Moteur de jet fan de parking : poussée, réversibilité et choix du moteur

Le moteur d'un ventilateur de jet (jet fan) de parking se choisit selon la poussée (en newtons) que le ventilateur doit produire et le mode dans lequel il fonctionnera : un jet fan de 400 mm qui souffle l'air à 22 m/s fournit environ 73 N de poussée, et un moteur triphasé de 2,2 kW à 3000 tr/min (par exemple DRG-90L-2, 4,35 A sous 400 V) suffit pour ce travail. La vraie distinction ne porte pas sur la puissance mais sur la fonction : si le ventilateur évacue seulement les gaz d'échappement (CO) en ventilation normale, un moteur standard peut être monté ; s'il doit aussi balayer la fumée en cas d'incendie, le moteur doit faire partie d'un ensemble ventilateur certifié selon l'EN 12101-3.

Dans ce second cas, monter « le même kW » n'est pas une solution ; le moteur d'un ensemble certifié est fourni par le fabricant du ventilateur. DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques ; nos moteurs standard ne sont pas vendus avec une certification de désenfumage et les modèles proposés dans cet article concernent uniquement le mode de ventilation normale. Vous trouverez les modèles adaptés à ce périmètre parmi les 120 modèles de la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Qu'est-ce qu'un jet fan et comment remplace-t-il les gaines dans un parking ?

Un jet fan est un ventilateur hélicoïde (axial) dont la virole ressemble à un tube ouvert aux deux extrémités et qui souffle un jet d'air court et rapide. « Jet fan » ne désigne ni un principe de fonctionnement ni un type de virole, mais l'usage : la roue intérieure est axiale et les ventilateurs sont installés comme des unités libres suspendues au plafond. Pour les parkings à faible hauteur sous plafond, il existe aussi des jet fans plats en forme de caisson, à roue centrifuge ; le but est le même, le principe diffère.

En ventilation classique, l'air est collecté par des gaines et des grilles au plafond. Un système de jet fans n'a pas de gaines : les ventilateurs suspendus au plafond à intervalles réguliers donnent à l'air vitesse et direction ; chaque jet entraîne l'air environnant et il se forme dans le parking une rivière d'air qui s'écoule vers le ventilateur suivant, puis vers le puits d'extraction. L'air neuf entre par la rampe ou un puits de soufflage, l'air vicié sort par le ventilateur d'extraction principal du puits. Le rôle des jet fans n'est pas de rejeter l'air dehors mais de pousser et d'orienter l'air à l'intérieur du parking.

Pourquoi la poussée (N) compte-t-elle plus que le débit ?

Un ventilateur en gaine se définit par la pression et le débit. Un jet fan ne rencontre aucune résistance de gaine et ne produit donc pas de pression statique ; sa valeur est la quantité de mouvement qu'il donne à l'air. C'est pourquoi la première colonne des catalogues est la poussée : T = ρ · Q · v (ρ masse volumique de l'air kg/m³, Q débit m³/s, v vitesse de sortie m/s). Un ventilateur qui souffle le même débit par une sortie plus étroite et plus vite donne plus de poussée, mais sa puissance augmente avec le cube de la vitesse. Dans le catalogue d'un fabricant, une gamme de jet fans axiaux de 315 à 450 mm fournit 25 à 98 N en grande vitesse, avec une puissance moteur installée de 0,55 à 3 kW [1]. Cette plage appartient à cette famille de produits ; pour un autre jet fan de diamètre et de vitesse différents, la puissance se calcule à part.

Exemple de calcul : 400 mm, 22 m/s

Hypothèses : diamètre de sortie 0,40 m, vitesse de sortie 22 m/s, masse volumique de l'air 1,2 kg/m³, rendement du ventilateur silencieux compris 0,45, marge moteur 15 %. Comme un jet fan ne produit pas de pression statique, on prend pour Δp la pression dynamique du jet (½ρv²).

• Section de sortie : π × 0,40² / 4 = 0,126 m²
• Débit : 0,126 × 22 = 2,76 m³/s (environ 9 950 m³/h)
• Poussée : 1,2 × 2,76 × 22 ≈ 73 N
• Pression dynamique : 0,5 × 1,2 × 22² ≈ 290 Pa
• Puissance sur l'arbre : P_arbre = Q·Δp / η_vent = 2,76 × 290 / 0,45 ≈ 1,78 kW
• Besoin avec marge : 1,78 × 1,15 ≈ 2,05 kW → moteur standard de 2,2 kW

La roue étant montée directement sur l'arbre du moteur, il n'y a pas de perte de courroie. Le résultat concorde avec la puissance installée de 2,2 kW du modèle de catalogue de même diamètre [1]. Pour vérifier avec vos propres valeurs, utilisez le calculateur de puissance pompe et ventilateur ; il ne remplace pas la courbe du ventilateur et sert seulement de contrôle.

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Mode ventilation normale ou mode désenfumage : qu'est-ce qui change pour le moteur ?

Le même ventilateur peut être appelé à deux fonctions différentes et, pour le moteur, ce sont deux travaux tout à fait distincts.

En mode normal, le CO et les gaz d'échappement sont surveillés par des capteurs et le moteur travaille dans des conditions habituelles. En mode désenfumage, les ventilateurs balaient la fumée vers le puits d'extraction ; le moteur reste dans les gaz chauds.

Pour les ventilateurs fonctionnant en mode désenfumage, l'EN 12101-3 définit des classes qui associent température et durée ; par exemple 200 °C pendant 120 minutes pour F200, 300 °C pendant 60 minutes pour F300 et 400 °C pendant 120 minutes pour F400 [3]. Le certificat est délivré pour l'ensemble ventilateur et moteur testé ensemble. Dans un jet fan ayant une fonction de désenfumage, le moteur se remplace donc par le moteur de rechange certifié du fabricant du ventilateur ou avec son accord ; monter un moteur standard invalide la certification de l'ensemble et met en jeu la sécurité incendie. Les moteurs standard DRG ne sont pas vendus avec cette certification. Un moteur DRG ne peut être recommandé que pour des jet fans sans fonction de désenfumage, assurant uniquement la ventilation normale. La limite est fixée par le scénario incendie du projet ; en cas de doute, demandez à l'ingénieur du projet.

Une vitesse, deux vitesses ou réversible ?

Dans un jet fan de parking, le choix de la polarité dépend du diamètre et de la vitesse de jet recherchée. Une roue de 400 mm tournant à 2895 tr/min a une vitesse en bout de pale d'environ 61 m/s ; cette vitesse est nécessaire pour créer une vitesse de jet élevée dans une virole courte. C'est pourquoi la grande vitesse des jet fans axiaux de la classe 315–450 mm est le plus souvent à 2 pôles ; les moteurs 4 pôles apparaissent sur les plus grands diamètres ou dans les projets aux limites acoustiques strictes.

Les deux vitesses sont un besoin propre au parking : la nuit et aux heures creuses, la demi-vitesse suffit. Lorsque la vitesse est divisée par deux, la poussée tombe à environ un quart et la puissance à environ un huitième. Dans notre exemple, il reste environ 18 N de poussée et quelque 0,2 kW sur l'arbre au lieu de 73 N ; le modèle de catalogue de même diamètre indique lui aussi 18 N en petite vitesse [1]. Les deux vitesses s'obtiennent de deux façons : un moteur à deux vitesses (à changement de pôles) ou un moteur à une vitesse + variateur. Les modèles de notre boutique sont à une vitesse ; si deux vitesses sont nécessaires, on passe par un variateur, et si le variateur n'a aucun rôle dans le scénario incendie du ventilateur, cette disposition ne pose pas de problème.

Les jet fans réversibles soufflent dans les deux sens ; c'est un profil de pale symétrique, au comportement identique dans les deux sens, qui le permet, et non une construction particulière du moteur. Le sens de rotation du moteur s'inverse en permutant deux phases ou par la commande de sens du variateur ; il faut attendre l'arrêt complet de la roue avant d'inverser. Le travail sur l'armoire doit être fait par un électricien qualifié.

Liste de contrôle pour choisir le moteur

• Plaque du ventilateur : modèle, diamètre, poussée (N), vitesse, puissance installée.
• Plaque de l'ancien moteur : kW, tr/min, tension et couplage, carcasse CEI, forme de montage, diamètre d'arbre.
• La fonction du ventilateur : ventilation normale seule, ou aussi rôle dans le scénario de désenfumage ? (Si oui, ensemble certifié obligatoire.)
• Une vitesse, moteur deux vitesses ou variateur ; fonctionnement réversible ?
• Mode de démarrage : direct, étoile-triangle ou variateur ?
• Montage : moteur dans la virole, au milieu du flux d'air ; à bride ou à pattes (selon le plan du fabricant du ventilateur).
• Ambiance : humidité, poussière et dépôts de suie dans un parking fermé ; position de la boîte à bornes et de l'entrée de câble.

Clarifier les responsabilités dès le départ facilite le travail. Le choix du ventilateur, sa courbe, la conception de la roue et de la virole, le nombre et l'implantation des ventilateurs dans le parking relèvent du fabricant du ventilateur et de l'ingénieur du projet. Le rôle du fournisseur du moteur est de fournir un moteur adapté à la puissance sur l'arbre, à la vitesse, au montage et aux conditions ambiantes donnés.

Montage, démarrage et raccordement du moteur

Dans un jet fan, le moteur se trouve au milieu de la virole, juste derrière la roue, et l'air qui traverse le jet le refroidit. Le moteur est généralement fixé à la virole par un support ; selon le modèle, cette liaison peut être à pattes (B3) ou à bride (B5/B14). La suspension du ventilateur au plafond est une question distincte de la forme de montage CEI du moteur ; la forme exacte du moteur se prend sur le plan du fabricant du ventilateur et se note à la commande. Les moteurs DRG sont livrés en montage B3/B5/B14/B35 selon la note de commande.

Pour le démarrage, la pratique propre d'un fabricant est le démarrage direct jusqu'à 2,2 kW et le démarrage étoile-triangle à partir de 3 kW [1][2]. Un détail compte ici : le démarrage étoile-triangle exige que le moteur soit couplé en triangle sur un réseau 400 V, c'est-à-dire un bobinage 400/690 V. Dans la gamme DRG, les moteurs jusqu'à 3 kW sont en 230/400 V, ceux de 4 kW et plus en 400/690 V. Si votre armoire actuelle est en étoile-triangle et que vous montez un moteur de 3 kW, parlez-en dès le départ. Pour les modes de démarrage, voir l'outil de démarrage étoile-triangle.

Correspondance avec les moteurs DRG

La gamme DRG couvre 0,25 à 11 kW en carcasse aluminium et 0,55 à 355 kW en fonte, 1000/1500/3000 tr/min, triphasé, 230/400 V ou 400/690 V ; le montage B3/B5/B14/B35 est défini par la note de commande. Dans les jet fans de parking, la puissance est faible et le ventilateur est suspendu au plafond : la carcasse aluminium, légère, se distingue. Le tableau des modèles et des prix placé au milieu de cet article concerne les jet fans en mode de ventilation normale ; il ne signifie pas que toutes les puissances de jet fans du marché sont des produits DRG.

Pour le ventilateur de 400 mm de notre exemple, le DRG-90L-2 convient. Pour les ventilateurs 4 pôles de plus grand diamètre, on regarde des modèles comme le DRG-100L1-4. Le diamètre d'arbre et la bride du ventilateur existant doivent correspondre au nouveau moteur ; comparez-les avec la plaque et les cotes de l'ancien moteur. Pour la logique générale puissance-vitesse des ventilateurs hélicoïdes et centrifuges, voir notre article sur le moteur de ventilateur de ventilation, et pour l'effet d'une baisse de vitesse sur la puissance, notre article sur les lois d'affinité. Toutes les applications de ventilation sont sur notre page Moteurs de ventilateur.

Moteurs DRG pour jet fans de parking

• DRG-90S-2 – 1,5 kW – 2 895 tr/min – 90S aluminium
• DRG-90L-2 – 2,2 kW – 2 895 tr/min – 90L aluminium
• DRG-100L-2 – 3 kW – 2 895 tr/min – 100L aluminium
• DRG-100L1-4 – 2,2 kW – 1 450 tr/min – 100L aluminium

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Moteur de jet fan de parking : questions fréquentes

Quelle puissance en kW pour un moteur de jet fan ?

Il n'y a pas de valeur fixe ; la poussée, le diamètre et la vitesse de sortie la déterminent. Dans le catalogue d'un fabricant, la puissance installée des jet fans de parking de 315 à 450 mm va de 0,55 à 3 kW [1]. Pour votre ventilateur, référez-vous à la puissance de la plaque ou au calcul à partir de la poussée et du diamètre.

Peut-on monter un moteur standard sur un jet fan de désenfumage ?

Non. Dans les ventilateurs ayant une fonction de désenfumage, le moteur fait partie de l'ensemble certifié avec le ventilateur selon l'EN 12101-3 ; le remplacement se fait avec le moteur certifié du fabricant du ventilateur. Les moteurs standard DRG ne sont pas vendus avec cette certification.

Pourquoi un jet fan fonctionne-t-il à deux vitesses ?

Aux heures creuses, la demi-vitesse suffit ; lorsque la vitesse est divisée par deux, la puissance tombe à environ un huitième et le bruit diminue. La pleine vitesse sert quand la pollution augmente ou dans les situations d'urgence définies par le projet.

Comment inverser le sens d'un jet fan ?

Sur un moteur triphasé, on permute deux phases ou on donne une commande de sens au variateur ; il faut d'abord attendre l'arrêt complet de la roue. Seuls les ventilateurs à pales symétriques (réversibles) donnent la même poussée dans les deux sens. Ce travail doit être fait par un électricien qualifié.

Envoyez-nous la plaque de votre ventilateur et celle de l'ancien moteur, et nous déterminerons ensemble le bon modèle : téléphone +90 (542) 666 11 11, e-mail [email protected], page contact. Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériaux et de fabrication (certificat de garantie). Pour les prix actuels, voir Acheter un moteur électrique en ligne.

Sources

1. Kruger – Induced Jet Fan IJB & IJC II Series (catalogue, PDF) – tableau de poussée et de puissance installée, grande/petite vitesse, note sur le démarrage.
2. Kruger – Page produit jet fan – démarrage direct jusqu'à 2,2 kW, étoile-triangle à partir de 3 kW.
3. BS EN 12101-3 – Smoke and heat control systems, Part 3: Powered smoke and heat control ventilators – classes température-durée F200/F300/F400.