Guide d'entraînement des ventilateurs de tour de refroidissement Ever-Power (Corée) · Série Y2

Moteur électrique pour entraînements de ventilateurs de tours de refroidissement :
IP55, sélection résistante à l'humidité et à la corrosion

Les moteurs de ventilateurs de tours de refroidissement fonctionnent dans l'environnement de corrosion à long terme le plus sévère de toutes les applications industrielles : exposition continue à un air chaud et humide saturé de gouttelettes d'eau, dépôts minéraux issus de l'évaporation, encrassement biologique par les légionelles et les produits chimiques de traitement des algues, et contraintes mécaniques liées au fonctionnement continu d'un ventilateur de grand diamètre à basse vitesse pendant 8 000 heures ou plus par an. Dans cet environnement, les moteurs industriels standard se corrodent et tombent en panne en 2 à 3 ans. Ce guide présente les spécifications appropriées des moteurs pour les variateurs de ventilateurs de tours de refroidissement utilisant la série Korea Ever-Power Y2, avec une protection IP55 et un traitement anticorrosion adaptés.

IP55 Extérieur
6 pôles basse vitesse
Bobinage de classe F
Service continu S1
0,75–45 kW

6 pôles
960 tr/min pour l'entraînement direct du ventilateur
IP55
environnement humide extérieur
100%
Humidité relative à l'entrée
S1
8 000 heures/an en continu
0,75–45 kW
Gamme de ventilateurs tour standard

Moteur triphasé, variateur de ventilateur de tour de refroidissement IP55 Y2, marque Ever-Power (Corée), 6 pôles, résistant à la corrosion en milieu humide

Les moteurs des ventilateurs de tours de refroidissement doivent fonctionner en continu dans un air saturé d'humidité, chargé de gouttelettes d'eau, de brouillard d'eau minéralisée et de produits chimiques de traitement biologique. La série Ever-Power Y2 à 6 pôles de Corée, avec protection IP55, isolation de classe F et bobinage traité à l'époxy anticorrosion, offre un équilibre optimal entre protection, efficacité et fiabilité pour un fonctionnement continu des ventilateurs de tours de refroidissement.

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.

100% Humidité relative

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.

Transfert de gouttelettes d'eau

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.

Traitement biocide et chimique

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.

Cycles de température

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.

4 pôles
1 450 tr/min

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.

6 pôles ★
960 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.

8 pôles
720 tr/min

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.

Poteau YD 4/6
1 450 / 960 tr/min

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

IP55 pour la position du ventilateur de la tour 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.

Exigences relatives au traitement anticorrosion

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

Exemple de dimensionnement d'un moteur de ventilateur de tour de refroidissement industrielle
Données (tour de rejet de chaleur de 2 000 kW) :
Diamètre du ventilateur : 4,0 m
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)
Estimation de la puissance du moteur du ventilateur :
Débit d'air nominal Q = 150 000 m³/h = 41,7 m³/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

Démarrage DOL pour les petits ventilateurs de tour

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.

Démarrage étoile-triangle ou démarrage progressif pour les grands ventilateurs

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.

Moteur YD à deux vitesses pour la régulation saisonnière

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.

Y2 — Spécifications du ventilateur de tour de refroidissement
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

Tour de refroidissement pour procédés industriels

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.

Tour de refroidissement du bâtiment CVC

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.

Refroidissement des centres de données

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.

Ventilateur de condenseur évaporatif

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.

Ventilateur de tour de refroidissement pour moteur Y2, IP55, 6 pôles, Corée, Ever-Power

Ventilateur de tour de refroidissement

Test IP55 du moteur Ever-Power Y2 coréen

Test au jet d'eau IP55

Moteur de refroidissement Korea Ever-Power certifié CE et ISO

CE et ISO

Clients mondiaux de moteurs de tours de refroidissement Korea Ever-Power

Clients mondiaux

8. Foire aux questions

Le moteur du ventilateur de notre tour de refroidissement est tombé en panne après 18 mois. Comment pouvons-nous prolonger sa durée de vie ?

Une durée de vie de 18 mois pour un moteur de tour de refroidissement est caractéristique d'un moteur dont l'enroulement présente une résistance à l'humidité insuffisante ou dont les composants externes ne bénéficient pas d'une protection anticorrosion adéquate. Pour prolonger sa durée de vie à 8 à 15 ans, valeur typique des moteurs de tour de refroidissement correctement spécifiés : (1) Spécifiez un indice de protection IP55 minimum ; l'IP54 est insuffisant compte tenu des risques de projections d'eau au niveau du ventilateur. (2) Spécifiez une imprégnation de l'enroulement résistante à l'humidité ; le kit de tour de refroidissement Korea Ever-Power Y2 inclut un trempage supplémentaire de l'enroulement dans une couche d'époxy, en plus du vernis polyester standard. (3) Ajoutez des résistances anti-condensation (100 W) à commande automatique qui s'activent à l'arrêt du moteur ; cela empêche l'accumulation d'humidité dans la cavité de l'enroulement pendant les périodes d'arrêt de la tour. (4) Vérifiez et resserrez les fixations du couvercle du bornier et les presse-étoupes lors des première et troisième interventions de maintenance ; les vibrations de la structure de la tour de refroidissement peuvent les desserrer avec le temps, permettant à l'air humide de pénétrer dans le bornier et de se propager jusqu'aux terminaisons des câbles. (5) Appliquez de la peinture de retouche sur toutes les zones où l'environnement corrosif de la tour de refroidissement a attaqué l'extérieur du moteur après la première année de service.

Puis-je utiliser un variateur de fréquence sur le moteur d'un ventilateur de tour de refroidissement pour moduler en continu la capacité de refroidissement ?

Oui, et pour les tours de refroidissement à fonctionnement annuel intensif et à forte variation de charge, l'installation d'un variateur de fréquence (VFD) sur le moteur du ventilateur représente un investissement énergétique des plus rentables. Les économies d'énergie sont proportionnelles au cube de la puissance absorbée : une réduction de la vitesse du ventilateur de 20% permet d'économiser 49%. Pour le moteur Y2 d'une tour de refroidissement équipée d'un variateur de fréquence, privilégiez le moteur YVF2 à alimentation par variateur avec refroidissement forcé IC416. En effet, le moteur Y2 avec ventilateur IC411 monté sur arbre perd du débit d'air de refroidissement proportionnellement au cube de sa vitesse. Ainsi, à une vitesse de ventilateur de 50%, le refroidissement assuré par l'IC411 chute à 12,5%, tandis que le moteur conserve le même couple. Le moteur YVF2 avec IC416 maintient un refroidissement optimal quelle que soit la vitesse. Assurez-vous également que le variateur de fréquence est installé dans un boîtier étanche (IP54 ou supérieur) hors de la zone humide de la tour de refroidissement. Un variateur installé à l'intérieur de la structure, dans le flux d'air, sera endommagé par l'humidité en quelques semaines, quel que soit son indice de protection.

Le moteur du ventilateur fonctionne en sens inverse lorsque la tour est arrêtée en hiver. Cela est-il dommageable ?

Certaines tours de refroidissement subissent un reflux d'air naturel dû à la convection lorsque le ventilateur est arrêté : l'air chaud du bassin monte naturellement, créant un courant ascendant qui fait tourner les pales du ventilateur en sens inverse. Ce phénomène de rotation inverse n'endommage pas mécaniquement le moteur ni le ventilateur si la vitesse de rotation inverse est inférieure à la vitesse nominale, car le moteur tourne alors librement sans charge électrique. Cependant, si la vitesse de rotation inverse approche ou dépasse la vitesse nominale du moteur, celui-ci se comporte comme une génératrice asynchrone et la tension générée dans l'enroulement peut provoquer des surtensions susceptibles d'endommager l'isolation de l'enroulement. Si une rotation inverse importante est observée (supérieure à environ 501 tr/min de la vitesse nominale), ajoutez un registre à la sortie ou à l'entrée du ventilateur de la tour. Ce registre doit se fermer lorsque le ventilateur est arrêté afin d'empêcher le reflux par convection naturelle. N'ajoutez pas de frein moteur pour empêcher la rotation inverse : le moteur n'est pas conçu pour un freinage à haute vitesse de rotation inverse et l'usure du frein serait excessive.

 

Moteur de ventilateur de tour de refroidissement à 6 pôles Ever-Power (Corée) · Série Y2

Vous avez besoin d'un moteur longue durée pour votre tour de refroidissement ?

Générateur Ever-Power Y2 6 pôles (Corée) : IE3, IP55, classe F (résistant à l’humidité), 0,75–45 kW. Ensemble tour de refroidissement résistant à la corrosion avec option de chauffage d’appoint et traitement époxy des enroulements disponible.

Voir la gamme de moteurs Y2

Édité par Cxm