Retrofittare il tuo sistema esistente con un ventilatore EC ad alta efficienza.

Perché il tuo vecchio ventilatore ti costa più di quanto pensi

Entrate in qualsiasi edificio più vecchio e sentirete il ronzio costante dei ventilatori a velocità fissa che funzionano negli unità di trattamento aria, nei sistemi di estrazione o nelle unità di raffreddamento. Quei vecchi motori a induzione per climatizzazione erano costruiti per durare, ma non per risparmiare energia. Un tipico motore monofase con condensatore di spacco permanente che aziona un ventilatore funziona sempre alla massima velocità, anche quando è necessaria solo metà della portata d’aria. Ciò comporta spreco di energia elettrica, maggiore rumore del necessario e usura aggiuntiva dei cuscinetti. Una volta ho effettuato un audit su un edificio per uffici di medie dimensioni dotato di 20 unità di trattamento aria. Ogni unità era equipaggiata con un ventilatore da 300 watt alimentato in corrente alternata, in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il consumo totale di energia dei ventilatori ammontava a 52.800 chilowattora all’anno, soltanto per quei 20 ventilatori. Dopo aver misurato le effettive esigenze di portata d’aria, abbiamo scoperto che i ventilatori avevano bisogno di funzionare al 70% della velocità nella maggior parte del tempo. Tuttavia, i motori in corrente alternata non potevano operare a tale velocità senza l’installazione di costosi azionamenti a frequenza variabile. Il proprietario dell’edificio stava sprecando quasi 16.000 kWh all’anno senza alcuna giustificazione. Questo è il costo nascosto della vecchia tecnologia dei ventilatori.

Risparmi diretti sull'energia che compaiono in bolletta

Allora, perché un ventilatore EC è così tanto migliore? La risposta sta nella progettazione del motore. Un tradizionale motore a induzione CA ha un rotore con barre conduttrici. Una corrente viene indotta in tali barre, generando un campo magnetico ma anche calore dovuto alla resistenza. Questo fenomeno è chiamato perdita nel rotore. Un motore EC, ovvero un motore a commutazione elettronica, utilizza magneti permanenti sul rotore. Non vi è alcuna corrente indotta, quindi non si verificano perdite nel rotore. Il controller integrato invia impulsi precisi agli avvolgimenti dello statore, garantendo un’elevata efficienza su un’ampia gamma di velocità. Il Dipartimento dell’Energia statunitense ha pubblicato uno studio che dimostra come la sostituzione di un motore a polo schermato o a condensatore permanente (PSC) con un motore EC riduca il consumo energetico del ventilatore dal 40% al 60%. Vi fornisco un dato reale. Un magazzino nell’Ohio era dotato di due grandi ventilatori di estrazione, ciascuno equipaggiato con un motore CA da 1,2 kW. Questi funzionavano 16 ore al giorno, per 300 giorni all’anno: il consumo annuo era quindi di 11.520 kWh per ventilatore. Dopo la sostituzione con ventilatori EC della stessa dimensione fisica, ciascun ventilatore assorbiva soltanto 0,55 kW per lo stesso flusso d’aria. Il consumo annuo è sceso a 5.280 kWh per ventilatore. Il risparmio complessivo ammonta a 12.480 kWh all’anno. Considerando un costo dell’energia di 0,12 USD/kWh, questo corrisponde a un risparmio annuo di 1.498 USD derivante soltanto da questi due ventilatori. Il periodo di ritorno dell’investimento è stato di otto mesi.

Controllo della velocità infinito per esigenze di portata d'aria variabile

La richiesta di portata d'aria raramente è costante. In una cella frigorifera, è necessario il massimo raffreddamento quando la porta si apre frequentemente. Di notte, con la porta chiusa, ne serve molto meno. Una ventola CA a velocità fissa provoca o un eccesso o una carenza di raffreddamento. Una ventola EC consente un controllo continuo della velocità, da zero alla massima. È sufficiente fornirle un segnale da 0 a 10 V oppure PWM proveniente da un termostato, da un sistema di automazione edilizia o anche da un semplice potenziometro. Ho collaborato con una struttura per la conservazione a freddo dotata di sei ventilatori evaporatori in funzione 24 ore su 24. Le vecchie ventole CA funzionavano sempre al 100%. Il compressore doveva ciclare frequentemente perché le ventole spostavano troppa aria attraverso le batterie. Abbiamo effettuato un retrofit con ventole EC e aggiunto un controller che riduceva la velocità delle ventole al 40% quando la temperatura dell’ambiente rientrava nel valore di setpoint. Il tempo di funzionamento del compressore è diminuito del 25%, poiché l’evaporatore non era più sovraccaricato. Il responsabile della struttura ha calcolato un risparmio energetico complessivo, incluso quello del compressore, superiore a 18.000 kWh all’anno. Tale risparmio è derivato esclusivamente dal controllo della velocità variabile, non solo dall’efficienza del motore della ventola.

Compatibilità con retrofit e semplicità meccanica

Una preoccupazione comune è se un nuovo ventilatore EC si adatti correttamente. La maggior parte dei ventilatori EC è progettata con schemi di fori di fissaggio, dimensioni delle flange e ingombri complessivi identici a quelli dei tradizionali ventilatori CA. Le dimensioni del corpo motore sono standardizzate. Ad esempio, un ventilatore assiale EC da 92 mm o 120 mm si inserisce spesso direttamente nello stesso supporto. Dal punto di vista elettrico, i ventilatori EC accettano tipicamente un’alimentazione universale in corrente alternata da 110 a 277 V, a 50 o 60 Hz. Ciò significa che possono essere collegati direttamente all’alimentazione esistente senza la necessità di un driver specifico. Un operatore di un data center, che conosco personalmente, ha deciso di sostituire 48 ventilatori negli unità di raffreddamento della sala server. Ha ordinato ventilatori EC con la stessa dimensione del corpo da 172 mm. In un solo weekend, il team di manutenzione ha sostituito tutti e 48 ventilatori. L’unica modifica elettrica necessaria è stata la rimozione del vecchio condensatore da ciascuna unità, poiché i ventilatori EC non richiedono condensatori di avviamento o di funzionamento. Il tempo di fermo è stato inferiore a quattro ore. Dopo la sostituzione, la potenza di raffreddamento del data center è diminuita del 44% e i ventilatori funzionano più silenziosamente. Questa semplicità rende la decisione particolarmente facile.

Durata più lunga e costi di manutenzione inferiori

I vecchi ventilatori a corrente alternata presentano diversi punti di guasto: il condensatore di avviamento si asciuga, l’interruttore centrifugo si inceppa e i cuscinetti a boccola si usurano in modo irregolare a causa del surriscaldamento del motore. I ventilatori EC eliminano tutti questi problemi: non hanno condensatore di avviamento, né interruttore centrifugo, né spazzole. I cuscinetti sono cuscinetti a sfere sigillati di alta qualità, con una durata nominale di 50.000 ore a una temperatura ambiente di 40 °C. Un team tecnico di un ospedale mi ha raccontato la propria esperienza: disponevano di 32 unità terminali a ventilconvettore nelle camere dei pazienti, ciascuna equipaggiata con un ventilatore a corrente alternata. Ricevevano in media sei chiamate di assistenza tecnica all’anno per condensatori difettosi e cuscinetti rumorosi. Dopo aver sostituito i ventilatori con modelli EC nell’arco di due anni, nei successivi 24 mesi non hanno registrato alcuna chiamata relativa ai ventilatori. Il responsabile della manutenzione ha dichiarato che l’elevata affidabilità dei ventilatori EC lo ha indotto ad interrompere la scorta di motori di ricambio. L’Air Movement and Control Association ha pubblicato dati tecnici che confermano come i motori EC presentino un tasso di guasto significativamente inferiore rispetto ai motori a corrente alternata di potenza equivalente, soprattutto grazie all’eliminazione dell’usura di condensatori e spazzole. Per qualsiasi struttura che valorizzi la continuità operativa, tale affidabilità rappresenta un vero e proprio tesoro.

Come un fornitore affidabile rende la retrofit priva di rischi

Dal punto di vista finanziario, la sostituzione con ventilatori EC rappresenta uno degli investimenti con il ritorno più elevato che si possa effettuare su impianti esistenti. Il periodo di recupero del capitale investito è generalmente inferiore a 12 mesi e spesso addirittura inferiore a 6 mesi per i ventilatori in funzione 24 ore su 24. Inoltre, grazie al minore calore generato dal motore del ventilatore, si ottiene un carico di raffreddamento ridotto, poiché un ventilatore EC dissipa meno energia sotto forma di calore. Tuttavia, per ottenere questi risultati è indispensabile un’accurata corrispondenza tra ventilatore e applicazione: non ci si può affidare a stime approssimative, ma è necessario disporre di dati reali sulle prestazioni. È qui che entra in gioco un produttore esperto come Fanova. Fanova produce motori e ventilatori EC dal 2003. Il suo servizio di abbinamento preciso si basa su rapporti verificabili provenienti da tunnel aerodinamici e su dati acustici, consentendo di conoscere esattamente la portata d’aria ottenibile a una determinata pressione statica. I suoi ingegneri collaborano direttamente con il cliente per garantire che il ventilatore da installare in sostituzione rispetti tutti i vincoli meccanici ed elettrici dell’impianto. Grazie a una struttura produttiva di 5000 metri quadrati e a una flessibilità nella gestione degli ordini, Fanova è in grado di fornire tutto, dal singolo campione fino a lotti di mille unità. Inoltre, la garanzia completa triennale offre la certezza che la soluzione di retrofitting funzionerà in modo affidabile per molti anni. Oltre 80 paesi e migliaia di impianti hanno già effettuato questo passaggio. Quando sarà il momento di smettere di sprecare energia, Fanova fornisce la soluzione ad alta efficienza basata su ventilatori EC di cui avete bisogno.