Une unité de condensation refroidie par air de 30 CV installée sur le toit d'un supermarché dans le sud de la Chine affiche un débit de 21 bars un après-midi de juillet alors que le chiffre de conception est de 17 bars. La batterie est propre, la charge de réfrigérant a été vérifiée deux fois, l'unité a à peine deux ans. Ce qui a changé, c'est le côté air : une hélice de remplacement tournant à environ 890 tr/min derrière une grille de protection à mailles fines, soufflant dans environ 40 cm de dégagement mural qui renvoie l'air chaud directement dans l'entrée de la batterie.

Les problèmes de conception des ventilateurs ressemblent rarement à des échecs. Rien ne se déclenche, rien ne déclenche d'alarme : le système se stabilise simplement à une température de condensation plus élevée et la paie à chaque heure de la saison de refroidissement. Il convient de garder à l'esprit la règle générale : chaque 1 K de température de condensation excessive coûte environ 2 à 3 % en puissance du compresseur, donc une erreur de 4 K représente une perte permanente de 10 % sur la facture d'électricité.

Les quatre variables du ventilateur qui déterminent la température de condensation

Avant le nombre de pales, les marques de moteurs ou les styles de protections, un ventilateur de condenseur n'équilibre que quatre éléments. Mettez-les dans le bon ordre et tout le reste devient un travail de détail.

Débit d'air mesuré à la face de la batterie et non à la sortie du ventilateur

Les catalogues des fans proposent la livraison gratuite. Un serpentin à deux rangées avec un espacement des ailettes de 2,0 mm, plus une grille de protection, présente une résistance de 30 à 60 Pa, et la roue glisse le long de sa courbe jusqu'à un débit sensiblement inférieur. Dimensionnez le ventilateur en fonction du point de fonctionnement installé et jamais en fonction de la valeur d'air libre.

Diamètre avant vitesse

Pour le même débit d’air, une turbine plus grande tournant lentement est plus silencieuse et consomme généralement moins d’énergie. Les unités de condensation commerciales utilisent généralement des hélices de 400 à 630 mm ; Les unités industrielles et de toit plus grandes se déplacent jusqu'à 800 mm et au-delà, précisément pour que le moteur puisse rester lent.

Géométrie de la lame, y compris les pièces que personne ne dessine

L'inclinaison, le carrossage, le rapport de moyeu et le nombre de pales déterminent le spectre de bruit et la marge de décrochage. Il en va de même pour l'écart entre la pointe de la pale et l'anneau venturi, qui est autant une tolérance de fabrication qu'une décision de conception.

Le variateur et la logique de contrôle qui le sous-tend

Vitesse fixe avec cycle de ventilateur, deux vitesses ou vitesse variable EC. Ce choix unique détermine le comportement à charge partielle, et c'est à charge partielle que la plupart des condenseurs passent la plupart de leurs heures de fonctionnement.

À quoi ressemblent réellement les bons numéros de conception de ventilateurs

Les arguments sur la conception des fans tournent rapidement en rond car chacun cite un chiffre de mérite différent. La courte liste ci-dessous est ce que nous vérifions pour décider si le côté air d'une unité de condensation est sous-conçu, correctement dimensionné ou s'il lui est demandé de faire quelque chose que la géométrie du serpentin ne peut pas prendre en charge.

Diamètre, vitesse et lois du ventilateur qui punissent les petites pales

Les lois sur les fans sont simples et impitoyables. Le débit d'air évolue avec la vitesse, la pression statique avec le carré de la vitesse, la puissance de l'arbre avec le cube et le son augmente fortement – ​​de l'ordre de 12 à 15 dB pour un doublement de la vitesse de rotation. La conséquence est brutale : si une unité manque de débit d'air, augmenter la vitesse d'une petite roue est la correction la plus coûteuse disponible, en puissance, en bruit et en durée de vie des roulements.

Le diamètre de la turbine permet d'acheter un flux d'air à une vitesse de rotation inférieure. Une hélice de 630 mm à 700 tr/min et une hélice de 450 mm à environ 1 370 tr/min peuvent déplacer un air similaire, mais la plus petite sera généralement plus bruyante, consommera plus de puissance pour le même service et perdra plus de performances une fois que la bobine commencera à s'encrasser. Sur les sites sensibles au bruit, la vitesse de pointe est le chiffre à surveiller : maintenir les pointes de pale en dessous d'environ 60 à 65 m/s évite la forte augmentation du ton de passage des pales que les voisins remarquent en premier, bien avant que tout niveau sonore mesuré ne devienne une plainte officielle.

Dégagement de la pointe, inclinaison de la lame et bruit que les gens remarquent réellement

Le dégagement des pointes est le tueur silencieux des performances du ventilateur. Une augmentation de 2 mm sur une roue de 500 mm ne semble rien sur un dessin, mais elle peut coûter plusieurs pour cent de l'efficacité statique et produire un sifflet à bande étroite qui se propage jusqu'au bâtiment suivant. Les limites pratiques méritent d'être inscrites dans toute spécification : un jeu ne dépassant pas environ 1 % du diamètre de la roue, un rapport de moyeu compris entre 0,3 et 0,4 et un bord de fuite asymétrique ou un espacement irrégulier des pales pour diffuser l'énergie tonale dans un son à large bande. Les tests publiés utilisant des bandes de contrôle de perte de vortex et des profils de pales asymétriques ont signalé des réductions de 1 à 2 dB – des chiffres modestes qui décident du résultat lorsqu'un site se situe 3 dB au-dessus de son permis.

La grille de protection appartient également au ventilateur. Un fin maillage de protection peut ajouter 10 à 20 Pa de résistance et fausser l'afflux ; un grillage de protection plus grossier avec un pas de 20 à 25 mm coûte généralement moins cher pour la même fonction de sécurité.

Un ventilateur 3 dB plus fort produit une puissance sonore deux fois supérieure. Ralentir le même ventilateur de 15 % réduit sa consommation électrique de près de 40 % et son débit d'air de 15 %. Lequel de ces deux chiffres est le plus important dépend de la décision du site et non du catalogue.

Pour une vision plus large de la manière dont les choix de pales et de débit d'air interagissent avec le comportement de la bobine, notre note sur conception du ventilateur et caractéristiques du débit d'air dans les condenseurs refroidis par air suit les mêmes variables au niveau du système.

Adaptation de la commande du ventilateur à l'unité et à l'application

Un ventilateur installé ne fonctionne que dans la mesure où sa stratégie de contrôle le permet. Un condenseur de vente au détail exécutant un circuit à moyenne température entraîné par un inverseur fait varier la vitesse du ventilateur en continu et maintient la pression de condensation dans une bande étroite pendant que la charge du magasin oscille tout au long de l'après-midi ; une unité à vitesse fixe faisant fonctionner trois ventilateurs par étapes fonctionne bien à 32 °C ambiant et a du mal à 2 °C, où le serpentin se condense trop, le sous-refroidissement du liquide s'effondre et le détendeur perd son autorité.

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Sur les unités de condensation semi-hermétiques refroidies par air, le bloc de ventilation est normalement dimensionné pour une température ambiante déclarée avec une petite marge, et la question de conception est de savoir où se situe cette marge : la surface supplémentaire de la face du serpentin est silencieuse, la vitesse supplémentaire du ventilateur ne l'est pas. L'examen de la courbe du ventilateur par rapport à la chute de pression réelle du serpentin, plutôt que par rapport à un débit d'air nominal, est l'étape qui révèle le plus souvent une inadéquation avant que l'unité ne quitte l'usine.

Unité de condensation semi-hermétique refroidie par air, 3HP – 25HP Unité de condensation semi-hermétique refroidie par air couvrant 3 HP à 25 HP et plusieurs réfrigérants, utile pour vérifier les performances du ventilateur par rapport à la chute de pression du serpentin. Voir le produit →

Pour les tâches plus importantes, les unités de condensation à vis font généralement fonctionner deux ou trois ventilateurs sur un serpentin divisé, ce qui permet un fonctionnement partiel du serpentin à un faible débit d'air ambiant et étagé sans arrêter l'ensemble du condenseur. Dans cet agencement, l'espacement des ventilateurs et la séquence de démarrage des ventilateurs sont aussi importants que la conception des pales, car un ensemble de ventilateurs mal séquencés peut aspirer l'air évacué à travers une section de serpentin voisine et annuler l'avantage de la surface supplémentaire.

Unité de condensation à vis pour hautes, moyennes et basses températures Unité de condensation à vis en configurations simples et en parallèle pour plusieurs systèmes de réfrigération, adaptée aux tâches plus importantes avec fonctionnement de ventilateur étagé. Voir le produit →

Vérifications de mise en service révélant un problème de conception du ventilateur

La plupart des défauts côté air peuvent être détectés en une seule visite si les vérifications sont effectuées dans l'ordre, à une température ambiante de conception ou proche de la conception, avec l'unité à charge stable.

1. Confirmez le sens de rotation et l'inclinaison des pales sur la plaque signalétique : un ventilateur triphasé inversé déplace toujours l'air, mais beaucoup moins.
2. Mesurez le courant du moteur et comparez-le avec le chiffre nominal ; un tirage de ventilateur proche de la valeur nominale de la plaque signalétique combat généralement un serpentin restreint ou un venturi mal installé.
3. Vérifiez la température d'approche : la température de condensation moins la température ambiante doit se situer dans la bande de 8 à 12 K sur un serpentin propre au débit d'air de conception.
4. Passez un crayon à fumée autour de l'entrée du serpentin et sur le dessus de l'unité pour détecter la recirculation, le défaut le plus courant sur le toit.
5. Enregistrer la vitesse de vibration et la température du roulement après trente minutes de fonctionnement ; tout ce qui dépasse environ 4,5 mm/s RMS justifie un examen de l'équilibre et du jeu de pointe.
6. Vérifiez l'étage de contrôle (vitesse minimale, zone morte et nombre de ventilateurs autorisés à température ambiante basse) par rapport à la séquence pour laquelle l'unité a été conçue.

Quoi écrire dans une spécification de ventilateur

Quatre lignes séparent une spécification utile d'un ventilateur d'une spécification vague : débit d'air requis à la chute de pression réelle du serpentin plutôt qu'à l'air libre ; pression acoustique autorisée à une distance et une bande d'octave spécifiées ; la plage de contrôle, exprimée en pourcentage de vitesse minimale ; et la température ambiante à laquelle la pleine capacité doit encore être fournie. Ajoutez à cela la classe de corrosion (les sites côtiers et de transformation alimentaire nécessitent des finitions de moteurs et de pales différentes de celles d'un local technique sec à l'intérieur des terres) et l'exigence d'accès pour la maintenance, car un ventilateur qui ne peut pas être retiré sans couper la tuyauterie ne sera pas entretenu.

Une bonne conception de ventilateur de condenseur refroidi par air est rarement la turbine la plus avancée du marché. Il s'agit d'adapter une roue à la résistance réelle de la bobine, de maintenir un jeu de pointe honnête, de choisir un diamètre qui permet au moteur de tourner lentement et de laisser la stratégie de contrôle utiliser cette plage tout au long de l'année. Si ces quatre éléments sont corrects, le condenseur maintient sa température de condensation de conception jusqu'en août, le compresseur dessine ce que la fiche technique a promis et personne dans le bâtiment voisin ne dépose de plainte concernant le bruit.

Si vous spécifiez une unité de condensation ou remplacez un ensemble de ventilateurs sur un serpentin existant, notre équipe d'ingénieurs peut vérifier le point de fonctionnement installé par rapport à vos conditions ambiantes et à votre profil de charge — contactez-nous avec le dessin de la bobine et les détails du site.