Un ventilatore è una turbomacchina o una macchina rotante che trasmette energia a un gas, di solito aria, per indurre il movimento. Esistono diversi tipi di ventilatori, ma la loro struttura di base è simile.
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Il ventilatore è costituito essenzialmente da un motore di azionamento, solitamente elettrico, con i propri dispositivi di controllo: avviamento, regolazione della velocità, commutazione di polarità, ecc. e da una girante rotante (sotto forma di elica o girante a pale) a contatto con l’aria, alla quale trasmette energia.
Esistono diverse possibilità di classificazione per i ventilatori ed è quindi comune che lo stesso dispositivo abbia diversi nomi a seconda dei criteri scelti per il suo utilizzo.
Tipi di ventilatori
Esistono quindi vari tipi di ventilatori che possono essere classificati in base a diversi criteri:
- In base alla loro funzione: ventilatori a parete, ventilatori canalizzati e ventilatori a getto.
- In base al percorso dell’aria: ventilatori centrifughi, ventilatori assiali, ventilatori elicocentrifughi e ventilatori tangenziali.
- In base alla pressione: ventilatori a bassa pressione, ventilatori ad alta pressione.
- In base alle condizioni operative: ventilatori standard e ventilatori speciali.
- In base al sistema di trasmissione: ventilatori direttamente accoppiati e ventilatori a trasmissione.
Nonostante le diverse classificazioni possibili, quella fondamentale è quella che tiene conto della traiettoria dell’aria attraverso il ventilatore, per cui illustreremo brevemente le caratteristiche principali dei seguenti ventilatori:
- Ventilatori centrifughi
- Ventilatori tangenziali
- Ventilatori assiali
- Ventilatori elicocentrifughi
Ventilatori centrifughi
Nei ventilatori centrifughi l’aria entra in direzione assiale ed esce in direzione radiale, per cui sono chiamati anche ventilatori radiali.
I ventilatori centrifughi hanno due tipi di giranti: pala avanti e pala rovescia . Queste diverse geometrie conferiscono al ventilatore caratteristiche di pressione e di flusso differenti.
A sua volta, questo tipo di ventilatore è utilizzato nei fan coil, nelle UTA (Unità di trattamento aria) e nelle unità interne dei sistemi a espansione diretta.
Esistono due tipi di ventilatori centrifughi:
- Direttamente accoppiato, in cui il motore aziona direttamente la turbina o la girante.
- Trasmissione a puleggia e cinghia: in questo tipo di ventilatore, la turbina o la girante ricevono l’energia attraverso una cinghia. Il rapporto di trasmissione è il rapporto che mette in relazione la velocità di rotazione del motore con la velocità di rotazione della girante.
I ventilatori Plug fan, che sono ventilatori centrifughi a pala rovescia ad accoppiamento diretto senza involucro, stanno acquisendo sempre più importanza e sono utilizzati principalmente nelle unità di trattamento dell’aria.
Ventilatori tangenziali
Questi ventilatori sono caratterizzati da una girante senza involucro, con un diametro ridotto e il motore direttamente accoppiato a un’estremità della girante.
L’aria entra ed esce dalla girante in direzione perpendicolare all’asse e quindi “passa attraverso” la girante. Sono dispositivi con una bassa pressione disponibile e un livello di rumorosità molto basso e vengono utilizzati principalmente nei fan coil, nelle barriere d’aria e in generale negli impianti di condizionamento e riscaldamento.
Ventilatori assiali
Sono quelli in cui il flusso d’aria segue la direzione dell’asse del ventilatore. Di solito vengono chiamati ventilatori elicoidali, poiché il flusso d’aria in uscita ha una traiettoria elicoidale (forma di elica).
Nei ventilatori assiali, l’aria è spinta da un’elica con un numero variabile di pale, ancorate a un mozzo, che è l’elemento che trasmette l’energia dall’albero alle pale.
Il design delle pale varia notevolmente, influenzando le prestazioni, il livello di rumorosità del ventilatore e il lancio.
Anche se di solito sono utilizzati preferibilmente in scarico libero, sono anche utilizzati in condotti e in batterie di condensatori ed evaporatori.
Ventilatori elico-centrifughi
Si tratta di un tipo di ventilatore con caratteristiche miste tra ventilatori centrifughi e assiali. Hanno una pressione inferiore a quella dei ventilatori centrifughi, ma superiore a quella dei ventilatori assiali. L’aria entra nei ventilatori elicocentrifughi in direzione parallela all’asse della girante ed esce con un certo angolo rispetto all’asse della girante. Il carattere più o meno centrifugo è dato dall’angolo di uscita: maggiore è l’angolo, più assomiglia a un centrifugo e minore è l’angolo, più assomiglia a un assiale.
Questi ventilatori sono ampiamente utilizzati per le applicazioni di aspirazione canalizzata in ambienti domestici, uffici e commerciali.
Uso efficiente dei ventilatori
Indipendentemente dal tipo di ventilatore e dalle sue dimensioni, occorre tenere presente che esiste una zona della sua curva caratteristica in cui se ne consiglia l’uso. Al di fuori di questa zona, si possono verificare fenomeni che possono causare un aumento sproporzionato dei consumi, che portano a un calo delle prestazioni, che provocano un aumento significativo del rumore e che producono persino flussi d’aria intermittenti in direzione opposta.
Nei cataloghi dei ventilatori devono essere indicate le aree della curva caratteristica per conoscere la zona di lavoro ottimale.
