Les Lois des Ventilateurs

Le fonctionnement d’un ventilateur est soumis à certaines lois mécaniques. Que se passe-t-il si la vitesse change en raison d’une régulation à l’aide d’un variateur de fréquence ?

• Si la vitesse est modifiée, le volume d’air va évoluer proportionnellement.
• La pression (∆ PStat) pouvant être supportée par le ventilateur, correspondant au volume d’air, va augmenter ou diminuer de manière quadratique avec la vitesse.
• La consommation électrique va passer à la 3^e alimentation si la vitesse change.

Un exemple

Si : tr/min = 1 400 tr/min, volume = 10 000 m³/h avec ∆ Pstat de 80 Pa et une consommation électrique Pin = 500 watts.

La vitesse diminue ensuite de 50 %, à 700 tr/min. Alors le volume = 5 000 m³/h avec ∆ Pstat de 20 Pa et une consommation électrique Pin = 62,5 watts. Les nouvelles valeurs de chaque point de la courbe du ventilateur peuvent maintenant être comptées. Cela permet de créer une courbe valide pour la nouvelle vitesse.

Que pouvons-nous tirer de ces informations ?

Si nous n’utilisons pas la pression maximale recommandée d’un ventilateur, mais que nous la réglons en fonction de la pression voulue dans le système, il est alors possible de faire d’importantes économies d’énergie.

Le problème étant que le rendement aussi diminue et qu’il faut donc installer davantage de ventilateurs. Dans l’exemple du début de l’article, nous avons vu que si nous avons besoin de 20 Pa nous ne consommons que 1/8 de la puissance pour la ½ du volume d’air. Ainsi, pour obtenir à nouveau 100 % d’air, nous avons besoin de 2 ventilateurs tournant à 50 % et consommant conjointement 25 % de l’électricité précédemment utilisée !

Que se passe-t-il en cas de changement du poids de l’air à transporter ?

Le poids de l’air (ρ) aussi peut changer, par exemple dans les zones où il est plus chaud ou plus froid ou bien dans les lieux affichant des hauteurs géographiques différentes. Si ρ change (plus ou moins lourd que le poids standard ρ = 1,2 kg/m³), la consommation électrique va évoluer proportionnellement au nouveau ρ. Il en va de même pour la pression (∆ PStat). Cela change proportionnellement avec le nouveau ρ, alors que le volume reste identique.

Si : ρ = 1,2 kg/m³

Volume d’air = 10 000 m³/h avec ∆ Pstat de 80 Pa et P_in = 500 watts

Nous avons maintenant une hauteur ou une température différente où ρ = 0,6 kg/m³.

Le volume d’air reste 10 000 m³/h avec ∆ Pstat de 40 Pa et P_in = 250 watts

La ligne de résistance conserve les mêmes propriétés quand ρ change. La pression change également avec le nouveau ρ à volume d’air constant.