Moteurs électriques pour tours de refroidissement

Le moteur électrique d’une tour de refroidissement travaille à deux endroits : il fait tourner le ventilateur placé au sommet ou sur le côté de la tour pour faire passer l’air sur l’eau, et il entraîne la pompe de circulation qui renvoie l’eau refroidie vers le procédé. Les catalogues des fabricants commencent à 0,18 kW pour le ventilateur des petites tours rondes en PRV ; ils atteignent 22 kW sur les grandes tours rondes et environ 37 kW par cellule sur les tours construites sur site. La puissance du moteur de pompe ne dépend pas de la tour, mais du débit et de la hauteur manométrique du circuit d’eau.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Nous ne vendons ni la tour, ni l’hélice du ventilateur, ni le renvoi d’angle et l’arbre de transmission, ni la pompe elle-même, ni le variateur de fréquence ; nous fournissons le moteur à induction placé derrière l’un ou l’autre. Les puissances et vitesses disponibles sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Deux moteurs sur une tour : ventilateur et pompe de circulation

Deux articles sur le moteur de ventilateur de tour sont déjà en ligne sur notre site : le choix du moteur de ventilateur de tour traite de l’humidité, de la protection et de l’entretien, et la fourniture de moteurs pour tours de refroidissement détaille les informations demandées au stade du devis. Cette page ne les répète pas ; elle examine les puissances de catalogue par type de tour, le mode d’entraînement du ventilateur et le dimensionnement conjoint des deux moteurs d’une cellule.

Ventilateur de tour : le moteur qui aspire l’air

La plupart des tours industrielles sont à tirage induit : le ventilateur est au sommet et aspire l’air vers le haut à travers le garnissage. Sur les tours compactes, un ventilateur centrifuge placé sur le côté pousse l’air vers l’intérieur. La charge du moteur dépend du diamètre de l’hélice, de l’angle des pales et de la vitesse ; quand la charge thermique baisse, le ventilateur est ralenti ou arrêté.

Pompe de circulation : le moteur qui fait circuler l’eau

La pompe envoie l’eau froide du bassin de la tour vers un échangeur, un condenseur ou les canaux de refroidissement d’une machine, et l’eau réchauffée revient vers la rampe de distribution de la tour. Dans ce circuit, le moteur entraîne le plus souvent une pompe centrifuge à aspiration axiale ou en ligne par accouplement. Le choix de la pompe en circuit fermé fait l’objet de notre page sur le moteur de pompe de circulation.

Modes d’entraînement du ventilateur et position du moteur

Entraînement direct : petites et moyennes tours rondes

Sur les tours rondes en PRV, l’hélice est généralement montée directement sur l’arbre moteur et le moteur se tient vertical au sommet de la tour. Le moteur se trouve alors dans le flux d’air humide, et le poids comme la poussée de l’hélice s’exercent sur son roulement. Pour un fonctionnement vertical dans cette disposition, il faut que le moteur soit commandé pour montage vertical et la confirmation de la charge axiale par le fabricant de la tour. Plus l’hélice est grande, plus la vitesse baisse ; c’est pourquoi les moteurs 6 pôles sont fréquents sur les petites tours.

Entraînement par courroies

Sur les tours compactes de taille moyenne, le moteur se tient à côté du caisson du ventilateur et entraîne l’hélice par courroies et poulies. Le rapport de poulies fixe la vitesse du ventilateur ; si l’on garde la vitesse de l’ancien moteur, les poulies restent en place. La tension des courroies et l’alignement des poulies sont la cause la plus fréquente de vibrations.

Renvoi d’angle et arbre de transmission : moteur hors de la virole

Sur les grandes tours, le ventilateur repose sur un renvoi d’angle, tandis que le moteur se tient horizontalement (B3) hors de la virole et se relie au renvoi par un long arbre de transmission. Le moteur reste ainsi hors du flux d’air humide. Dans une installation décrite par une étude de cas publiée, un ventilateur de 5,5 m tourne avec un renvoi de rapport 8,5:1 ; le moteur est un moteur standard relié au réducteur. L’entretien et l’huile du renvoi relèvent de la tour.

Quelle puissance pour un moteur de tour de refroidissement ? Valeurs des catalogues

A) Puissances de moteur de ventilateur relevées dans trois documents :

Mis côte à côte, ces documents donnent des moteurs de ventilateur d’environ 0,18–37 kW : 0,18–22 kW sur les petites et moyennes tours rondes en PRV, 15–30 kW sur les tours compactes et environ 37 kW par cellule sur les tours construites sur site. Sur les tours multicellulaires, la puissance totale se multiplie par le nombre de cellules ; les valeurs du tableau sont celles d’un seul ventilateur. Les catalogues ne donnent aucune puissance liée à la tour pour la pompe de circulation ; elle se détermine selon les données d’application, c’est-à-dire le débit, la hauteur et la courbe de la pompe.

B) La partie qui recoupe la gamme DRG : toutes les puissances du tableau entrent dans nos carcasses aluminium de 0,25–11 kW et fonte de 0,55–355 kW. Seul le plus petit moteur de 0,18 kW reste hors gamme, en dessous de notre plus petite puissance. Nous n’avons pas de version bivitesse à changement de pôles ; sur ces tours, une vitesse fixe plus variateur fait l’affaire. Le moteur de la pompe de circulation se choisit dans la même gamme.

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Humidité, installation extérieure et vibrations

Air humide et condensation

Côté protection, un moteur DRG offre l’IP55, une isolation classe F et un refroidissement IC411 par son propre ventilateur. Un moteur à entraînement direct au sommet de la tour est en permanence exposé à de l’air saturé ; le joint du couvercle de la boîte à bornes, des presse-étoupes orientés vers le bas et une mesure d’isolement après un long arrêt comptent pour cette raison. Dans un ventilateur arrêté pour l’hiver, de la condensation peut se former dans la carcasse. La puissance de plaque est garantie pour une ambiance de −15 °C à +40 °C et sous 1000 m ; dans les régions plus froides, précisez-le dans votre demande.

Interrupteur de coupure sur vibrations et équilibrage

Les brochures des fabricants de tours indiquent que l’interrupteur de coupure sur vibrations est câblé avec le moteur du ventilateur en un point unique. Une pale cassée ou givrée déséquilibre l’hélice ; l’interrupteur arrête le moteur et protège le renvoi, l’arbre et les roulements. Après un remplacement de moteur, le ventilateur ne doit pas être porté à pleine vitesse avant contrôle de l’équilibrage et de l’angle des pales.

Un variateur à la place du moteur à deux vitesses

Les tours anciennes utilisent des moteurs à deux vitesses qui ramènent le ventilateur à demi-vitesse quand la charge thermique baisse. La puissance d’un ventilateur variant avec le cube de la vitesse, la demi-vitesse n’absorbe qu’un huitième de la puissance à pleine vitesse. Un moteur à vitesse fixe piloté par variateur donne le même résultat, mais en continu ; sur une charge de ventilateur, le couple baisse aussi à basse vitesse, et le ventilateur propre du moteur reste en général suffisant. Pour les 37 kW de la cellule d’exemple, le calcul donne (calculé en python) :

Exemple : les moteurs d’une cellule de tour et le courant d’armoire

Hypothèse : la cellule possède un ventilateur à renvoi d’angle et l’ancien moteur deux vitesses de 37 kW sera remplacé par un moteur à une vitesse avec variateur ; la pompe de circulation de la même cellule refoule 312,1 m³/h d’eau à 18 m avec un η de pompe de 0,75. Avec P = ρ · g · Q · H / η, la pompe demande 1000 × 9,81 × 0,0867 × 18 / 0,75 ≈ 20,4 kW à l’arbre ; la puissance normalisée suivante est 22 kW. Si le renvoi a été conçu pour un moteur de 1765 tr/min en 60 Hz, le ventilateur tourne un peu moins vite avec un moteur 4 pôles sur réseau 50 Hz ; voyez cet écart avec le fabricant de la tour.

L’armoire et le câble d’alimentation se dimensionnent pour les 105,8 A absorbés ensemble par les deux moteurs. Le ventilateur démarre en douceur sur variateur ; si la pompe démarre en direct ou en étoile-triangle, son courant de démarrage est aussi pris en compte. Les protections se calculent avec notre outil thermique, fusible et contacteur ; d’autres hypothèses de pompe se testent dans le calculateur pompe-ventilateur.

Moteurs DRG pour tours de refroidissement

Modèles couvrant les paliers de puissance, du ventilateur d’une petite tour ronde au renvoi d’angle d’une grande cellule :

Les ventilateurs à entraînement direct utilisent surtout des moteurs 6 pôles, les ventilateurs à renvoi et les pompes surtout des moteurs 4 pôles ; un moteur de remplacement garde la polarité de celui qu’il remplace. Fixation à pattes B3, bride B5, la combinaison B35 et les positions verticales V1/V3 sont disponibles ; voir nos plans cotés pour les dimensions. Côté pompe, d’autres options se trouvent dans la catégorie Moteurs de pompe.

Hors de notre gamme : moteurs freins, moteurs monophasés, moteurs Ex, moteurs à deux vitesses, moteurs lents à entraînement direct qui remplacent le renvoi, au-delà de 355 kW et moyenne tension. Sur les petites pompes de circulation à rotor noyé, le moteur se remplace avec la pompe.

Tableau des prix en direct

Le prix des modèles correspondant aux puissances de ventilateur et de pompe de tour est repris de la boutique à chaque visite :

Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériau et de fabrication (certificat de garantie).

Moteurs de cette puissance

• DRG-112M-6 – 2,2 kW – 955 tr/min – 112M fonte
• DRG-132M2-6 – 5,5 kW – 968 tr/min – 132M fonte
• DRG-160L-6 – 11 kW – 970 tr/min – 160L fonte
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1470 tr/min – 180L fonte
• DRG-225S-4 – 37 kW – 1485 tr/min – 225S fonte

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Voyez les produits, demandez un devis : faites-nous parvenir sur WhatsApp la photo de la plaque, le type de transmission du ventilateur (directe, par courroies, par renvoi), la position verticale ou horizontale du moteur, les dimensions d’arbre et de bride, la durée de marche journalière et le nombre de démarrages ; vous pouvez aussi appeler le +90 (542) 666 11 11. La liste complète est sur Acheter un moteur électrique en ligne.

Questions sur les moteurs de tour de refroidissement

Pourquoi le moteur de ventilateur de tour est-il souvent à 6 pôles ?

Sur un ventilateur à entraînement direct, la vitesse de l’hélice égale celle du moteur. Comme la vitesse en bout de pale d’une grande hélice est limitée, on préfère un moteur lent ; la valeur exacte figure dans les données du fabricant de la tour.

Le moteur du ventilateur et celui de la pompe peuvent-ils partager la même armoire ?

Oui ; l’armoire et le câble se dimensionnent pour la somme des deux courants nominaux et pour le mode de démarrage. Le variateur du ventilateur se commande indépendamment de la pompe.

Peut-on changer le moteur sans changer le renvoi d’angle ?

Oui, si puissance, vitesse, diamètre d’arbre et côté accouplement correspondent à l’ancien moteur. Si la vitesse diffère, celle du ventilateur change aussi ; il faut alors l’accord du fabricant de la tour.

Pour vos questions : +90 (542) 666 11 11 · info@drgmotor.com · contact.