Knowledge base
Ogni radiatore remoto e ogni dry cooler muove l'aria con ventilatori assiali, e oggi la scelta è tra due famiglie. I ventilatori AC hanno un motore a induzione che gira a una velocità fissata dalla frequenza di rete, regolata, se lo è, da un convertitore di frequenza o dall'accensione e dallo spegnimento dei ventilatori. I ventilatori EC, a commutazione elettronica, hanno un motore a magneti permanenti con la propria elettronica nel mozzo, regolato in velocità da un segnale, e sono la famiglia più recente. Questa guida li confronta sui punti che contano per un radiatore: regolazione, potenza, rumore, prezzo e sito.
Come funziona ciascuno
Un ventilatore assiale AC è un motore a induzione con una girante sull'albero. Con alimentazione a 50 Hz un motore a quattro poli gira poco sotto i 1.500 giri/min, a 60 Hz poco sotto i 1.800 giri/min, e questa è la velocità che il ventilatore fornisce se non c'è un convertitore di frequenza a monte. Senza convertitore la regolazione è del tipo on-off: i ventilatori vengono avviati e fermati a gradini al salire e al calare della temperatura del refrigerante.
Un ventilatore EC ha un motore brushless a magneti permanenti e un regolatore integrato nell'alloggiamento del motore. Prende l'alimentazione di rete, la raddrizza e comanda il motore alla velocità richiesta da un segnale 0-10 V o da un bus, dal fermo al massimo, in modo continuo. L'elettronica gli conferisce inoltre un rendimento maggiore di un motore a induzione della stessa taglia, segnala il proprio stato e i guasti e permette a un solo regolatore di far funzionare un'intera fila di ventilatori alla stessa velocità.
La potenza a carico parziale: dove sta la differenza
Nel giorno di progetto le due famiglie assorbono più o meno la stessa potenza per la stessa portata d'aria. La differenza sta in tutti gli altri giorni. Le leggi dei ventilatori dicono che la potenza cala con il cubo della velocità: un ventilatore al 70 % della velocità assorbe circa un terzo della potenza a pieno carico. Un radiatore dimensionato per 50 °C che per la maggior parte dell'anno lavora a 30 °C richiede molta meno aria di quella che i suoi ventilatori possono fornire, e un ventilatore a velocità regolata assorbe esattamente quanto richiede la temperatura del refrigerante. Su un anno di funzionamento prime o continuo, il risparmio su un radiatore con una dozzina di ventilatori si misura in decine di megawattora.
I ventilatori AC raggiungono lo stesso risultato con un convertitore di frequenza, che aggiunge un quadro, i cavi e le perdite proprie del convertitore, e i motori AC alimentati da convertitore richiedono isolamento e cuscinetti adatti. Anche la regolazione on-off fa risparmiare energia, ma a gradini, e i cicli di commutazione usurano i contattori e i motori.
Rumore, prezzo e sito
Poiché la potenza sonora di un ventilatore cala di circa 15 dB quando la sua velocità viene dimezzata, la regolazione della velocità è anche il modo più silenzioso di far lavorare un radiatore a carico parziale e il modo per rispettare un limite notturno senza fermare l'impianto. I ventilatori EC lo rendono continuo e semplice; i ventilatori AC con convertitore fanno lo stesso con più componenti. A piena velocità le due famiglie sono ugualmente rumorose.
I ventilatori EC costano di più per unità, e l'elettronica nel mozzo è sensibile all'ambiente: la temperatura ambiente nominale, il grado di protezione contro polvere e acqua e la qualità dell'alimentazione (picchi di tensione, armoniche) vengono verificati per il sito. Con un'alimentazione a 60 Hz / 480 V, in un sito caldo o polveroso o quando il proprietario desidera la macchina più semplice possibile, i ventilatori AC restano una scelta valida; in un impianto con limiti di rumore, a carico parziale o attento ai consumi i ventilatori EC si ripagano da soli. TECS monta entrambe le famiglie e sceglie il ventilatore alla densità, alla tensione e alla frequenza del sito per ogni progetto.
In sintesi
- Ventilatori AC: motore a induzione, velocità fissa, regolazione on-off a gradini o con convertitore, robusti e più economici
- Ventilatori EC: motore a magneti permanenti con elettronica integrata, regolazione continua della velocità, rendimento maggiore
- La potenza cala con il cubo della velocità: la regolazione della velocità fa risparmiare di più a carico parziale
- Dimezzando la velocità si tolgono circa 15 dB al rumore del ventilatore
- L'elettronica EC richiede temperatura ambiente, grado di protezione e qualità dell'alimentazione adeguati
- TECS sceglie l'una o l'altra famiglia alla densità, alla tensione e alla frequenza del sito
Cosa inviare con una richiesta
- Alimentazione elettrica: tensione, frequenza e, se nota, la sua qualità
- Profilo di funzionamento: emergenza, prime o continuo, ore all'anno
- Limite di rumore e distanza, di giorno e di notte se differiscono
- Temperatura ambiente del sito, polvere e classe di corrosione
- Interfaccia di controllo desiderata: 0-10 V, Modbus, contatti
- I consueti dati termici: potenza, portate, temperature
Domande frequenti
I ventilatori EC sono più efficienti a piena velocità?
Di poco: il motore a magneti permanenti e l'elettronica integrata danno qualche punto percentuale in più rispetto a un motore a induzione della stessa taglia. Il grande risparmio è a carico parziale, dove conta la regolazione della velocità.
I ventilatori EC possono funzionare a 60 Hz?
Sì; l'elettronica raddrizza l'alimentazione e il ventilatore è previsto per un campo di tensione, spesso sia a 50 sia a 60 Hz. La tensione di alimentazione e il campo nominale del ventilatore vengono verificati nella selezione.
Come si regolano i ventilatori EC su un radiatore?
Un regolatore di temperatura legge la temperatura del refrigerante e invia un segnale di velocità a tutti i ventilatori dell'unità; di solito si usa un segnale 0-10 V o un bus Modbus. Il quadro di controllo può essere fornito da TECS o essere quello dell'impianto.
I ventilatori EC hanno bisogno di un convertitore di frequenza?
No; il convertitore è all'interno del ventilatore. È proprio questo il punto: regolazione della velocità senza un quadro separato e senza le sue perdite.
Quale famiglia dura di più?
Entrambe raggiungono decine di migliaia di ore con cuscinetti sottoposti a manutenzione. I ventilatori AC sono più semplici e tollerano meglio un'alimentazione scadente e un sito caldo; i ventilatori EC richiedono che la loro elettronica sia mantenuta entro la temperatura ambiente nominale e protetta da polvere e acqua.
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