Prix des moteurs de ventilateur de ventilation : puissance, vitesse et montage pour ventilateurs hélicoïdes et centrifuges

Le moteur d'un ventilateur de ventilation se choisit différemment selon le type de ventilateur : dans les ventilateurs hélicoïdes (axiaux, muraux ou de gaine), le moteur se trouve dans le flux d'air, l'hélice est montée directement sur l'arbre et l'on utilise le plus souvent un moteur lent à 4 ou 6 pôles ; dans les ventilateurs centrifuges (radiaux), le moteur reste hors du flux, se fixe par pattes ou par bride et demande plus de puissance pour une pression plus élevée. Dans les deux cas, la puissance se calcule avec P = Q × Δp / η_fan. Par exemple, un ventilateur hélicoïde mural de 3600 m³/h sous 150 Pa absorbe environ 0,33 kW à l'arbre et fonctionne avec le DRG-801-4 de 0,55 kW à 1400 tr/min nominaux ; une tourelle centrifuge qui porte le même débit à 850 Pa exige 3 kW.

La différence vient de la pression. Les ventilateurs hélicoïdes déplacent de grands volumes d'air dans des circuits courts et peu résistants ; les centrifuges sont conçus pour vaincre la résistance des filtres, des longues gaines et des hottes. C'est pourquoi le refroidissement, le sens de montage et le type de bride changent avec le type de ventilateur autant que la puissance du moteur. Avant le calcul, demandez au fabricant du ventilateur le débit, la pression totale, le rendement du ventilateur et sa vitesse.

Nous abordons ci-dessous les différences entre les deux types du point de vue du moteur, trois exemples de calcul, la relation diamètre-vitesse et le réglage du débit par variateur. Vous trouverez les modèles de puissance et de vitesse adaptées, avec les prix actuels, sur notre page Acheter un moteur électrique en ligne.

Hélicoïde ou centrifuge : qu'est-ce qui change côté moteur ?

Les deux types font le même travail, déplacer de l'air, mais imposent au moteur des conditions très différentes. Principales différences :

• Position et refroidissement du moteur. Dans un hélicoïde, le moteur est devant ou derrière l'hélice, au milieu du flux ; l'air qui lèche la carcasse aide à le refroidir. Dans un centrifuge, le moteur est hors de la volute, sans contact avec le flux, et ne se refroidit que par son propre ventilateur arrière.
• Nature de l'air véhiculé. Le moteur d'un hélicoïde étant dans le flux, l'air chaud, gras, poussiéreux ou humide passe directement sur lui. Pour ce type d'air, on préfère un centrifuge ou un entraînement par poulies qui tient le moteur hors du flux.
• Liaison. Dans un hélicoïde, l'hélice se monte le plus souvent directement sur l'arbre du moteur, fixé à un anneau support par sa bride ou ses pattes. Dans un centrifuge, la roue peut être sur l'arbre du moteur ou sur un arbre séparé entraîné par courroies.
• Pression et puissance. À débit égal, un centrifuge produit une pression bien plus élevée ; la puissance étant proportionnelle à la pression, celle du moteur augmente nettement.

Sens de montage : B3, B5, B14 et fonctionnement vertical

Dans les hélicoïdes muraux, le moteur est horizontal ; l'hélice se fixe sur l'arbre et le moteur sur la platine murale ou les bras supports. Dans les hélicoïdes de gaine, le moteur est à l'intérieur de la virole, sur des pieds supports. Dans les hélicoïdes de toiture, le moteur fonctionne verticalement : le montage à bride arbre vers le bas s'appelle V1. En montage vertical, les roulements reprennent aussi une charge axiale ; précisez avant la commande que le moteur fonctionnera verticalement et si un capot pare-pluie est nécessaire sur le capot de ventilation.

Les brides se répartissent en deux groupes. La grande bride B5 a un large cercle de perçage, les boulons traversant ses trous. La petite bride B14 est une bride plus petite usinée dans le flasque avant, avec des trous taraudés ; elle fait gagner de la place sur les hélicoïdes légers. Les dimensions B14 ne figurent pas dans notre tableau catalogue : confirmez-les avec nous si vous choisissez cette bride. Dimensions B5 du catalogue, à titre d'exemple : DRG-801-4 (carcasse 80) diamètre extérieur de bride 200 mm, cercle de perçage 165 mm, centrage 130 mm, arbre 19×40 mm ; DRG-100L1-4 (carcasse 100L) diamètre extérieur de bride 250 mm, cercle de perçage 215 mm, centrage 180 mm, arbre 28×60 mm. Sur les centrifuges, le moteur B3 à pattes est courant en entraînement par poulies, le moteur à bride B5 sur les extracteurs compacts où la roue est montée sur l'arbre.

Calcul de la puissance du moteur de ventilation : trois exemples

Le calcul est identique pour les deux types : P (kW) = Q (m³/s) × Δp (Pa) / (η_fan × 1000). Q est le débit, Δp l'augmentation de pression totale au point de fonctionnement et η_fan le rendement du ventilateur lu sur la courbe du fabricant. Le résultat est la puissance à l'arbre ; on ajoute une marge et l'on retient la puissance normalisée supérieure. Pour tester vos propres valeurs, utilisez notre calculateur de puissance moteur pour pompe et ventilateur.

Exemple 1 – Ventilateur hélicoïde mural pour un entrepôt

3600 m³/h = 1,0 m³/s, 150 Pa, rendement du ventilateur 0,45 : P = 1,0 × 150 / (0,45 × 1000) = 0,33 kW. Pour un petit hélicoïde, avec une marge de 1,30, 0,43 kW ; le choix est le DRG-801-4 4 pôles de 0,55 kW. Son courant nominal sous 400 V est de 1,31 A.

Exemple 2 – Ventilateur hélicoïde de gaine pour un atelier de production

9000 m³/h = 2,5 m³/s, 350 Pa, rendement du ventilateur 0,60 : P = 2,5 × 350 / (0,60 × 1000) = 1,46 kW ; avec une marge de 1,20, 1,75 kW. Le choix est le DRG-100L1-4 de 2,2 kW (carcasse 100L, 1450 tr/min, 4,52 A sous 400 V).

Exemple 3 – Tourelle centrifuge pour une cabine de peinture

7200 m³/h = 2,0 m³/s, 850 Pa à cause des filtres, rendement du ventilateur 0,68 : P = 2,0 × 850 / (0,68 × 1000) = 2,50 kW ; avec une marge de 1,15, 2,88 kW. Le choix est le DRG-100L2-4 de 3 kW (1450 tr/min, cos φ 0,82). On a retenu ici un centrifuge dont le moteur reste hors du flux, afin que l'air chargé de peinture et de solvants ne passe pas sur le moteur.

L'équilibre entre diamètre et vitesse du ventilateur

Plus l'hélice est grande, plus la vitesse périphérique en bout de pale augmente : v = π × D × n / 60. À vitesse égale, le débit croît avec le cube du diamètre et la puissance avec sa puissance cinquième ; une hélice passant de 500 à 630 mm donne environ 2,0 fois plus de débit à la même vitesse mais demande 3,2 fois plus de puissance. C'est pourquoi les grandes hélices sont entraînées par des moteurs lents (4 ou 6 pôles), alors que les petites peuvent utiliser 2 pôles.

Le tableau montre qu'une hélice de 400 mm atteint avec un moteur 2 pôles plus du double de la vitesse en bout de pale obtenue en 4 pôles. Sur un grand hélicoïde de 1 m, le DRG-132S-6 6 pôles maintient la vitesse en bout de pale proche de celle de la petite hélice en 2 pôles. Le moteur doit tourner à la vitesse pour laquelle l'hélice a été conçue ; un moteur plus rapide peut dépasser à la fois la limite de puissance et la limite mécanique de l'hélice.

Bruit et vitesse de rotation

L'essentiel du bruit d'un ventilateur de ventilation ne vient pas du moteur, mais de la vitesse en bout de pale et de la turbulence de l'air. Cette vitesse croissant proportionnellement à la rotation, obtenir le même débit avec une grande hélice lente est plus silencieux que de faire tourner vite une petite hélice. D'où la préférence pour les moteurs 4 ou 6 pôles dans la ventilation des bureaux, écoles et hôtels. Côté moteur, l'état des roulements, l'équilibrage et un bon alignement influent sur le bruit ; une vibration invite à contrôler l'équilibrage de l'hélice et les boulons de fixation.

Réglage du débit par variateur et refroidissement du moteur à basse vitesse

Les besoins de ventilation varient au cours de la journée ; réduire la vitesse avec un variateur de fréquence plutôt que d'étrangler avec un registre diminue la puissance selon le cube de la vitesse. Les 2,50 kW à l'arbre de la tourelle centrifuge de l'exemple 3 évoluent approximativement ainsi selon la fréquence :

Sur une charge de ventilateur, le couple diminuant lui aussi avec le carré de la vitesse, le moteur chauffe rarement à basse vitesse. Mais son propre ventilateur ralentit également et l'air de refroidissement diminue. Dans un hélicoïde, le moteur placé dans le flux bénéficie d'un refroidissement supplémentaire ; un centrifuge n'offre pas cet appoint. Pour un moteur appelé à tourner longtemps à très basse fréquence, surveillez la température de la carcasse et fixez si besoin une fréquence minimale. Vous pouvez vérifier la relation fréquence-couple-puissance avec notre calculateur VFD fréquence, couple et puissance.

Liste de contrôle avant commande : hélicoïde ou centrifuge ?

• Le type de ventilateur est-il connu : hélicoïde mural, hélicoïde de gaine, toiture ou centrifuge ?
• Débit (m³/h), pression totale (Pa), rendement du ventilateur et vitesse obtenus auprès du fabricant ?
• L'air est-il chaud, gras, poussiéreux ou chargé de solvants ? Si oui, le moteur reste-t-il hors du flux ?
• Montage : horizontal ou vertical (V1) ; B3 à pattes, grande bride B5 ou petite bride B14 ?
• Le moyeu de l'hélice correspond-il au diamètre d'arbre (par ex. 19 mm pour le DRG-801-4) et à la clavette ?
• Diamètre d'hélice et vitesse moteur compatibles ; vitesse en bout de pale dans la limite du fabricant ?
• Un variateur sera-t-il utilisé ; fréquence minimale et refroidissement du moteur prévus ?
• Pour un moteur en extérieur, indice de protection (généralement IP55) et pare-pluie précisés ?

Qu'est-ce qui détermine le prix d'un moteur de ventilateur de ventilation ?

Techniquement, le prix d'un moteur de ventilateur de ventilation dépend de la puissance (kW), du nombre de pôles, du matériau de carcasse (aluminium ou fonte), de la taille de carcasse CEI et de la forme de montage (B3, B5, B14, fonctionnement vertical). Fixez donc d'abord le type de ventilateur et la puissance, puis choisissez le modèle. Modèles qui ressortent des exemples et des applications de ventilation :

• DRG-801-4 – 0,55 kW – 1400 tr/min – 80 aluminium
• DRG-711-2 – 0,37 kW – 2750 tr/min – 71 aluminium
• DRG-90L-4 – 1,5 kW – 1445 tr/min – 90L aluminium
• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1450 tr/min – 100L aluminium
• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1450 tr/min – 100L aluminium
• DRG-132S-6 – 3 kW – 968 tr/min – 132S aluminium
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 tr/min – 132M aluminium

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Questions fréquentes

À quelle vitesse doit tourner un moteur de ventilateur hélicoïde ?

Cela dépend du diamètre de l'hélice. Les petits hélicoïdes utilisent des moteurs 2 ou 4 pôles (par ex. DRG-801-4 : 1400 tr/min), les grandes hélices d'environ 1 m des moteurs 6 pôles (par ex. DRG-132S-6 : 968 tr/min). La bonne vitesse est celle pour laquelle l'hélice a été conçue.

Quelle puissance de moteur en kW pour un ventilateur de ventilation ?

Elle dépend du débit et de la pression : P = Q × Δp / η_fan. Un hélicoïde mural de 3600 m³/h sous 150 Pa demande environ 0,33 kW et fonctionne avec un moteur de 0,55 kW ; une tourelle centrifuge assurant le même débit sous 850 Pa exige 3 kW.

Un moteur de ventilateur hélicoïde peut-il être monté verticalement ?

Oui. Dans les hélicoïdes de toiture, le moteur fonctionne verticalement ; le montage à bride arbre vers le bas est désigné V1. Indiquez le fonctionnement vertical à la commande afin d'évaluer la charge axiale sur les roulements et la protection du moteur contre la pluie.

Un moteur de ventilateur chauffe-t-il à basse vitesse sur variateur ?

Le couple d'un ventilateur baissant vite avec la vitesse, l'échauffement n'est pas un problème dans la plupart des cas ; mais le ventilateur propre du moteur ralentit aussi : en fonctionnement prolongé à très basse fréquence, surveillez la température de la carcasse et réglez une fréquence minimale sur le variateur.

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