications.
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| Méthodes de contrôle |
- Les clapets de sortie sont des dispositifs de contrôle de débit
inefficaces.
- Les registres à papillon placés près de l'entrée
du ventilateur créent de la turbulence et diminuent la performance.
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| Aubes de guidage |
- Les aubes variables de guidage d'entrée utilisées
pour contrôler le débit sont généralement
plus efficaces lorsque le débit se maintient entre 85 et 100
% de son niveau maximal, mais elles ne conviennent pas à des
environnements difficiles.
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| VENTILATEURS |
ENTRETIEN |
| Haute résistance |
- Le ventilateur doit « lutter » contre la résistance
créée par l'accumulation de résidus dans les
aubes de guidage d'entrée et sur la roue à aubes.
- Les causes de haute résistance comprennent les écrans,
les filtres et les enroulements sales.
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| Fuites de débit |
- Le fluide perdu à cause de fuites représente une perte
d'énergie.
- La détérioration des joints statiques des systèmes
de ventilateurs est susceptible de desserrer les flexibles et de tordre
les brides; il pourrait donc y avoir des fuites à ces endroits.
- La corrosion ou l'érosion des conduites peut aussi causer
des fuites.
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| VENTILATEURS |
FACTEURS AFFECTANT LE SYSTÈME |
| Conception des entrées et des sorties |
- Le débit d'air le plus efficace est un débit uniforme et non contrôlé.
- Les coudes localisés directement sur les entrées du ventilateur augmentent
les pertes et doivent être évités.
- Les obstructions à l'entrée et à la sortie causent
des turbulences.
- Les raccords flexibles nuisent souvent au passage de l'air et entravent le débit.
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| Orientation du ventilateur |
- Les ventilateurs doivent être orientés de façon
à assurer un écoulement uniforme de l'air, car on maintiendra
la turbulence au minimum en propulsant l'air dans le sens de rotation
de la turbomachine.
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| Déflecteurs |
- Il faut installer des déflecteurs pour corriger les problèmes
à l'entrée et à la sortie, comme la présence
d'un coude trop près d'une entrée.
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| Coudes |
- Les coudes ronds offrent moins de résistance que les coudes
carrés.
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6.3 MÉCANISMES DE CONTRÔLE
Voici une comparaison de la puissance requise pour obtenir un débit donné avec
divers mécanismes de contrôle. La différence entre les valeurs de puissance des
mécanismes indique le potentiel d'économie d'énergie. Le contrôle par EVR offre
des économies supérieures avec tous les débits. Avec un débit de 85 à 100 %, un certain nombre de dispositifs de contrôle peuvent être évalués sur le plan du rendement et des économies.
Mécanismes de contrôle
6.4 LISTE DE VÉRIFICATION DES DONNÉES SUR LES SYSTÈMES DE VENTILATEURS
En vous fondant sur les caractéristiques de fonctionnement et de rendement, déterminez les possibilités d'améliorer l'efficacité de votre ventilateur.
Renseignements sur le système – Où et quand le ventilateur est-il utilisé?
Service/système : ________________________
Description du système : ________________________
Fonctionnement annuel (heures) : ________________________
Fabricant du ventilateur : ________________________
Âge (ans) : ________________________
Vérification rapide aux fins d'optimisation – Un grand nombre de « oui » indique de meilleures possibilités d'amélioration.
Contrôles – Inspectez les contrôles du système de ventilation et les mécanismes indicateurs.
Renseignement sur le ventilateur
| Puissance nominale : hp |
Vitesse nominale : tr/min |
| Débit réel : pi3/mn |
Pression réelle : kPa (si connue) |
| Débit nominal max. : pi3/mn |
Pression nominale max. : kPa |
Moteur
Fabricant du moteur :
Modèle
hp tr/min NEMA Rendement Ampérage à charge pleine
Cycle de fonctionnement en charge – Coût de l'énergie consommée $/kWh
Coût moyen = heures (h) X puissance (kW) X coût ($/kWh)
Courant triphasé (kilowatts) = 1,73 X ampères X volts X facteur de puissance ÷ 1 000 (section 4.3)
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% DÉBIT
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HEURES
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AMPÉRAGE (EN AMPÈRES)
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TENSION (EN VOLTS)
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POSITION DU CLAPET
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VENTILATEUR (TR/MIN)
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PUISSANCE (EN kW)
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COÛT MOYEN
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La présente liste sert à colliger d'importants renseignements sur votre équipement et sur ses spécifications. Ces données peuvent être comparées aux critères d'évaluation des équipements afin d'identifier ceux qui ont le meilleur potentiel d'économie d'énergie et de vous permettre de réviser vos procédures d'entretien et vos politiques d'achat pour ainsi optimiser le rendement de vos équipements.
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