2. Sélection du pôle pour la vitesse du ventilateur
3. Indice de protection IP55 et protection contre la corrosion
4. Calcul de la puissance du ventilateur
5. Méthode de démarrage et commande à deux vitesses
6. Série Y2 pour tours de refroidissement
7. Applications des tours de refroidissement
8. Foire aux questions
1. Environnement du moteur de la tour de refroidissement
Les moteurs des ventilateurs de tours de refroidissement fonctionnent dans des conditions environnementales qui accélèrent leur dégradation plus rapidement que dans presque toutes les autres applications industrielles. Il est donc essentiel de bien comprendre chaque condition pour spécifier correctement le moteur.
L'air traversant la tour de refroidissement est saturé (100% HR) à l'entrée du ventilateur. Toute surface du moteur située en dessous du point de rosée de cet air saturé accumule de la condensation en continu. Cette condensation pénètre dans les carters de moteur dont l'indice de protection est inférieur à IP65, humidifie l'isolation des enroulements et provoque une dégradation de la résistance d'isolation ainsi qu'une défaillance prématurée des enroulements.
Le ventilateur aspire non seulement de l'air saturé, mais aussi de fines gouttelettes d'eau entraînées par le flux d'air provenant de la zone de remplissage. Ces gouttelettes, chargées de minéraux (carbonate de calcium, silice, sels dissous), se déposent sur les surfaces du moteur lors de l'évaporation de l'eau, formant un dépôt minéral qui absorbe l'humidité et accélère la corrosion.
L'eau de refroidissement est traitée avec des biocides (chlore, brome, composés d'ammonium quaternaire) pour lutter contre la légionellose et les algues. Ces produits chimiques se retrouvent dans les gouttelettes qui atteignent le moteur et peuvent, à terme, attaquer la peinture du moteur et le vernis des bobinages. Les inhibiteurs de tartre et de corrosion présents dans l'eau de refroidissement augmentent encore l'exposition chimique.
Les moteurs des ventilateurs de tours de refroidissement subissent d'importantes variations de température : air chaud et humide en pleine charge (40 à 50 °C de température ambiante à proximité du ventilateur), air froid la nuit ou lors des arrêts hivernaux (inférieur à 0 °C dans les régions froides), et choc thermique dû au refroidissement rapide du moteur à l'arrêt. L'isolation de classe F résiste aux effets des cycles thermiques sur l'isolation des enroulements, contrairement aux moteurs isolés en classe B.
2. Sélection du pôle pour la vitesse du ventilateur de la tour de refroidissement
Les ventilateurs des tours de refroidissement sont des ventilateurs axiaux de grand diamètre (1,5 à 10 m) fonctionnant à faible vitesse de rotation afin de limiter la vitesse périphérique des pales et ainsi réduire le bruit et optimiser leur rendement. La vitesse de rotation est déterminée par la conception aérodynamique de la tour, mais se situe généralement entre 300 et 900 tr/min pour les grandes tours de refroidissement industrielles et entre 700 et 1 200 tr/min pour les tours de refroidissement compactes.
Tours de refroidissement préfabriquées avec petits ventilateurs (0,5 à 1,5 m de diamètre) où la vitesse finale du ventilateur est atteinte par un réducteur à boîte de vitesses ou à courroie. Également utilisé pour l'entraînement direct sur les petites tours de refroidissement à tirage forcé dont la vitesse nominale du ventilateur est de 1 200 à 1 400 tr/min.
Norme pour les applications à entraînement direct des tours de refroidissement. La vitesse de 960 tr/min se situe dans la plage de fonctionnement de la plupart des pales de ventilateur de tours de refroidissement en PRV de grand diamètre (2 à 6 m) sans nécessiter de réducteur. Spécification la plus courante pour les tours de refroidissement industrielles et de CVC.
Les très grandes tours de refroidissement, dont les ventilateurs ont un diamètre supérieur à 5 m, sont concernées car une vitesse de rotation périphérique de 960 tr/min dépasserait les limites de conception. Ce type de vitesse est également utilisé pour les tours de refroidissement silencieuses, où une vitesse de 720 tr/min réduit le bruit aérodynamique par rapport à un fonctionnement à 960 tr/min pour un même débit d'air.
Moteur à deux vitesses et à polarité inversée pour tours de refroidissement nécessitant deux vitesses de ventilation (vitesse élevée en période de forte demande estivale, vitesse réduite par temps doux). Le moteur YD remplace deux moteurs distincts et simplifie l'utilisation des relais de commutation d'enroulement externes. Voir la section 5 pour la commande.
3. Protection IP55 et contre la corrosion pour les services de tours de refroidissement
Le moteur est positionné dans le flux d'air au-dessus de la zone de remplissage, directement exposé à l'air chaud saturé d'eau et aux gouttelettes d'eau provenant des buses de pulvérisation situées en dessous. L'indice de protection IP55 (protection contre la poussière et les jets d'eau de toutes directions) est l'exigence minimale pour l'installation d'un moteur de ventilateur de tour de refroidissement. L'indice IP55 empêche la pénétration directe des gouttelettes d'eau transportées par le flux d'air et limite la vitesse à laquelle l'air humide pénètre dans le carter du moteur par ventilation. Il a été démontré que les moteurs classés IP54 ou inférieurs peuvent tomber en panne en raison de la dégradation de l'isolation des enroulements dans les tours de refroidissement après 2 à 4 ans d'utilisation, ce qui exige la spécification IP55 pour un fonctionnement fiable à long terme.
Les peintures et revêtements de châssis standard des moteurs sont conçus pour les environnements industriels secs et se dégradent rapidement dans l'atmosphère humide et chargée de minéraux des tours de refroidissement. L'option de tour de refroidissement Korea Ever-Power série Y2 comprend : une imprégnation des enroulements à base d'époxy avec spécification de résistance à l'humidité ; un primaire époxy de qualité marine et une couche de finition en polyuréthane sur toutes les surfaces externes ; des vis de boîtier de raccordement et des fixations de plaque signalétique en acier inoxydable ou galvanisés à chaud ; et des joints racleurs en carbure de silicium sur les traversées d'arbre. Ces traitements anticorrosion prolongent la durée de vie typique d'un moteur de tour de refroidissement de 2 à 4 ans (moteur standard) à 8 à 15 ans (spécifications de la tour de refroidissement Y2).
Chauffages d'appoint : pour les tours de refroidissement en climat froid où le moteur peut être soumis à des températures inférieures à 5 °C lors d'arrêts prolongés, il est recommandé d'installer des chauffages d'appoint (anti-condensation) montés sur le moteur, au niveau de l'enroulement. Ces chauffages de 50 à 150 W maintiennent l'enroulement au-dessus du point de rosée pendant l'arrêt, empêchant ainsi la formation de condensation dans la cavité de l'enroulement. Les chauffages d'appoint doivent être mis hors tension lorsque le moteur fonctionne et sous tension lorsque le moteur est arrêté ; un simple relais de sécurité sur le contacteur du moteur assure cette mise hors tension automatiquement.
4. Calcul de la puissance du moteur du ventilateur de la tour de refroidissement
Vitesse du ventilateur : entraînement direct à 6 pôles à 960 tr/min
Vitesse de rotation des pales du ventilateur : π × 4,0 × 960/60 = 201 m/s —
Attendez — cela dépasse les limites, donc :
Vitesse de rotation des pales du ventilateur : π × 4,0 × 960 ÷ 60 = 201 → vérification :
pointe en V = π × D × n/60 = π × 4,0 × 960/60 = 201 m/min = 33,5 m/s
(dans les limites typiques d'un ventilateur en PRV de 35 à 45 m/s)
Pression statique du ventilateur ΔP = 45 Pa (tour typique à faible résistance)
Rendement du ventilateur η-ventilateur = 0,72 (flux axial au point de conception)
Puissance à l'arbre = Q × ΔP ÷ η-ventilateur = 41,7 × 45 ÷ 0,72 = 2 605 W
Rendement du moteur IE3 à 6 pôles ≈ 0,90
Puissance absorbée par le moteur = 2 605 ÷ 0,90 = 2,9 kW
Avec un facteur de service de 1,2 : Sélectionnez Y2 4,0 kW, 6 pôles, IP55
Remarque : la puissance réelle du moteur du ventilateur de la tour de refroidissement doit être vérifiée auprès du fabricant, qui fournit des données de performance tenant compte de la conception spécifique des pales, de l’angle d’inclinaison et de la résistance à l’écoulement d’air dans la tour. Le calcul simplifié ci-dessus donne une estimation de l’ordre de grandeur pour le choix initial du moteur. Appliquez un coefficient de service de 1,15 à 1,25 pour compenser les variations de performance du ventilateur selon la saison et le cycle de fonctionnement.
5. Méthode de démarrage et commande du ventilateur à deux vitesses
Les moteurs de ventilateurs de tours de refroidissement de moins de 11 kW peuvent être démarrés directement en ligne (DOL). L'inertie au démarrage est élevée (les pales de grand diamètre présentent une inertie de rotation importante), mais le couple de démarrage requis est faible grâce au faible pas des pales et à la résistance à l'écoulement d'air minimale à l'arrêt. Le courant de démarrage est généralement de 6 à 7 fois supérieur au courant nominal pendant 3 à 6 secondes avant que le ventilateur n'atteigne sa vitesse nominale. Le démarrage DOL est la solution la plus simple pour les petits ventilateurs de tours de refroidissement à vitesse unique.
Les moteurs de ventilateurs de tours de refroidissement d'une puissance supérieure à 11 kW doivent utiliser un démarrage étoile-triangle ou un démarreur progressif afin de réduire l'impact du courant de démarrage sur l'alimentation. L'inertie élevée du ventilateur implique une accélération lente du moteur en démarrage étoile-triangle et une durée importante en phase étoile (de 8 à 15 secondes en moyenne pour un moteur à 6 pôles entraînant un ventilateur de 4 à 6 m). La transition étoile-triangle doit être progressive ; une transition assistée par résistance est préférable pour les grands ventilateurs afin d'éviter la surintensité lors du passage en phase triangle.
L'utilisation d'un moteur YD à plusieurs vitesses et à géométrie variable (4/6 pôles, offrant 1 450/960 tr/min) sur le ventilateur de la tour de refroidissement permet de disposer de deux vitesses fixes sans variateur de fréquence. En période de forte demande de refroidissement estivale, le ventilateur fonctionne à pleine vitesse (1 450 tr/min, débit d'air et capacité de refroidissement maximaux). Par temps doux, le passage à la vitesse réduite (960 tr/min) diminue la consommation d'énergie du ventilateur d'environ 701TP³T (cube du rapport de vitesse : (960/1 450)³ = 0,29) tout en maintenant un refroidissement suffisant. La régulation à deux vitesses est la méthode de contrôle de capacité la plus économique pour les tours de refroidissement ne nécessitant pas de modulation continue.
6. Entraînements pour ventilateurs de tours de refroidissement Korea Ever-Power série Y2
La série Y2 de Korea Ever-Power, disponible en configurations 6 et 8 pôles, couvre la plage de puissance de 0,75 à 45 kW requise pour les moteurs de ventilateurs de tours de refroidissement à entraînement direct. Le modèle Y2 à 6 pôles, tournant à 960 tr/min, est la spécification standard pour la majorité des applications industrielles et commerciales de ventilateurs de tours de refroidissement. Korea Ever-Power fournit le moteur Y2 pour tours de refroidissement avec une imprégnation renforcée des enroulements résistante à l'humidité, un revêtement extérieur anticorrosion et des fixations de boîtier de raccordement en acier inoxydable, le tout sous forme de kit pour tours de refroidissement. La gamme complète Y2 est disponible dans le catalogue. section produits moteurs triphasés. Contact La Corée toujours puissante pour les spécifications des ensembles de tours de refroidissement, y compris le réchauffeur d'espace, le relais de commande du réchauffeur d'espace et les options de traitement des enroulements anti-condensation.
| Pôles | 6P (960 tr/min) standard |
| Gamme de puissance | 0,75–45 kW |
| Indice de protection IP | norme IP55 |
| Isolation | Classe F, résistant à l'humidité |
| Efficacité | IE3 (classe énergétique) |
| Devoir | S1 continu |
| Appareil de chauffage | En option (100 W pour le service CT) |
| Option à deux vitesses | YD 4/6 pôles disponible |
7. Applications des entraînements de ventilateurs de tours de refroidissement
Tours de refroidissement à contre-courant et à courants croisés pour le refroidissement des procédés industriels (chimie, pétrochimie, centrales électriques, fabrication). Moteurs de ventilateurs de 7,5 à 45 kW, 6 pôles, IP55, classe F. Les configurations typiques des cellules de tour utilisent de 2 à 8 cellules de ventilateurs, chacune équipée d'un moteur. L'entraînement direct Y2 à 6 pôles est la spécification standard pour les cellules dont le diamètre du ventilateur est de 2 à 5 m.
Tours de refroidissement préfabriquées et montées sur site pour condenseurs de groupes frigorifiques de climatisation de bâtiments. Moteurs de ventilateurs de 0,75 à 15 kW, 6 ou 4 pôles avec réducteur pour petites tours. Moteur YD à deux vitesses, couramment utilisé pour les tours de refroidissement d'immeubles de bureaux où le fonctionnement à charge partielle est prédominant.
Tours de refroidissement pour centrales frigorifiques de centres de données. Durée de fonctionnement annuelle très élevée (8 760 heures en continu). Y2 6 pôles, 3 à 22 kW, IP55, avec chauffage d'appoint pour les périodes d'arrêt. Une longue durée de vie est essentielle compte tenu du rôle critique du refroidissement pour la continuité de service des centres de données.
Les condenseurs évaporatifs pour systèmes frigorifiques (chambres froides, agroalimentaire, réfrigération industrielle) utilisent un mécanisme de refroidissement combinant air direct et évaporation. Les exigences relatives au moteur sont identiques à celles des moteurs de ventilateurs de tours de refroidissement : indice de protection IP55, 6 pôles, bobinage résistant à l’humidité et boîtier résistant à la corrosion. La gamme de moteurs Y2 de 0,75 à 7,5 kW couvre la plupart des applications de ventilateurs de condenseurs évaporatifs.




8. Foire aux questions
Édité par Cxm