Ventilation industrielle : le guide pratique

QU'EST-CE QU'UN VENTILATEUR INDUSTRIEL ?

Les ventilateurs industriels sont essentiels dans de nombreuses industries. Les industries de la chimie, de la médecine, de l'automobile, de l'agriculture, de la climatisation, de la réfrigération, de la transformation des aliments ou encore de la construction nécessitent souvent leur utilisation pour faire circuler l'air frais et améliorer le conditionnement de l’air. Les gymnases, les entrepôts et les garages de stationnement souterrains ont également besoin de ces ventilateurs industriels pour assurer la santé et la sécurité des utilisateurs au sein de leurs bâtiments.

Une brève définition de la ventilation industrielle

Les ventilateurs industriels ont été créés pour fournir un flux d'air et de gaz indispensables à de nombreuses usines et sites industriels.

Ainsi, ils brassent l'air dans les espaces clos, remplaçant celui qui est vicié et pollué par de l'air frais. Ils peuvent être utilisés pour de nombreuses applications, comme le refroidissement et le séchage, ce qui est le cas dans de nombreux chantiers de construction.

Les ventilateurs industriels sont essentiels dans certaines usines car ils permettent de prévenir d'une trop grande élévation de la chaleur et empêchent la stagnation de l'air. Ils aident à réduire les niveaux d'humidité dans les spas, les serres et les salles de bain.

Les ventilateurs industriels aident également à éliminer la fumée et les odeurs dans les espaces de cuisson et de traitement des déchets. Ils aident aussi à réguler les vapeurs gazeuses dans les industries chimiques et les ateliers d'automobile.

Cela est possible en faisant tourner un certain nombre de pales, reliées à un moyeu et à un arbre de transmission, le tout entraîné par un moteur. Les débits de ces ventilateurs varient en fonction de leur application. Il va sans dire que la santé de milliers de travailleurs et de clients est protégée chaque jour grâce au fonctionnement et à l'utilisation de ventilateurs industriels de qualité.

Les ventilateurs industriels se présentent sous différentes tailles et différents types pour des utilisations variées. La taille de chaque ventilateur industriel dépend fortement de la taille de l'environnement dans lequel il sera utilisé.

Généralement utilisés dans les espaces dont le volume et la pression statique sont élevés, les ventilateurs industriels sont classés selon une désignation numérique basée sur la taille et la construction du ventilateur.

Fondamentalement, plus le numéro de classe est élevé, plus le ventilateur sera performant et coûteux. Les ventilateurs portables, de plus petite taille, sont principalement utilisés pour le nettoyage et les espaces restreints, ne nécessitant qu'une petite circulation d'air temporaire.

Il est donc nécessaire de connaître la taille de l'installation où l'installation du ventilateur est prévue et de choisir en conséquence, la classe correspondante.

Trois grandes catégories différentes de ventilateurs ou de ventilateurs industriels peuvent être cités :

• Les ventilateurs autonomes
• Les ventilateurs muraux et montés sur panneau,
• Les ventilateurs à conduit.

LES DIFFÉRENTES CATÉGORIES DE VENTILATEUR

Chaque ventilateur que nous avons précité, a une fonction ou un objectif différent.

Les ventilateurs autonomes ne nécessitent aucun montage, comme leur nom l'indique. Ils sont les plus polyvalents et peuvent être installés n'importe où, pour augmenter la circulation de l'air et refroidir l'air ambiant.

Parmi ces ventilateurs se trouvent les ventilateurs industriels portables comme l'extracteur diam20, référence 42010050  ou encore le ventilateur mobile ebmpapst référence 13535501 disponible sur notre site.

Les ventilateurs muraux et/ou montés sur panneau, quant à eux, peuvent être fixés à un mur afin de ventiler une zone. Vous pourrez également retrouver dans cette catégorie, les ventilateurs d'extraction permettant d'éliminer les gaz nocifs et les odeurs désagréables à travers une ouverture dans le mur. Dans cette gamme, vous retrouverez sur notre site les ventilateurs hélicoïdes ou centrifuges SODECA ou HELIOS .

Les ventilateurs à conduits, utilisent des entretoises ou des brides de support à monter. Les ventilateurs « d'échappement » sont souvent classés dans ce groupe de ventilateurs. Les ventilateurs de plafond utilisent des brides spécialement conçues pour être montés à l'intérieur des systèmes de ventilation. Ils sont plus efficaces pour éliminer les émanations nocives lors de la création ou de l'élimination de produits industriels.

LES PIÈCES D'UN VENTILATEUR INDUSTRIEL ET LEURS FONCTIONS

Afin de mieux comprendre comment fonctionne un ventilateur industriel, nous allons essayer de voir les principales pièces qui le composent et en expliquer l'utilité.

Le cône d'admission : est un composant permettant de diriger l'air dans le boîtier du ventilateur. Il a généralement une autre fonction, celle de relier le ventilateur aux tuyaux. Les dimensions et formes du cône d'entrée dépendent du type et de la fonction du ventilateur industriel.

La roue à aubes : est ce qui constitue le cœur même du ventilateur industriel. Il s'agit d'un composant rotatif sur lequel sont placées les lames.

Le boîtier : est la structure qui contient la roue. L'air à brasser traverse le boîtier et se dirige vers le système de ventilation. L'air circulant dans ce dernier est comprimé et, par conséquent, augmente de vitesse. Les performances du ventilateur dépendent de la physionomie de la roue et de la forme du boîtier.

La porte d'inspection : est une petite porte placée sur le boîtier, très utile pour les inspections ou pour effectuer différents travaux de maintenance.

Le socle du moteur : est le support sur lequel le ventilateur est installé, qui distingue le socle du moteur direct (utilisé dans les ventilateurs à entraînement direct) et le socle du bloc de palier (utilisé dans les ventilateurs à entraînement par courroie). Pour les ventilateurs de grande taille, le socle est directement soudé sur le boîtier.

Le palier (support) : est le composant responsable de la transmission du ventilateur industriel. Le bloc de roulement est soumis aux efforts mécaniques, tels que la vitesse et le couple, qui sont liés à la transmission par courroie

La roue de refroidissement : est une petite roue glissée sur le moyeu de la roue pour les ventilateurs à entraînement direct ou sur l'arbre de support pour les ventilateurs à courroie. Elle est utilisée pour évacuer ou dissiper la chaleur du flux d'air, qui passe à travers le boîtier, afin d'éviter d'endommager les pièces les plus délicates, telles que les roulements et pièces électriques du moteur ou les roulements et pièces mécaniques du support.

Les courroies et poulies : elles sont fournies dans la « transmission » des ventilateurs à entraînement indirect. Elles doivent être choisis par des techniciens qualifiés car les performances souhaitées du ventilateur ainsi que le nombre nominal de tours du moteur (tr / min) affectent leur choix.

Le carter de transmission : son objectif est de protéger la courroie de transmission et, d'accroître la sécurité de la disposition des courroies, de manière à éviter tout contact accidentel avec la courroie mobile, en particulier en cas de rupture de cette dernière.

La base unitaire : est le support du ventilateur industriel à courroie, qui sert de support pour l'installation du ventilateur industriel. Elle relie le moteur et le ventilateur, entraînés par une courroie, sur un support commun.

La roue axiale à ailettes : est le composant rotatif des ventilateurs axiaux, souvent équipés de pales aérodynamiques en fonte d'aluminium.

Le moteur : les moteurs électriques de ventilateur servent à faire tourner la roue et à faire fonctionner l'ensemble du ventilateur.

Le boîtier du ventilateur (ou tambour) : est le boîtier du ventilateur à flux axial, qui comprend une base soudée pour le moteur, afin de créer le flux d'air axial.

Le boîtier axial à entraînement par courroie : est un tambour doté d'un entraînement par courroie. Le support est fixé sur la base et, par la transmission, est connecté au moteur externe.

LES DIFFÉRENTES SORTES DE VENTILATEUR INDUSTRIEL

La plupart des ventilateurs industriels peuvent être classés en deux types, si nous prenons en compte leurs modes de fonctionnement : les ventilateurs axiaux et les ventilateurs centrifuges.

Ventilateurs Axiaux

Parfois aussi appelés ventilateurs à hélice, ce type de ventilateur déplace de grands volumes d'air à des pressions relativement basses.

L'air entre et sort du ventilateur, le long de l'axe du moyeu de ce dernier. Ainsi, ils peuvent être utilisés de manière variée, comme pour le refroidissement de l'électronique, les condenseurs et les évaporateurs dans les domaines de la réfrigération commerciale et industrielle et  la ventilation de bâtiments et de tunnels. Les ventilateurs hélicoïdes ebmpapst correspondent à ces applications.

Leur conception utilise des forces axiales pour obtenir le mouvement de l'air ou du gaz, en faisant tourner un moyeu central avec des pales s'étendant radialement à partir de son diamètre extérieur.

L'air est ainsi déplacé parallèlement à l'axe de rotation de la roue du ventilateur. Il est parfois inséré dans une courte section de canalisations cylindriques, à laquelle des conduits d'entrée et de sortie peuvent être raccordés.

Certains types de ventilateurs axiaux possèdent des roues de ventilateur dont le diamètre varie généralement de moins de 0,3 mètre à plus de 9 mètres (30 pieds). Les roues de ventilateur axiaux présents dans certaines tours de refroidissement ne dépassent généralement pas les 25 mètres de diamètre. En général, ces ventilateurs sont utilisés pour obtenir un volume de flux important.

Ventilateurs Centrifuges

Ce type de ventilateur utilise la force centrifuge générée par un disque rotatif, avec des pales montées perpendiculairement au disque, pour imprimer un mouvement à l'air ou au gaz et augmenter sa pression.

L'assemblage du moyeu, du disque et des pales est appelé roue de ventilateur et comprend souvent d'autres composants dotés de fonctions aérodynamiques ou structurelles.

La roue de ventilateur centrifuge est généralement contenue dans un boîtier de forme spirale. L'air ou le gaz à l'intérieur du ventilateur en rotation est projeté à l'extérieur de la roue vers un orifice de sortie ayant un diamètre plus large que le boîtier. Cela permet d'aspirer simultanément plus d'air ou de gaz dans la roue.

Il existe deux principaux types de ventilateurs centrifuges :

• Ventilateurs centrifuges incurvés vers l'avant

Ceux-ci se caractérisent par de nombreuses petites lames qui se courbent dans le sens de la rotation. Ils nécessitent plus de puissance, mais accélèrent à mesure qu'ils rencontrent de la résistance et nécessitent un boîtier en spirale pour fonctionner efficacement. L'air est évacué tangentiellement, généralement par une décharge rectangulaire ou circulaire. Les ventilateurs utilisés dans les armoires de sécurité sont en grande partie de ce type.

Développant une haute pression de manière relativement silencieuse, ces ventilateurs sont souvent utilisés dans des systèmes à conduits, tirant également parti de leurs distributions directionnelles.

• Ventilateurs centrifuges incurvés vers l'arrière

Les ventilateurs centrifuges incurvés vers l'arrière ont un plus petit nombre de pales, pouvant être dotées d'une section de voilure qui s'incline dans le sens de la rotation.

La puissance maximale et la vitesse minimale coïncident à un point situé quelque part au milieu de la courbe du ventilateur et, tant que le moteur est dimensionné pour fonctionner à ce point, le ventilateur est réputé avoir une « capacité de non-surcharge ». Le ventilateur peut être utilisé avec ou sans boîtier en spirale, offrant une grande flexibilité dans la conception du système.

Ce type de ventilateur nécessite une vitesse plus élevée pour générer de la pression que les ventilateurs incurvés vers l'avant de taille similaire. Les ventilateurs incurvés vers l'arrière sont par contre plus économes en énergie. Il est courant que les très grands systèmes de ventilation utilisent généralement des ventilateurs incurvés vers l'arrière pour réduire la consommation d'énergie.

Vous pourrez d'ailleurs retrouver sur notre site, les meilleures marques de ventilateurs centrifugeuses comme ebmpapst, NICOTRA, HELIOS ou SODECA.

LES CRITÈRES À PRENDRE EN COMPTE POUR UN CHOIX DE VENTILATEUR

Comme nous l'avons déjà précisé, les ventilateurs industriels offrent de nombreux avantages lorsqu'ils sont utilisés correctement dans des environnements industriels. Ils créent une atmosphère saine en éliminant les polluants, les contaminants contenus dans l'air, la fumée et réduisent les odeurs.

En réduisant les niveaux de chaleur et d'humidité, les ventilateurs industriels procurent également divers avantages environnementaux.

Ils viennent dans une grande variété de fonctions et de styles qui diffèrent par la direction du flux d'air dans ou hors de la pièce et par sa vitesse.

Lorsque vous choisissez un ventilateur industriel, veillez à évaluer le service que vous souhaitez fournir, les conditions environnementales ainsi que les niveaux de pression et les superficies de la zone ciblée.

Il est donc nécessaire de savoir si l'endroit où vous souhaitez installer vos ventilateurs nécessite de grands volumes d'air, une pression basse ou élevée…

Vous devez donc prendre en compte des facteurs tels que :

• La densité de l'air à déplacer
• La température de l'air
• L'humidité

Lors de la détermination de la pression requise, il est important de prendre en compte les restrictions du système.

Par exemple, une pression supplémentaire peut être nécessaire pour obtenir un écoulement à travers un filtre ou pour compenser une chute de pression due à la longueur, la taille et la complexité de l'installation.

Dès le début du processus de conception, les conduits doivent être soigneusement évalués et rendus aussi efficaces que possible. Cela aura une répercussion bénéfique sur le coût total de l'installation, sur l'efficacité du ventilateur et sur les coûts de fonctionnement.

En réalité, de nombreux facteurs ont une incidence sur les spécifications des ventilateurs. Certaines applications exigent des caractéristiques de circulation d'air particulières, comme c'est le cas pour le refroidissement, le séchage, l'évacuation d'air et devraient faire l'objet d'une évaluation de la « résistance du système ». Ce n'est qu'en évaluant tous les facteurs d'impact comme la résistance au débit, les unités de puissance, la taille à couvrir ou l'encombrement dans l'espace qu'il sera possible d'assurer une efficacité et une fiabilité maximales du ventilateur et des équipements concernés.

N'hésitez donc pas à nous demander conseil pour tous vos achats de ventilateurs, et accessoires comme ceux de la marque EBMPAPST, NICOTRA, HELIOS ou SODECA. Nous nous ferons un plaisir de vous aider quant au choix du ventilateur industriel qui conviendra à votre situation.