Comment calculer le CFM et la pression statique pour les ventilateurs d'armoire ?

Pourquoi le CFM et la pression statique doivent être calculés ensemble

Un ventilateur centrifuge d'armoire, également appelé ventilateur de type boîte, abrite la turbine, le moteur et la volute à l'intérieur d'un boîtier scellé qui réduit le bruit et protège les pièces internes de la poussière. Choisir la mauvaise unité ne vient presque jamais du choix d’un ventilateur « faible » – cela vient du calcul du CFM et de la pression statique séparément plutôt qu’ensemble. Un ventilateur évalué à 3 000 CFM ne fournit ce chiffre qu’avec une résistance nulle. Une fois connecté aux conduits, aux filtres et aux grilles, le débit d’air réel diminue à mesure que la résistance augmente. C'est pourquoi chaque fiche technique d'un ventilateur d'armoire présente une courbe de performance plutôt qu'un chiffre unique, et pourquoi les deux valeurs doivent être calculées avant de choisir un modèle.

Étape 1 : Calculer le CFM requis

Il existe deux manières courantes d'obtenir le débit d'air requis pour un ventilateur centrifuge d'armoire, et la méthode correcte dépend si l'objectif est la ventilation générale ou l'évacuation de la chaleur de l'équipement.

Méthode A - Changements d'air par heure (ACH) : C'est la norme pour les pièces, les ateliers, les cuisines et les enclos.

CFM = (Longueur x Largeur x Hauteur en pieds x ACH requis) / 60

Méthode B - Suppression de la charge thermique : Cela s'applique lorsque le ventilateur refroidit des armoires électriques, des boîtiers de serveurs ou des équipements de traitement.

CFM = Charge thermique (BTU/h) / (1,08 x augmentation de température autorisée en degF)

Le tableau ci-dessous répertorie les taux de renouvellement d’air typiques utilisés dans les applications courantes. Il s'agit de valeurs de référence de départ : les codes locaux et les données des fabricants d'équipement doivent toujours avoir la priorité lorsqu'elles sont disponibles.

Étape 2 : Calculer la pression statique requise en Pa

La pression statique est la somme de tous les points de résistance que l’air rencontre entre l’entrée du ventilateur et le point de refoulement. Chaque composant ajoute une perte mesurable, et ces pertes sont additionnées plutôt que moyennées. Ignorer ne serait-ce qu'un seul composant - un seul filtre ou un seul coude à 90 degrés - est l'une des raisons les plus courantes pour lesquelles un ventilateur d'armoire ne fonctionne pas correctement après l'installation.

Une fois que chaque composant le long du chemin est additionné, appliquez une marge de sécurité de 10 à 15 pour cent pour couvrir l'accumulation de poussière sur les filtres au fil du temps et les variations mineures sur le terrain par rapport à la disposition d'origine. Ce total ajusté correspond à la pression statique que le ventilateur centrifuge de l'armoire doit pouvoir surmonter.

Exemple concret : dimensionnement d'un ventilateur d'armoire pour une pièce de 500 mètres cubes

L'exemple ci-dessous montre les deux calculs effectués depuis les entrées brutes jusqu'à l'objectif final de sélection du ventilateur, en utilisant un espace d'atelier nécessitant 6 changements d'air par heure et doté d'un filtre, de deux coudes et de 15 mètres de conduits installés.

L'objectif de sélection pour ce projet devient un ventilateur centrifuge d'armoire capable de fournir environ 3 000 m3/h à une pression statique de 150 Pa, et non un seul chiffre en soi.

Lecture de la courbe du ventilateur pour confirmer le point de fonctionnement

Chaque fiche technique du ventilateur centrifuge d'armoire comprend une courbe de performances traçant le débit d'air sur l'axe horizontal par rapport à la pression statique sur l'axe vertical. La courbe descend car le débit d’air et la pression s’échangent à l’intérieur du même ventilateur. Pour confirmer qu'un modèle correspond à un projet, recherchez la valeur CFM calculée sur l'axe horizontal et la valeur Pa calculée sur l'axe vertical - le point de rencontre de ces deux valeurs doit se situer sur ou légèrement en dessous de la courbe, jamais au-dessus. Un point de fonctionnement calculé qui se situe au-dessus de la courbe signifie que le ventilateur est sous-dimensionné pour le système et que le débit d'air sera insuffisant une fois installé. Un point situé bien en dessous de la courbe signale généralement un ventilateur surdimensionné, qui gaspille de l'énergie et augmente le bruit de fonctionnement au-delà de ce dont l'espace a besoin.

Explorez la série de ventilateurs centrifuges Jiale Cabinet

Les modèles suivants illustrent la gamme de plates-formes de ventilateurs centrifuges utilisées pour augmenter le débit d'air et la pression jusqu'aux objectifs calculés ci-dessus, des unités en armoire fermée aux ventilateurs compacts à courant alternatif adaptés aux systèmes canalisés.

Ventilateurs à moteur de type boîte série BMF Ventilateur d'armoire Ventilateur à rotor externe DDM 160-250 Centrifuge à courant alternatif Ventilateur centrifuge CA LKZ 7-7-250W Centrifuge à courant alternatif Ventilateur à turbine avant LKZ 8-8-300W Centrifuge à courant alternatif Ventilateur d'extraction d'escargot LKZ 9-9-550W Centrifuge à courant alternatif

Erreurs courantes qui conduisent à un ventilateur sous-dimensionné

La plupart des plaintes concernant un faible débit d'air après l'installation d'un ventilateur d'armoire remontent à l'une des erreurs ci-dessous plutôt qu'à une unité défectueuse.

• En utilisant la valeur CFM à air libre du ventilateur comme débit d'air de conception, en ignorant que ce nombre ne s'applique qu'à une pression statique nulle.
• Oublier d'inclure la résistance du filtre, surtout après qu'un filtre a collecté de la poussière et que sa perte a dépassé la cote de propreté.
• En ajoutant des longueurs de conduits mais en sautant les raccords, les transitions et les grilles, qui, ensemble, représentent souvent plus de résistance que le conduit droit lui-même.
• Sélection d'un modèle de ventilateur en fonction de la puissance du moteur plutôt que des chiffres de débit d'air et de pression sur la courbe de performance.
• Sans compter la marge de sécurité, qui est ensuite consommée dès qu'un filtre doit être nettoyé ou qu'un registre est réglé après la mise en service.

Référence rapide : CFM et pression statique par application courante

Foire aux questions

Quelle est la marge de sécurité à ajouter en plus de la pression statique calculée ?
Une marge de 10 à 15 pour cent au-dessus du total calculé est une pratique courante, couvrant la charge du filtre au fil du temps et les petits écarts entre la disposition conçue et l'installation terminée.

Un ventilateur centrifuge d'armoire conçu pour un CFM plus élevé que nécessaire peut-il toujours fonctionner ?
Il peut fonctionner, mais courir bien au-dessus du point requis gaspille de l'énergie et augmente le bruit. Faire correspondre les CFM et Pa calculés étroitement à la courbe du ventilateur donne le meilleur équilibre entre efficacité et niveau sonore.

Comment puis-je convertir entre CFM et m3/h ?
Multipliez CFM par 1,699 pour obtenir m3/h, ou divisez m3/h par 1,699 pour obtenir CFM. Pour la pression statique, multipliez les pouces de jauge d'eau par 249 pour obtenir des Pascals.