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Lo scorso autunno, un produttore commerciale di UTA con oltre un decennio di esperienza si è rivolto a noi: "Dannis, la nostra UTA raggiunge perfettamente l’obiettivo di portata d’aria durante i test in fabbrica. Ma dopo un mese di funzionamento sul sito, la portata d’aria diminuisce del 20%. Abbiamo provato tre fornitori di ventilatori — tutti con specifiche identiche per ventilatori assiali CA — e tutti presentano lo stesso comportamento. Il problema è nei ventilatori o dipende da noi?"
Ci ha inviato la configurazione dell’UTA: sezione di miscelazione + filtro pre-accoppiato G4 + filtro a sacco F7 + batteria di raffreddamento + batteria di riscaldamento + umidificatore + sezione ventilatore — una classica UTA per uffici commerciali, portata progettata di 3.000 m³/h, dotata di un ventilatore assiale a motore asincrono CA da 350 mm, funzionante a velocità fissa senza regolazione della velocità.
Durante il test in fabbrica, ogni sezione era nuova: caduta di pressione del filtro pre-accoppiato pari a 50 Pa, caduta di pressione della batteria di raffreddamento in funzionamento a secco pari a 80 Pa, umidificatore spento. Resistenza totale del sistema: circa 180 Pa. Il ventilatore operava comodamente nella sua zona nominale. Portata d’aria: 3.000 m³/h. Test superato.
Un mese dopo, sul posto: prefiltri caricati a 120 Pa, batteria di raffreddamento in funzione in condizioni bagnate (modalità di raffreddamento effettiva) a 150 Pa, umidificatore attivo a 30 Pa. Resistenza totale del sistema: 350 pa —quasi il doppio del valore di prova in fabbrica. E il ventilatore dell’aria condizionata? Nessun controllo della velocità. Il punto di funzionamento si è spostato verso sinistra lungo la curva PQ. La portata d’aria è scesa da 3.000 m³/h a 2.400 m³/h .
Prima considerazione: I ventilatori non erano difettosi. Tutti e tre i fornitori erano conformi. Il difetto fondamentale risiedeva nella logica di selezione: il ventilatore era dimensionato esclusivamente per le condizioni di fabbrica nuove, senza alcuna previsione per la resistenza variabile sul campo.
La causa radice diventa evidente tracciando la resistenza del sistema nel tempo:
| Cronologia | Condizione | Filtro | Avvolti in bobina | Umidificatore | Resistenza totale | Flusso d'aria |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Test in fabbrica | Nuova·Batteria asciutta | 50 Pa | 80 Pa | 0 Pa | ~180 Pa | 3.000 m³/h ✅ |
| dopo 1 mese | Intasamento del filtro·Serpentina bagnata | 120 pa | 150 pa | 30 Pa | ~350 Pa | 2.400 m³/h ❌ |
| dopo 6 mesi | Fine vita del filtro·Serpentina bagnata | 200 Pa | 150 pa | 30 Pa | ~430 Pa | 1.800 m³/h ❌ |
Un’unità di trattamento aria (AHU) non è un sistema statico. I filtri si intasano, le batterie di raffreddamento passano da funzionamento asciutto a bagnato, gli umidificatori vengono attivati e disattivati ciclicamente: ognuno di questi cambiamenti modifica la resistenza percepita dal ventilatore. la resistenza aumenta → il punto di funzionamento si sposta verso sinistra → la portata d’aria diminuisce . Senza controllo della velocità, il ventilatore può seguire soltanto la curva verso il basso.
La soluzione non richiedeva un ventilatore più grande, un inverter di frequenza (VFD) né una riprogettazione del cabinet dell’AHU. Richiedeva una sola cosa: un motore in grado di regolare automaticamente la propria velocità in risposta alle variazioni di resistenza: un motore EC.
Abbiamo consigliato il FG3G350-2APL-90 — stesso diametro (350 mm), stessa tensione (230 VCA), stessa classe di portata d’aria (3.500 m³/h), ma con il motore asincrono a corrente alternata sostituito da un Motore EC brushless a rotore esterno BLEC92 con controllo nativo della velocità variabile 0–10 V/PWM.
| Elemento di progettazione | Selezionato | Perché era rilevante in questo contesto |
|---|---|---|
| Tipo ventola | Assiale (tipo G · protetto) | Portata elevata · scarico assiale · allineato con la direzione del flusso d'aria dell'unità di trattamento aria (AHU) |
| Tipo di Motore | EC senza spazzole (BLEC92) | Controllo nativo della velocità 0-10 V/PWM · regolazione continua · nessun inverter (VFD) necessario |
| Tensione | 230 Vac | Collegamento diretto alla rete elettrica · nessuna alimentazione CC esterna richiesta |
| Diametro dell'elica | 350mm | Stesse dimensioni dell'originale — nessuna modifica richiesta al cabinet dell'AHU |
| Parametro | Valore | Nota |
|---|---|---|
| Modello | FG3G350-2APL-90 | Elettrico PL · serie meccanica 90 |
| Categoria ventola | Ventola assiale (con griglia di protezione) | Tipo G |
| Diametro dell'elica | 350 mm | — |
| Tensione nominale | 230 vac | 50/60 Hz |
| Velocità Nominale | 1.580 giri/min | controllo continuo della velocità 0-10 V/PWM |
| Flusso d'aria massimo | 3.500 m³/h | Condizione di flusso libero |
| Pressione statica massima | 135 pa | Condizione di portata zero |
| Potenza nominale | 160 W | Carico completo |
| Corrente Nominali | 1,15 A | A 230 VCA |
| Livello di pressione sonora | 63 dB(A) | Condizione nominale · 1 m |
| Tipo di Motore | BLEC92 | motore EC trifase senza spazzole · rotore esterno |
| Controllo della Velocità | 0-10 VCC / PWM | Standard |
| Classe di protezione | Ip44 | Installazione interna dell’unità di trattamento aria (AHU) |
| Temperatura di funzionamento | -25 ~ +60 ℃ | — |
Il cliente ha posto la domanda ovvia: "Con lo stesso diametro del girante, EC costa di più rispetto a CA. Vale la pena?"
Gli abbiamo fornito una tabella comparativa e tre criteri decisionali:
| Metrica | Originale: motore a induzione CA | Nuovo: motore brushless EC (BLEC92) | Differenza |
|---|---|---|---|
| Efficienza a Carico Massimo | ~55-65% | >85% | risparmio energetico del 30-40% |
| Intervallo di regolazione della velocità | Fisso / richiede un inverter di frequenza (VFD) | regolazione continua da 0 a 100% · nativa | Eliminazione del costo dell’inverter di frequenza (VFD) |
| CORRENTE DI AVVIAMENTO | 5-7 volte la potenza nominale | < 1,2 volte la potenza nominale | Impatto minimo sulla rete elettrica |
| Fattore di potenza | 0.6-0.75 | >0.95 | Basse perdite reattive |
| Rumorosità | 68-72 dB(A) | 63 dB(A) | 5-9 dB più silenzioso |
| Vita di Servizio | 20.000-30.000 h | 40.000-60.000 h | durata doppia |
Tre dimensioni che hanno determinato questa scelta:
① Il controllo della velocità è obbligatorio, non facoltativo: La resistenza dinamica a più stadi di questa UTA ha richiesto che il ventilatore avevo fosse dotato di controllo della velocità. Il costo totale del motore CA + inverter + quadro di comando + cablaggio + messa in servizio ha superato la soluzione EC tutto-in-uno.
② Localizzazione sensibile al rumore: La stanza dell’unità di trattamento aria (AHU) era direttamente adiacente agli spazi ufficio. 72 dB(A) con motore CA → 63 dB(A) con motore EC. Questa differenza di 9 dB ha consentito di eliminare uno stadio di attenuazione acustica, e i risparmi ottenuti sul silenziatore hanno praticamente coperto il sovrapprezzo del motore EC.
③ Pronta per VAV per progetti futuri: Il cliente aveva in programma progetti futuri che richiedevano un volume d’aria variabile (VAV). Con l’architettura CA + inverter di frequenza (VFD), l’aggiornamento a VAV comporta una revisione della logica di controllo. Con i motori EC, l’interfaccia 0-10 V/PWM si collega direttamente al DDC: il passaggio da portata d’aria costante (CAV) a portata d’aria variabile (VAV) non richiede alcuna modifica alla sezione ventilatori.
Ogni selezione deve rispettare la curva PQ. Di seguito è riportato il modello FG3G350-2APL-90 a 1.580 giri/min, sovrapposto al profilo reale di resistenza del sistema relativo a questo caso:
| Punto di funzionamento | Flusso d'aria (m³/h) | Pressione statica (Pa) | Condizione corrispondente del caso |
|---|---|---|---|
| Aria libera | 3,500 | 0 | — (massimo teorico) |
| Punto nominale ⭐ | ~1,750 | ~70 | Nuovo di fabbrica · bobina asciutta → la velocità può essere ridotta |
| dopo 1 mese | ~3,000 | ~90 | Ventilatore EC raggiunge ~85% della velocità · portata d'aria ridotta al valore progettuale |
| dopo 6 mesi | ~3,000 | ~110 | Ventilatore EC raggiunge ~95% della velocità · rimane comunque all'interno della zona nominale |
| Chiusura | 0 | 135 | Pressione statica massima · portata nulla |
Conclusione: Il modello FG3G350-2APL-90, con una pressione statica massima di 135 Pa, mantiene il punto di funzionamento all'interno della sua zona nominale anche quando la resistenza del sistema raggiunge 2,4 volte il valore progettuale originale. Mentre il ventilatore CA aveva già ridotto la portata a 2.400 m³/h, il ventilatore EC — dotato di controllo chiuso della velocità — riporta la portata d'aria a 3.000 m³/h, rimanendo comodamente al di sotto del 90% della velocità massima.
Il cliente ha effettuato la sostituzione su un’unità di trattamento aria (AHU) prototipo installando il modello FG3G350-2APL-90 abbinato a un sensore di pressione statica 0–10 V per il controllo in catena chiusa. Dopo un intero ciclo di 6 mesi di filtrazione, questi sono i risultati da loro riportati:
Nessun decadimento durante l'intero ciclo del filtro. Il controllo a circuito chiuso EC compensa automaticamente il carico del filtro e le condizioni di bagnatura della batteria.
160 W rispetto ai ~250 W dell'originale. Funzionamento 12 h/giorno. Risparmio annuo di 400-500 kWh per unità.
63 vs. 72 dB(A). Unità di trattamento aria (AHU) installata in locale adiacente agli uffici. Cessazione dei reclami per rumore.
Il climatizzatore originale richiedeva la regolazione trimestrale della tensione delle cinghie. Azionamento diretto EC: manutenzione zero.
| Metrica | Prima (climatizzatore a velocità fissa) | Dopo (climatizzatore a velocità variabile EC) |
|---|---|---|
| Portata d'aria in fabbrica | 3.000 m³/h | 3.000 m³/h (velocità ridotta per adattarsi) |
| Portata d'aria dopo 6 mesi | 1.800 m³/h (-40%) | 3.000 m³/h (compensazione in circuito chiuso · decadimento nullo) |
| Potenza di ingresso (in funzionamento) | ~250 W | ~160 W |
| Rumore a 1 m | 72 dB(A) | 63 dB(A) |
| Controllo della Velocità | Nessuno | 0-10 VDC direttamente al DDC |
| Intervallo di manutenzione | Trimestrale (tensione della cinghia) | Senza manutenzione (azionamento diretto, nessuna cinghia) |
Il cliente ha successivamente specificato il modello FG3G350-2APL-90 in altri tre progetti e sta valutando le sue varianti con portata d’aria maggiore per un’altra linea di prodotti.
Questo progetto ci ha insegnato diversi aspetti degni di condivisione:
Se state lavorando a un progetto simile di UTA, ecco la matrice completa della piattaforma FG3G350:
| Modello | Motore | Tensione | Flusso d'aria massimo | Pressione Massima | Potenza | Rumorosità | Migliore per |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
FG3G350-2APL-90 |
Ec | 230 Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | UTA standard · controllo di velocità EC · questo caso |
FG3G350-2AGL-90 |
AC | 230 Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | — | — | UTA a portata costante (CAV) · orientata al costo |
FG3G350-2APN-90 |
Ec | 230 Vac | 3.500 m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | PN elettrico · soluzione alternativa plug-and-play |
FG3G350-48PL-90 |
Ec | 48Vdc | 3.500 m³/h | 135 pa | 160W | 63dB | Alimentazione in corrente continua · applicazioni speciali |
Nota di selezione: PL e PN hanno polarità opposte del segnale di controllo della velocità. Se vengono collegati in modo inverso, il ventilatore funziona alla velocità minima indipendentemente dal segnale di controllo. Verificare il tipo di uscita DDC prima dell’ordine.
Problemi di riduzione della portata d’aria nell’UAH? È necessario l’intero diagramma PQ del modello FG3G350-2APL-90 per convalidarlo rispetto al proprio impianto? Contattare il nostro team di ingegneria applicativa: [email protected]. Inviarci la configurazione della sezione UAH e le stime delle resistenze: eseguiremo per voi l’abbinamento PQ.
