Motore del ventilatore assiale EC

Un ventilatore assiale muove l'aria in linea retta, parallela all'albero del motore - lo stesso layout di base di un ventilatore da tavolo domestico o dell'elica di un aereo - che lo distingue da un ventilatore centrifugo, dove l'aria entra lungo l'albero e viene lanciata verso l'esterno ad angolo retto da una ruota che gira. Questa differenza nel percorso del flusso d'aria non è solo un dettaglio meccanico; definisce in cosa è bravo un ventilatore assiale e dove non è all'altezza, e ottenere quella corrispondenza giusta è la prima decisione nella specifica di qualsiasi motore del ventilatore, prima ancora che la tensione, la velocità o l'interfaccia di controllo entrino nella conversazione.

I ventilatori assiali eccellono nello spostare grandi volumi d'aria contro una bassa resistenza, che è esattamente la situazione all'interno di un involucro di apparecchiature aperto, attraverso un dissipatore di calore o attraverso un'apertura di ventilazione leggermente ostruita. Ciò li rende la scelta standard per il raffreddamento di armadi elettronici, apparecchiature di telecomunicazione, armadi di server, alimentatori e superfici di condensatori o scambiatori di calore, ovunque l'obiettivo sia mantenere l'aria in circolazione su una superficie calda anziché spingerla attraverso un condotto lungo e restrittivo. Laddove un sistema deve superare una pressione statica significativa (un lungo condotto, un filtro sottile o un nucleo dello scambiatore di calore molto compatto), un ventilatore centrifugo è solitamente la scelta più adatta, poiché i ventilatori assiali perdono rapidamente la potenza del flusso d'aria all'aumentare della resistenza.

La tecnologia dei motori EC (a commutazione elettronica) si abbina particolarmente bene al design delle ventole assiali per alcune ragioni concrete. Il profilo compatto e piatto consentito dai motori EC si adatta alla profondità ridotta attorno alla quale sono costruiti la maggior parte degli alloggiamenti delle ventole assiali, a differenza di un motore CA più ingombrante che può aggiungere profondità indesiderata a un design già limitato in termini di spazio. I motori EC mantengono inoltre un'efficienza ragionevole in un ampio intervallo di velocità anziché solo in un punto nominale, il che è importante per le ventole assiali che vengono spesso azionate a velocità parziale per bilanciare le prestazioni di raffreddamento con il rumore e l'assorbimento di potenza anziché funzionare sempre a pieno regime.

Il controllo della velocità è il punto in cui i ventilatori assiali EC si differenziano più chiaramente dai vecchi modelli di ventilatori assiali AC. Un ingresso PWM o 0-10 V consente alla velocità della ventola di monitorare direttamente un sensore di temperatura o un controller di sistema, in modo che la ventola funzioni silenziosamente a bassa velocità in condizioni di carico termico leggero e aumenti automaticamente quando il calore si accumula, anziché funzionare a un'unica velocità fissa indipendentemente dall'effettiva necessità di raffreddamento. Per le apparecchiature in cui il rumore è una specifica - ad esempio armadi per telecomunicazioni in spazi occupati - questo comportamento di inseguimento della velocità è spesso il fattore decisivo nella scelta di EC rispetto a un ventilatore assiale CA a velocità fissa, indipendentemente da qualsiasi argomento di efficienza.

Per le apparecchiature che non possono tollerare un guasto di raffreddamento senza mettere a rischio i componenti che proteggono (le stazioni base per le telecomunicazioni e i rack di server sono gli esempi più chiari) la valutazione della durata merita più attenzione di quella che normalmente viene prestata durante la specifica. Un valore MTBF (tempo medio tra guasti) o una valutazione della durata dei cuscinetti L10 fornisce una base concreta per confrontare le opzioni dei ventilatori oltre al semplice flusso d'aria e al rumore, e vale la pena chiedere direttamente a un fornitore questi dati piuttosto che dare per scontato che tutti i ventilatori assiali EC di una determinata dimensione e classe di flusso d'aria resisteranno altrettanto bene per anni di funzionamento continuo. I progettisti di apparecchiature che costruiscono array di ventole ridondanti, dove una seconda ventola compensa se una si guasta, possono comunque trarre vantaggio dall'iniziare con il componente con potenza nominale più lunga, poiché la ridondanza è intesa come un dispositivo di protezione piuttosto che un sostituto dell'affidabilità dei componenti.

La certificazione di sicurezza elettrica è spesso un requisito rigido piuttosto che una preferenza in questa categoria, poiché i ventilatori assiali destinati ad apparecchiature elettroniche e di telecomunicazione sono spesso venduti in mercati con norme di conformità specifiche per i componenti utilizzati all'interno di involucri alimentati. Confermare quali certificazioni – e quale specifico ente di certificazione – richiede un determinato mercato prima di finalizzare le specifiche di un ventilatore, evita sorprese in fase avanzata in cui un ventilatore altrimenti idoneo non può essere effettivamente utilizzato nel prodotto finito senza ulteriori test o riprogettazione.

L'integrazione di un ventilatore assiale EC in un'apparecchiatura più grande solleva alcune questioni relative alle specifiche che è facile trascurare fino alla fase avanzata del progetto. La direzione del flusso d'aria, indipendentemente dal fatto che la ventola aspiri o spinga l'aria attraverso l'alloggiamento, deve corrispondere al percorso di raffreddamento previsto attraverso l'involucro e invertire questo comportamento una volta finalizzato il progetto di solito significa un diverso modello di ventola anziché una semplice modifica del cablaggio. Anche l'orientamento di montaggio influisce sulla durata dei cuscinetti nel lungo periodo, poiché un ventilatore montato con l'albero verticale subisce una diversa distribuzione del carico sui cuscinetti rispetto a uno montato orizzontalmente, il che è più importante per le apparecchiature industriali a servizio continuo che per i dispositivi di consumo a funzionamento occasionale.

Per gli OEM che integrano motori di ventole assiali in apparecchiature a volume, la conversazione sull'approvvigionamento in genere si concentra sulla corrispondenza di un flusso d'aria documentato e di una curva di rumore lungo l'intero intervallo di velocità della ventola, piuttosto che su un singolo punto dati di velocità nominale, poiché i progettisti di apparecchiature devono sapere come si comporta una ventola al 30% e al 60% di velocità così come al 100%, data la frequenza con cui i ventilatori EC funzionano al di sotto della loro potenza massima nelle implementazioni reali.