Points d'attention lors de la conception de la ventilation industrielle
Conception du ventilateur
Le choix correct du ventilateur est crucial pour obtenir les performances requises. Il est basé sur le débit d‘air requis (m³/min). Lorsqu‘on le calcule, on obtient la puissance que le ventilateur doit être capable de fournir.
Chaque application de ventilation est soumise à des conditions spécifiques de débit et de pression d‘air. Les ventilateurs industriels doivent être conçus pour répondre aux spécifications de performance tout en conservant leur intégrité structurelle. Selon l‘application, le ventilateur peut être soumis à des vitesses de rotation élevées, un environnement avec des courants d‘air corrosifs ou abrasifs, des températures extrêmes ... Les ventilateurs plus grands et les vitesses plus élevées produisent des forces plus importantes sur les structures en rotation; pour la sécurité et la fiabilité, la conception doit veiller à éviter les contraintes mécaniques excessives et les fréquences de résonance excitables. Des programmes de modélisation informatique pour la dynamique des fluides computationnelle (CFD) et une analyse par éléments finis (FEA) aident au processus de conception, en plus des essais sur des modèles à l‘échelle en laboratoire. Le contrôle peut également être effectué après la construction du ventilateur, par le biais de tests de performance pour le débit et la pression, de tests avec jauge de contrainte pour les tensions et de tests pour déterminer les fréquences de résonance du ventilateur.
Le choix correct du ventilateur est crucial pour obtenir les performances requises. Il est basé sur le débit d‘air requis (m³/min). Lorsqu‘on le calcule, on obtient la puissance que le ventilateur doit être capable de fournir.
Choix du matériau
Une bonne sélection des matériaux pour les divers composants du système de ventilation dépend de la nature du processus de production (substances nocives rejetées dans l‘air...).
Selon l‘application, divers matériaux peuvent être utilisés pour les conduits de ventilation: acier, aluminium, PVC, inox (milieux corrosifs) ou même textiles. Ces derniers sont relativement récents en Belgique et offrent certains avantages. Par exemple, ils échangent l‘air sur toute leur longueur et pas seulement à certains endroits par des grilles, comme c‘est le cas des conduits de ventilation traditionnels. Il en résulte une distribution d‘air plus efficace et donc des économies d‘énergie.
Production sonore
Dans les systèmes de ventilation, il existe plusieurs sources de bruit potentielles. La principale est le ventilateur lui-même mais il y a aussi les conduits de ventilation. Par exemple, un diamètre trop petit entraîne des vitesses d‘air plus élevées, ce qui génère du bruit et une résistance plus élevée, d‘où une efficacité moindre du système. De plus, les coudes brusques des conduits ou les pièces de transition peuvent absorber l‘énergie cinétique du flux d‘air et causer du bruit lorsque le flux d‘air est perturbé. Cela crée des turbulences et stocke les flux d‘air de manière cinétique, ce qui réduit l‘efficacité du système. Pour compenser l‘inefficacité du système et la mauvaise utilisation de l‘énergie, de nombreuses entreprises optent pour des ventilateurs plus puissants. Cependant, cela entraîne une augmentation de la consommation d‘énergie, de l‘empreinte carbone et du bruit.
Consommation d‘énergie
Un point important à prendre en compte lors de l‘installation d‘un système de ventilation est la consommation d‘énergie. Il existe différentes façons d‘absorber l‘énergie dans l‘air lorsque la ventilation n‘est pas bien conçue.
Par exemple, l‘évacuation de l‘air vicié par le ventilateur n‘est pas seulement associée à la consommation d‘électricité, mais aussi à la perte de chaleur (de l‘air évacué), de sorte qu‘il faut plus d‘énergie pour maintenir la pièce à la bonne température.
Chaque système de ventilation nécessite un entretien régulier en raison de l‘accumulation de contaminants dans le système, en particulier dans les filtres.
Un aspect important et parfois négligé de la ventilation est la nécessité de fournir suffisamment d‘air pour remplacer l‘air évacué sur le lieu de travail. Si l‘air n‘est pas fourni en quantité suffisante lorsqu‘on extrait de grandes quantités d‘air, cela entraîne un manque d‘air (y compris un manque d‘oxygène) sur le lieu de travail et une pression négative. Cela freine la circulation de l‘air dans le système de ventilation, de sorte que moins d‘air circule. De l‘air entre également par des fissures autour des portes ou des fenêtres ou par d‘autres petites ouvertures pour essayer de compenser la vitesse d‘évacuation de l‘air. Par conséquent, les travailleurs peuvent être exposés à de l‘air froid en hiver et on risque d‘avoir des frais de chauffage supplémentaires. Différentes interventions sur un système de ventilation existant peuvent permettre de réaliser des économies. Dans certains halls de production, les ventilateurs ne doivent pas travailler à pleine capacité tout le temps. Par exemple, sur une installation d‘extraction centralisée, il est inutile d‘aspirer les postes de travail temporairement inutilisés. Limiter le débit du ventilateur au moyen d‘une vanne papillon, placée à proximité du ventilateur, est la solution la plus coûteuse. La vanne entraîne une perte de pression, ce qui fait que le ventilateur consomme inutilement de l‘énergie. Un inclineur peut alors constituer une solution plus élégante et moins énergivore. Mais l‘utilisation d‘un variateur de vitesse électronique pour ajuster la vitesse en cas de besoin est encore plus économique. En fonction d‘un réglage – p. ex. la mesure d‘une dépression dans la conduite - la vitesse du ventilateur est ajustée afin d‘extraire le débit souhaité.
Entretien d‘une ventilation industrielle
Chaque système de ventilation nécessite un entretien régulier en raison de l‘accumulation de contaminants dans le système, en particulier dans les filtres. Les tests de routine permettent de détecter les problèmes à un stade précoce et de prendre des mesures correctives en temps utile.
Apporter des modifications à un système de ventilation nécessite l‘expertise nécessaire afin que le système fonctionne efficacement. Un exemple est l‘ajout d‘un embranchement de conduit d‘évacuation à un conduit existant, à la suite duquel l‘air sera aspiré dans le système à partir de ce nouvel emplacement. Cela entraîne une diminution du flux d‘air dans les endroits les plus éloignés du ventilateur d‘extraction. Un tel changement entraîne une obstruction rapide du système et un flux d‘air d‘évacuation potentiellement insuffisant dans tous les conduits pour éliminer les contaminants.
