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  EFFETTI DI INSTALLAZIONE
 
 
       
 
  1. Regolazione dei ventilatori
  2. Spese di installazione e manutenzione
  3. Livello sonoro
  4. Effetto di installazione di serrande
 
 
 
 
  1. Regolazione dei ventilatori
 
 
 

Molte volte ci troviamo di fronte al problema di dover cambiare le prestazioni di un ventilatore accoppiato a un impianto poiché, ad esempio, bisogna adattarlo a diversi regimi di funzionamento oppure a causa di una modifica dell'impianto rispetto alle prestazioni iniziali che sono state modificate, scambio di calore o qualsiasi altra situazione.

La regolazione delle prestazioni dei ventilatori vuole fornire una risposta al problema precedente e si può impostare sia dal punto di vista di doverle aumentare che diminuire. Vedi Fig. 1.

Fig. 1. Regolazione prestazioni dei ventilatori
 
Regolazione per riduzione di prestazioni
 
 
La regolazione per riduzione delle prestazioni dei ventilatori si effettua soprattutto attraverso i seguenti sistemi:
  • Serrande
  • Regolazione tramite by-pass
  • Regolazione di velocità
  • Variazione angolo pale

Scegliere un sistema o l'altro dipenderà da un insieme di criteri come: zona di regolazione, risparmio energetico, costo dell'investimento, rumore, ecc.

La Tabella 1 fornisce delle indicazioni sulle zone di regolazione e, all'interno delle stesse, quelle possibili e i consigli per ciascuno dei sistemi citati.

VENTILATORE SISTEMA DI REGOLAZIONE ZONA DI REGOLAZIONE POSSIBILE ZONA DI REGOLAZIONE CONSIGLIATA
de a % de a %
CENTRIFUGO E ELICOIDALE Saracinesca 100 70 100 90
By-Pass 100 0 100 80
Reg. Velocità 100 20 100 20
ELICOIDALE Angolo pale 100 0 100 0
Tabella 1. Sistemi e zone di regolazione

La scelta di un sistema si realizza considerando la zona di regolazione che può servire in modo soddisfacente il consumo energetico e il livello sonoro che li caratterizza, e inoltre il costo iniziale dell'impianto.

Tra i diversi parametri da prendere in considerazione prima di scegliere un sistema di regolazione o l'altro, occupano un posto importante l'aspetto economico - suddiviso in spese di manutenzione e di impianto - e il livello sonoro.

 
 
 
 
  2. Spese di installazione e manutenzione
 
 
 


Nella Fig. 2 è stato schematizzato, per ventilatori di una certa potenza, e da un investimento maggiore a uno minore, il costo di impianto iniziale che può rappresentare l'adozione di un sistema di regolazione o dell'altro.

Fig. 2. Costo iniziale

Nella Fig. 3 lo schema è stato effettuato a partire dal consumo di energia, vale a dire dalla manutenzione o dal rendimento dell'impianto.

Fig. 3. Consumo d'energia

La scelta di un sistema o dell'altro si dovrà effettuare considerando anche la zona di regolazione prevista. Se la regolazione non deve essere inferiore al 85% della portata massima allora qualsiasi sistema può essere efficace in base ai periodi di funzionamento a regime ridotto. Se, invece, la regolazione deve essere inferiore al 60% della portata massima, allora la migliore soluzione sarà un motore a velocità regolabile.

 
 
 
 
  3. Livello sonoro
 
 
 

I livelli di pressione acustica ammissibili nei sistemi di ventilazione e condizionamento d'aria obbligano, nella maggior parte di casi, a prestare un'attenzione particolare al rumore.

La Fig. 4 mostra schematicamente e dal peggiore al migliore il comportamento dei sistemi di regolazione annunciati. Nel caso della regolazione tramite serrande il livello sonoro incluso aumenta quando diminuisce il flusso del ventilatore, per cui questo sistema di regolazione è consigliabile solo per piccole correzioni del flusso.

Fig. 4. Livello acustico
 
 
 
 
  4. Effetto di installazione di serrande
 
 
 

Un ventilatore e una serranda accoppiata, costituiscono un sistema che rappresenta molto di più della semplice somma di due elementi.

Entrambi possono funzionare indipendentemente l'uno dall'altro, ma il loro funzionamento è del tutto interdipendente. A causa di questo rapporto di interdipendenza, bisogna prestare particolare attenzione ad effettuare una scelta e un accoppiamento adeguati del ventilatore e della serranda.

In questo sistema il ventilatore comunica energia all'aria che la fa circolare attraverso il ventilatore-serranda, poiché è assolutamente necessario considerare come si muove l'aria per capire il rendimento dell'uso di questa energia e i fattori che la riguardano.

Le serrande vengono utilizzate soprattutto per piccole correzioni del flusso.

Quando si imposta l'installazione di una serranda o di qualsiasi altro accessorio a un ventilatore, bisogna considerare che l'aria, sia all'entrata che all'uscita, si muove in tre direzioni e crea dei mulinelli che, con il movimento nella stessa direzione o meno delle pale del ventilatore, danno origine a un funzionamento migliore o peggiore dell'insieme serranda-ventilatore. Nella Fig. 5 sono stati illustrati questi mulinelli per ventilatori centrifughi e assiali.

Fig. 5. Sistema ventilatore-serranda

A causa di quanto precedentemente indicato l'impianto a serrande ha determinate limitazioni e, in alcuni casi, non è consigliabile. Nella Tabella 2 sono state riassunte le limitazioni per l'installazione di serrande all'ingresso o all'uscita dei ventilatori. Nel caso di ventilatori assiali, portando all'estremo la chiusura della serranda, si può causare un sovraccarico del motore elettrico

Posizione serranda: Adeguata per ventilatori:
-Ingresso Centrifughi
Assiali
-Uscita Centrifughi
Tabella 2. Limitazioni per l'installazione di serrande

 
4.1 Serrande all'ingresso
 
 

Il controllo del flusso tramite serrande all'ingresso è preferibile rispetto al controllo realizzato mediante serrande installate all'uscita. Dal punto di vista energetico il controllo all'ingresso è più efficiente.

I tipi di serrande che in genere vengono accoppiate all'ingresso dei ventilatori sono visibili nelle Fig. 6 e 8. Quelli a pale variabili, tipi A e B, sono costituiti da un insieme di pale che si possono orientare al tempo stesso nella stessa direzione e devono essere installate in modo da rivolgere l'aria affinché ruoti nel senso di rotazione del girante per interferire il minimo possibile con il flusso naturale dell'aria all'interno del ventilatore ed evitare rumori eccessivi.

Fig. 6. Serranda all'ingresso del ventilatore
Fig. 7. Grafico di serranda all'ingresso
Fig. 8. Serranda all'ingresso del ventilatore

Questo tipo di serrande sono adeguate per ventilatori centrifughi di tutti i tipi fatta eccezione quando la girante è del tipo a pale in avanti. Causano un mulinello a spirale con lo stesso senso e nella stessa direzione delle pale dei ventilatori; viene chiamata pre-rotazione. Si possono installare in due modi:

  • Integrate con la bocca di carico del Ventilatore.
  • - Cilindriche, accoppiate al canale di ingresso del canale.

Quando le serrande vengono fornite insieme (integrate) al ventilatore, la curva caratteristica dell'insieme include l'effetto della serranda; se invece sono accoppiate, l'effetto del sistema deve essere preso in considerazione nella scelta iniziale del ventilatore. I grafici forniti dal fabbricante consentono di calcolare tale effetto sulla pressione in base alla velocità dell'aria all'ingresso.

Un altro tipo di serranda è quello costruito mediante lame, tipi C e D, e sono preferibili le lame opposte rispetto a quelle parallele. Fig. 8.

Quando è necessario installare delle serrande all'ingresso di ventilatori assiali, queste devono essere collocate a una certa distanza dalla girante del ventilatore affinché la vena diventi uniforme prima di raggiungere il dispositivo, a meno che, come è stato indicato, le pale della serranda diano all'aria la stessa direzione dell'inclinazione delle pale del ventilatore. Questa distanza L dipende dalle caratteristiche geometriche del design della girante del ventilatore assiale. Fig. 9.

Fig. 9. Ventilatore assiale
 
4.2 Serrande all'uscita
 
 

È già stato indicato che questo tipo di serranda si applica unicamente ai ventilatori centrifughi e all'interno degli stessi solo quando le uscite sono quadrate o rettangolari.

I tipi di serranda che si accoppiano all'uscita dei ventilatori si possono osservare nella Fig. 10.

Il tipo di serranda adeguato ad ogni applicazione dipende dalle caratteristiche dell'ambiente in cui scarica il ventilatore. Per questo, se l'ambito di scarico è ampio, come nel caso di un plenum, una qualsiasi delle serrande della Fig. 10 è adeguata.

Fig. 10. Serranda all'uscita del ventilatore

Se invece il ventilatore scarica in un canale, il comportamento del sistema ventilatore-saracinesca cambierà molto se l'aria si scontra o meno contro le pareti del canale di mandata. Fig. 11. Così, il tipo a lame opposte è migliore rispetto al tipo a lame parallele, vedi Fig. 10, F e H.

Fig. 11. Sistema ventilatore-serranda

Tra i tipi a lame vengono presentate due possibilità, una in cui le lame sono perpendicolari all'asse del ventilatore e un'altra in cui sono parallele allo stesso. L'esperienza indica che è meglio utilizzare serrande a lame perpendicolari, Fig. 10, E ed F.

 
 
 
 
 
 
 
 
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