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DANNIS LUO · INGEGNERIA APPLICATIVA FANOVA · Settembre 2026
Un produttore di apparecchiature professionali per abbronzatura del Sud-Est asiatico ci ha inviato il pacchetto di disegni per un’assemblea di ventilatore per modulo LED. La scatola misura 530 × 453 × 218 mm e pesa 7,74 kg una volta completamente assemblata. Al suo interno è installato un solo ventilatore centrifugo, che alimenta cinque raccordi a vite rapida e una presa quadrata con griglia, destinate a convogliare l’aria verso i moduli LED del lettino.
La domanda del cliente era specifica: quale famiglia di ventilatori garantisce una portata d’aria costante attraverso sei uscite parallele partendo da un’unica sorgente? Per il raffreddamento dei moduli LED, i valori di portata indicati sui fogli tecnici non erano il fattore determinante: lo era la pressione statica.
Una scatola di raffreddamento per modulo LED è un collettore, non un percorso aperto all’aria. L’aria esce da un ventilatore e deve essere suddivisa tra cinque raccordi a vite e una presa con lamelle. Ogni raccordo, ogni tratto di condotto e ogni lamella aggiunge resistenza, in serie e in parallelo.
Due vincoli hanno reso la specifica più stringente rispetto a un normale compito di ventilazione. La scatola è di dimensioni ridotte, quindi il ventilatore deve generare tale pressione partendo da una girante compatta. Inoltre, l’insieme è installato all’interno di un’apparecchiatura utilizzata da una persona, pertanto il livello di pressione sonora diventa parte dell’esperienza d’uso del prodotto.
Ogni curva di portata del ventilatore ha due estremi: la portata in condizioni di aria libera, con resistenza nulla, e la pressione statica massima, con l'uscita completamente ostruita. Un'installazione reale opera tra questi due punti, nel punto di intersezione tra la curva del ventilatore e la curva del sistema.
La regola empirica del settore è semplice: i ventilatori assiali operano in modo economico fino a una resistenza di sistema di circa 100 Pa; i ventilatori centrifughi entrano in gioco oltre i 300 Pa; quando la pressione totale del sistema si colloca tra 100 e 200 Pa, la scelta ricade generalmente su un design centrifugo.
Poiché la caduta di pressione del sistema aumenta con il quadrato della portata, la curva del sistema si inclina rapidamente. È proprio questo effetto a penalizzare un ventilatore a bassa pressione in un quadro ramificato: l'unità assiale può indicare un valore di portata in aria libera comparabile, ma raggiunge tale valore soltanto in prossimità di resistenza nulla e ne scende rapidamente lungo la propria curva non appena vengono collegati i raccordi e la griglia di ventilazione.
Applichiamo ora questo concetto a un contenitore di raffreddamento per modulo LED con sei uscite.
| Modello | Tipo | Portata d’aria massima | Pressione Statica Massima | Potenza | Rumorosità |
|---|---|---|---|---|---|
| FG3G200-2AGL-70 | Assiale, 200 mm | 1.205 m3/h | 250 Pa | 45 W | 62 dB(A) |
| FG3G250-2AGL-90 | Assiale, 250 mm | 1.740 m³/h | 226 Pa | 80 W | 61 dB(A) |
| FB3G250-2APS-90 | Centrifuga a pale curve all’indietro, 250 mm | 1.590 m³/h | 762 Pa | 220 W | 77,1 dB(A) |
| FS3G180-2AGL-20 | Centrifuga a singola aspirazione, 180 mm | 1.320 m³/h | 1.265 Pa | 495 W | 76 dB(A) |
Ciò corrisponde approssimativamente a cinque volte la pressione statica di un ventilatore assiale da 200 mm, ottenuta con un girante più piccolo e a oltre dodici volte i 100 Pa che segnano il limite superiore del campo di efficienza di un ventilatore assiale.
Per questo gruppo di raffreddamento del modulo LED, FANOVA ha specificato un singolo FS3G180-2AGL-20 – un ventilatore centrifugo EC ad aspirazione singola con cassa a spirale e girante da 180 mm. La scarica radiale della cassa a spirale genera la prevalenza; l’aspirazione singola mantiene l’ingombro dell’insieme sufficientemente compatto per alloggiare nella scatola da 530 x 453 x 218 mm.
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Modello | FS3G180-2AGL-20 |
| Tipo | Ventilatore centrifugo EC ad aspirazione singola, cassa a spirale |
| Tensione nominale | 230 VCA, monofase, 50/60 Hz (intervallo 184–270 VCA) |
| Assorbimento corrente | 2,2 A ±10% |
| Velocità | 2.460 giri/min ±5% |
| Consumo di energia | 495 W ±10% |
| Portata d'aria massima | 776,8 CFM / 1.320 m³/h |
| Pressione Statica Massima | 5,06 in.wg / 1.265 Pa |
| Livello di pressione sonora | 76 dB(A) ±5 |
| Classe di isolamento | Classe B |
| Grado di protezione | IP54 |
| Ingresso di Controllo | 0-10 VCC o PWM |
| Uscita di segnale | Tachimetro FG, 3 impulsi per giro |
| Interfaccia seriale | RS485 MODBUS (RSA / RSB) |
| Elica | diametro 180 mm, 38 pale, lamiera di acciaio laminata a freddo |
| Diametro del Rotor | 102 mm |
| Alloggiamento per elettronica | Alluminio pressofuso |
| Motore | EC a rotore esterno, cuscinetti a sfera, servizio S1 |
| Temperatura di funzionamento | -25 a +60 °C di temperatura ambiente |
| Aspettativa di vita | 50.000 ore (L10) a 40 °C |
| Peso | 6.5 KG |
| Approvazioni | CE, RoHS, ISO 9001, ErP 2015 |
Un lettino abbronzante non è un’unità di trattamento aria per tetti. Il ventilatore si trova nello stesso involucro dell’utente. Il livello di pressione sonora cessa di essere una semplice specifica di fondo e diventa parte integrante dell’esperienza d’uso del prodotto.
76 dB(A) è il prezzo da pagare per 1.265 Pa. Se il numero delle uscite o la lunghezza del canale consentono una pressione inferiore, il modello FS3G180-2AGL-90 svolge lo stesso compito a 70 dB(A) e 200 W invece che a 495 W. Abbiamo scelto la versione ad alta pressione perché la configurazione a sei uscite lo richiedeva e perché il controllo della velocità recupera gran parte della differenza durante il funzionamento normale.
È qui che un ventilatore EC si distingue nettamente da un’alternativa AC a velocità fissa. L’ingresso 0–10 VDC o PWM consente al controllore di regolare la velocità in modo continuo. Un termistore montato sul modulo LED rileva la temperatura di giunzione, quindi la velocità del ventilatore aumenta soltanto quando i moduli sono caldi e il lettino funziona a velocità ridotta durante i periodi di riposo.
Tenere 495 W alla velocità massima per 3.650 ore all'anno consuma 1.807 kWh. Poiché la potenza del ventilatore diminuisce approssimativamente con il cubo della velocità, funzionare a velocità parziale per gran parte di tale tempo riduce notevolmente questo valore.
Lo stesso girante da 180 mm è disponibile anche in altri punti di funzionamento se si sta sviluppando una gamma di raffreddamento per moduli LED anziché un singolo modello:
Tre domande determinano se è necessario un ventilatore centrifugo oppure se si può continuare a utilizzare un ventilatore assiale.
In primo luogo, contare le uscite e sommare la lunghezza del canale. Qualsiasi elemento ramificato, qualsiasi elemento lungo più di qualche metro, qualsiasi elemento dotato di lamelle o filtro spinge verso una pressione statica elevata.
In secondo luogo, partire dalla curva del sistema, non dal valore a flusso libero. Stimare la resistenza di ogni componente, aggiungere una riserva del dieci-venti per cento, quindi individuare il punto in cui la curva del ventilatore interseca tale valore: questo passaggio determina la maggior parte delle specifiche di raffreddamento per moduli LED.
In terzo luogo, stabilire se il carico varia. Se così fosse, un ventilatore EC con ingresso 0-10 VDC ripaga la differenza di prezzo grazie ai minori costi operativi, mentre il segnale FG consente il rilevamento dei guasti.
Il modello specificato FS3G180-2AGL-20 copre questa configurazione di raffreddamento per moduli LED con un singolo rotore: 1.320 m3/h e 1.265 Pa da una ruota da 180 mm, all’interno di un involucro dalle dimensioni di 530 x 453 x 218 mm. Il controllo della velocità consente al produttore di regolare la portata d’aria in base alla temperatura di giunzione del LED anziché far funzionare il ventilatore a pieno regime, e l’uscita tachimetrica FG supporta il rilevamento dei guasti a livello di prodotto.
