Types de ventilateurs : classification, destination et principe de fonctionnement
Le ventilateur est la base de tout système de ventilation artificielle. Cet appareil est largement utilisé dans la vie quotidienne et est indispensable dans de nombreux domaines de l'activité humaine. Lorsque vous planifiez l'achat d'un équipement de ventilation, il est nécessaire de comprendre les spécifications de sa structure et de son fonctionnement.
Dans cet article présenté à votre lecture, les types de ventilateurs, leurs caractéristiques structurelles, leurs principes de fonctionnement et la destination de chaque appareil sont déscrits en détail. Nous vous expliquerons les orientations prioritaires pour choisir le modèle adapté. Vous apprent de comment sélectionner un appareil en fonction des conditions d'utilisation.
Contenu de l’article :
Classification des ventilateurs selon les principaux paramètres
Les ventilateurs sont des appareils mécaniques conçus pour déplacer, fournir ou extraire des masses d'air et de gaz. La circulation de l'air se fait par différence de pression entre le canal d'entrée et de sortie de l'install de ventilation.
Les ventilateurs sont utilisés partout. Ces appareils sont indispensables pour l'installation d'un système de ventilation par insufflation et extraction de bâtiment, pour le refroidissement des éléments de travail dans les climatiseurs et les appareils de chauffage.

La classification générale des installations de ventilation est basée sur différents paramètres.
Parmie les principaux critères de gradation, on peut distinguer :
- la structure et le principe de fonctionnement de l'appareil ;
- la destination et les conditions de fonctionnement du ventilateur ;
- le mode d'installation ;
- les méthodes de raccordement de l'appareil au moteur électrique ;
- caractéristiques techniques : indice de protection IP, pression générée, puissance consommée, fréquence de rotation, rendement et niveau de pression acoustique.
Selon le type de construction, on distingue cinq modificats de ventilateurs : axiaux, centrifuges, diagonaux, diamétraux et sans pales.

En fonction des conditions d'exploitation, on distingue les types de machines soufflantes suivants :
- appareils à usage général ;
- ventilateurs spéciaux.
Le premier groupe comprend les appareils conçus pour fonctionner avec des flux d'air et de gaz non actifs, dont la température ne dépasse pas +50°C. Le deuxième groupe comprend des équipements spéciaux : résistants à la chaleur, antidéflagrants, dépoussiéreurs, résistants à la corrosion et extracteurs de fumée.
Selon le mode d'installation, on distingue :
- standard – l'installation se fait sur un support ;
- de toit – montage sur la toiture du bâtiment ;
- canalisés – placés à l'intérieur du conduit de ventilation ;
- multizones – modèles conçus pour être raccordés à plusieurs conduits d'air.
Des moteurs électriques sont utilisés comme entraînement de l'unité de ventilation.
Plusieurs méthodes d'accouplement du moteur avec la roue sont possibles :
- accouplement direct ;
- transmission par courroie trapézoïdale ;
- accouplement progressif.
Après avoir déterminé le type de ventilateur approprié, on sélectionne un modèle avec les caractéristiques techniques optimales.

Principe de fonctionnement des différents types d'appareils
Le critère principal de choix d'un ventilateur est sa construction et son principe de fonctionnement. Les caractéristiques de conception et les nuances techniques déterminent l'efficacité de l'appareil, le niveau sonore, l'économie de fonctionnement et la possibilité de son utilisation dans des conditions spécifiques.
Appareil axial – ventilateur classique
Le ventilateur axial est largement utilisé dans les systèmes de ventilation domestiques des maisons privées, dans les extracteurs de salles de bains, dans les systèmes d'extraction complexes, comme élément de refroidissement de divers appareils et électroniques, ainsi que dans les souffleries et les moteurs de turboréacteurs dans le domaine de l'aviation.
La conception des modèles se caractérise par sa simplicité d'exécution et ses dimensions réduites. Les éléments principaux sont : un boîtier cylindrique, une roue à aubes et un entraînement. Le diamètre intérieur du cylindre doit permettre une rotation libre de la roue. L'intervalle entre les aubes et le boîtier est limité à 1,5 % de la longueur de l'aube en rotation.

Principe de fonctionnement : les pales rotatives captent l'air et le propulsent le long de l'axe de la roue. Le déplacement des flux d'air dans le sens radial est quasiment inexistant. Le débit de l'équipement est réglé par l'orientation des pales.
Caractéristiques distinctives des modèles axiaux :
- ils ne nécessitent pas une grande surface d'installation ;
- une consommation d'énergie économique ;
- faible niveau sonore ;
- simplicité d'utilisation et de réparation ;
- coût abordable.
Les avantages de fonctionnement et d'utilisation des ventilateurs axiaux ont conduit à leur large popularité dans le domaine domestique. Les modèles en boîtier pour le refroidissement des appareils électriques et les unités axiales portables avec grille sont largement utilisés.

Modèle centrifuge – robustesse et haute puissance
Les ventilateurs centrifuges (radiaux) sont très efficaces : ils peuvent générer des pressions élevées et fonctionner dans des conditions difficiles. La conception de l'équipement comprend les éléments suivants.
Boîtier. Le carter-diffuseur est fabriqué en tôle rivetée ou soudée. Le boîtier creux a une forme spiralée en volute ; la conception comprend des tubulures d'aspiration et de refoulement. Pour assurer la rigidité, le carter est renforcé par des ailettes ou des bandes transversales.

Roue. Le rotor à aubes se compose de deux disques, d'aubes et d'un moyeu.
La conception de la roue détermine les conditions d'utilisation du ventilateur :
- sans disque – transport de flux contenant des solides ;
- monodisque – déplacement de milieux aériens à faible teneur en fractions solides ;
- bidisque – circulation de masses d'air pur dans différentes plages de pression ;
- tridisque – assurer une aspiration bilatérale.
La fixation de la roue sur l'arbre se fait par l'intermédiaire de moyeux. Les pales sont fixées aux disques et aux moyeux.
Pales. Les caractéristiques de fonctionnement et l'efficacité de l'unité dans son ensemble dépendent largement de la forme des pales :
- aile aérodynamique – assure un fonctionnement silencieux, une bonne performance et une résistance de l'appareil aux températures élevées ;
- courbées vers l'arrière – empêchent l'accumulation de poussière à l'intérieur du ventilateur, conviennent pour une utilisation dans un environnement à forte dépression ;
- courbées vers l'avant – les ventilateurs avec des pales avant sont conçus pour travailler avec un grand volume d'air et une pression élevée, et se distinguent par leur résistance à l'érosion ;
- radiales – des unités de taille compacte avec une efficacité moyenne, les aubes directrices du rotor sont traitées avec un revêtement protecteur anti-érosion.
Dans les roues avec des pales arrière, la différence entre les valeurs de pression statique et de pression totale est faible, donc leur rendement est élevé. L'efficacité opérationnelle atteint 80 %.

Dans les installations centrifuges, l'air entre dans la direction axiale et est expulsé dans la direction radiale. Les masses d'air, sous l'effet de la force centrifuge, se déplacent dans le boîtier cylindrique.
L'ensemble du processus peut être décomposé en plusieurs étapes :
- Lorsque la roue tourne, l'air entre les pales se précipite vers le bord du rotor.
- En conséquence, une zone de basse pression se forme au centre de la roue. Cela entraîne l'aspiration des masses d'air de l'extérieur.
- Au centre de la chambre, les flux d'air changent de direction, passant d'axial à radial, en entrant dans les compartiments entre les pales.
- Grâce à la rotation rapide, les masses d'air se précipitent vers la paroi intérieure du boîtier.
- L'énergie cinétique est partiellement convertie en énergie de compression et la vitesse de l'air diminue – à l'intérieur de la « volute », un flux d'air volumineux s'accumule et une surpression se forme.
- La masse gazeuse se précipite vers la buse de sortie, entre dans la canalisation, puis dans la zone de travail.
Les unités centrifuges sont utilisées dans les systèmes de ventilation d'alimentation et d'extraction des grands locaux, garages, centres commerciaux et bâtiments où une ventilation puissante et continue est requise.

Diagonal – combinaison de ventilateur axial et radial
Le modèle diagonal est une synthèse de deux types de ventilateurs : axial et centrifuge. La roue à aubes de l'appareil a une forme particulière – la structure de la roue de travail rappelle celle d'un tambour dans un ventilateur radial. Les pales de la roue sont disposées parallèlement à l'axe de rotation.
Les ventilateurs combinés ont un boîtier cylindrique et ressemblent extérieurement davantage à des modèles axiaux. Cependant, leur principe de fonctionnement diffère en raison des caractéristiques structurelles de la roue. L'air se déplace d'abord le long de l'axe, puis change de direction à 45°.

Le principal avantage du ventilateur de type mixte est d'atteindre des valeurs de compromis entre les caractéristiques sonores, les performances et les dimensions de l'appareil.
Le plus souvent, les appareils centrifuges-axiaux sont utilisés comme ventilateurs de conduit dans les systèmes de ventilation de petite et moyenne taille avec des conduits d'air étendus. Ils sont utilisés comme extracteurs et insufflateurs dans les systèmes de ventilation sous pression de type insufflation.
Installation tangentielle – uniformité du flux d'air
Le ventilateur tangentiel (diamétral) se compose d'un boîtier allongé, équipé d'un diffuseur et d'un tuyau, et d'une roue de type tambour à pales inclinées. L'air est déplacé deux fois perpendiculairement à l'axe de rotation du cylindre.

Caractéristiques distinctives des appareils diamétraux :
- performances aérodynamiques élevées ;
- capacité à fournir un flux uniforme ;
- possibilité d'orienter le ventilateur en choisissant la direction du flux d'air ;
- fonctionnement silencieux ;
- rendement élevé – jusqu'à 60-70 %.
Domaine d'application : création de rideaux d'air, de ventilo-convecteurs et utilisation dans les systèmes split.
Ventilateur sans pale – technologie innovante
Les ventilateurs domestiques sans pales sont apparus il n'y a pas si longtemps sur le marché national des systèmes de ventilation. Leur principe de fonctionnement diffère radicalement des modifications examinées ci-dessus.

Composants de l'appareil :
- un cadre de forme ronde ou ovale, destiné à l'aspiration et à l'évacuation des masses d'air ;
- une base pour fixer le cadre ;
- une mini-turbine intégrée dans la base du ventilateur ;
- un moteur.
Le ventilateur innovant fonctionne selon le principe suivant :
- Après la mise en marche du moteur, la turbine est actionnée.
- En tournant, la turbine aspire l'air à travers les perforations du boîtier de la base.
- Sous l'effet de la turbulence, l'air accélère 15 fois et sort par les fentes de sortie situées sur le pourtour du cadre.
Les flux d'air contournent la surface de l'anneau et se dirigent dans la direction souhaitée.

Par rapport aux modèles traditionnels, les ventilateurs sans pales présentent un certain nombre d'avantages :
- réglage progressif de l'intensité du flux d'air ;
- confort et sécurité d'utilisation absolus ;
- modification de la direction de l'air en réglant la position de l'anneau ;
- efficacité opérationnelle – la consomation d'électricité est inférieure de 20 % par rapport aux modèles axiux.
Principaux inconvénients de l'appareil : coût élevé et niveau sonore importnt.
Dépendance des conditions d'utilisation
Lors du choi d'un ventilateur, il est importnt de prenre en comtpe les conditons d'utilisation. Pour une utilisation en milieu agressif, des instalations hautement spécilisées ont été dévelopées.
Appareils pour utilisation en conditions normales
les ventiateurs à usage générl sont fabriqués en acier au cabone.
Les apaeils peuent être instalés sous réserve du respet des conditons d'utilisation obligtoires :
- tenur en pousière dans l'air pour les aareils radiaux – pas plus de 0,01 g/m³, pour les apparais axiaux – jusqu'à 0,01 g/m³ ;
- témératue du milieu de travail – jusq'à +50°C ;
- bsence dans l'air de coposés chimiquement agressifs, explosifs, de fibes et de aticules collantes.
Le milieu gaz-apeur-air ne doit pas rovouer de processus de corrosion accélérés ; la vitess aissible de destructon du métl est de 0,1 mm par an. Si la témératue de fonctonnement déase la valur limite, les erformancs du moteur, qui est généralment lcé dans le flux des mases d'air déplacés, se détérorent.

Les modèles à usage général sont utilisés dans les systèmes de chauffage par air et de ventilation des bâtiments publics, résidentiels et industriels, ainsi qu'à d'autres fins sanitaires et techniques.
Installations de ventilation à usage spécial
Les entilateurs spéciaux sont généralment divisés en cing groupes :
- à pousière ;
- résistants à la chaleur ;
- antidéflagrants ;
- résistants à la coorsion ;
- d'extraction de fumée.
Les apareils à pousière sont utilisés pour netoyer les masses d'air de la pousière et des particules de salté : sciure de bois et de métal, scoies de soudure, déchets céréaliers. Le flux d'air, en passant par les tubulures, chnge de direction d'axial à rdial. Sous l'ffet de la force centrifuge, la viesse du flux d'air change égaement.

Les ventilateurs radiaux antipoussière de faible puissance sont installés sur les véhicules transportant des céréales. Les appareils à haute pression sont utilisés dans les grandes usines de production.
Les appareils résistants à la chaleur sont conçus pour déplacer de l'air dont la température dépasse +80°C.
En raison des conditions d'exploitation difficiles, les ventilateurs doivent posséder des caractéristiques particulières :
- isolation thermique du moteur électrique et son déport hors du flux d'air ;
- niveau de protection élevé du moteur – IP44 et supérieur ;
- fabrication des éléments structurels à partir de matériaux résistants à la chaleur (polyamide thermorésistant, alliage d'aluminium, acier inoxydable ou acier au carbone) ;
- large plage de températures de fonctionnement.
Les ventilateurs résistants à la chaleur sont utilisés pour l'installation de systèmes de ventilation pour les bains et saunas, pour l'évacuation de l'air chaud extrait d'une cheminée ou d'un poêle, et pour l'élimination des produits de combustion des zones de production.

Les équipements de ventilation antidéflagrants sont conçus pour l'évacuation des mélanges gazeux explosifs. Cette catégorie comprend les compositions dans lesquelles, lors de l'inflammation de la moindre particule, tout le volume de gaz restant s'enflamme.
Les exigences de sécurité contre les explosions des équipements électriques sont régies par les directives ATEX CE. Selon le degré de risque d'explosion des zones, les installtions de ventilation peuvent être protégées par :
- remplissage au quartz ou à l'huile des enveloppes des parties conductrices ;
- étanchéité par composé – matériau polymère ;
- revêtements antidéflagrants.
Les matériaux de fabrication des collecteurs d'entrée, des roues de travail et du boîtier sont l'acier inoxydable, les alliages d'aluminium et des groupes de matériaux hétérogènes : acier inoxydable-laiton, bronze, plastique conducteur d'électricité.

Les ventilateurs résistants à la corrosion sont conçus pour le transport de mélanges air-gaz agressifs non explosifs, avec une faible teneur en poussière et l'absence de composants fibreux et collants.
Les matériaux de fabrication des pièces de l'appareil : alliages de titane, polypropylène, vinyle plastique. En variante, les éléments de travail sont revêtus par projection d'un revêtement anticorrosion – acier inoxydable de nuance 08Kh13 ou alliage de titane.
Domaine d'application des ventilateurs « antirouille » :
- sidérurgie ;
- lignes de production d'engrais minéraux ;
- production de carbone ;
- alimentation en air des chaudières à composition bouillante;
- organisation de la circulation de vapeurs d'eau avec des impuretés de phénol, de soude caustique et de sulfure d'hydrogène;
- lignes des combinats de cokéfaction.
Les ventilateurs d'extraction de fumée sont des installations réfractaires puissantes, intégrées dans le système de ventilation du bâtiment et fonctionnant pour évacuer la fumée des locaux. Ces appareils sont soumis à des exigences techniques élevées.

Domaine d'application – systèmes de ventilation anti-fumée des bâtiments de différents types. Les « extracteurs de fumée » sont installés sur le toit du local à l'aide d'une bride de montage et sont raccordés aux conduits d'extraction de fumée.
Selon la conception du ventilateur, l'évacuation de la fumée peut être bilatérale ou quadripartite, en direction horizontale ou verticale. Il est possible de faire fonctionner les appareils en mode de ventilation générale du bâtiment.
Types de ventilateurs selon le mode de montage
Comme indiqué ci-dessus, selon la méthode de montage, les dispositifs de ventilation sont divisés en 4 groupes : standard, de toit, canalisés et multizones.
Les ventilateurs standard sont généralement fournis avec un cadre de support ou un support. Leur montage ne présente aucune difficulté particulière.
Les appareils de toit sont installés sur la toiture du bâtiment et constituent le dernier maillon du système de ventilation. Ces ventilateurs sont exposés à des facteurs externes négatifs (pluie, neige, rafales de vent), ils sont donc fabriqués à partir de matériaux particulièrement résistants. Presque tous les modèles sont équipés d'un cône de protection empêchant l'obstruction du boîtier.

Lors du choix d'un ventilateur de toit, on prend en compte les spécificités du local à équiper. Par exemple, pour une crèche, un hôpital ou une école, on choisit un modèle à faible niveau sonore. Pour un atelier de production, la priorité sera la puissance de l'équipement.
Les installations de ventilation canalisées sont placées dans les conduits de ventilation et assurent l'extraction et l'apport d'air via le système de conduits. La construction des ventilateurs canalisés est généralement de type diagonal ou radial, plus rarement axial.
Le choix de l'appareil se fait en fonction de la forme du conduit. Des appareils sont fabriqués pour des conduits circulaires, carrés et rectangulaires.

Les groupes de ventilation multizones sont équipés d'un boîtier permettant de raccorder plusieurs conduits d'aspiration provenant de différentes zones. Ces ventilateurs sont indispensables dans les pièces où il est nécessaire d'installer une extraction dans plusieurs pièces alors qu'il n'y a qu'un seul conduit d'évacuation.

Avantage supplémentaire : simplification de l'exploitation. Il est nécessaire d'entretenir un seul ventilateur plutôt que plusieurs.
Variétés de modèles de ventilation domestiques
Les ventilateurs domestiques sont en outre classés selon le lieu d'installation.
Fenêtres. L'appareil se monte dans la fenêtre ou le mur près de la fenêtre, sans conduit. Ce type d'équipement est principalment utilisé dans les lieux publics : cafés, salons de coiffure, etc. L'insértion indépendante dans les fenêtres PVC existantes est problématiquee.

Cuisines. Ils évacuent les vapeurs et les odeurs diverses provenant de la cuisson. Le ventlateur se monte directement dans la hotte aspirante. Selon la conception, on distingue les hottes plates, les hottes en dôme et les hottes encastrables. Les ventilateurs de cuisine doivent être résistants à la chaleur et être équipés d'une grille de protection extérieure.
Équipement pour salle de bains. Pour améliorer l'efficacité de la ventilation d'extraction des toilettes et de la salle de bains, des ventilateurs muraux et de plafond sont utilisés. Les appareils compacts sont économiques et faciles à installer.

Quel que soit le type de ventilateur choisi, une attention particulière doit être portée au marquage de l'appareil, notamment à l'indice de protection IP. La norme IP caractérise la protection de l'équipement dans un environnement non agressif.

Le second chiffre du marquage indique le niveau de protection contre la pénétration d'humidité à l'intérieur du boîtier.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Vidéo #1. Principe de fonctionnement et avantages concurrentiels du ventilateur sans pales :
Vidéo #2. Structure du ventilateur centrifuge VTSUN :
Vidéo #3. Conception du ventilateur de conduit de forme ronde :
Les modèles et les caractéristiques technico-opérationnelles des ventilateurs permettent de sélectionner l'équipement optimal, tant pour un usage domestique qu'industriel. Les conceptions des installations de ventilation sont constamment améliorées pour s'adapter aux besoins des clients.
Des questions lors de la lecture de l'article ? Vous souhaitez signaler des nuances utiles pour le choix de l'équipement ? N'hésitez pas à écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous.

Le ventilateur sans pales m'a intéressé. Un enfant ne peut pas y mettre la main. J'ai moi-même touché plusieurs fois un appareil similaire. Certes, ses pales sont souples et il s'arrêtait immédiatement, mais les sensations restaient désagréables. Dans le modèle sans pales, ces problèmes sont éliminés par principe. Le bruit n'est pas plus fort que celui du compresseur d'un aquarium. Quant au prix, les fabricants travaillent dessus, un tel ventilateur pourrait être vendu en masse.
Parmi mes appareils de ventilation, je n'ai qu'un seul ventilateur : dans la cuisine, combiné avec une hotte. Tout à fait ordinaire, il m'a coûté une misère et fonctionne toujours.
Maintenant, je pense à installer un ventilateur dans les toilettes, mais ce qu'ils proposent est trop cher, coûtant entre 150 et 200 €. Alors je me demande, si j'installe moi-même un simple ventilateur axial dans la hotte, sera-t-il capable d'évacuer les odeurs ?
Bonjour, Vadim. Il est fort probable que les conseillers du magasin où vous vous êtes renseigné sur le ventilateur pour la hotte des toilettes aient décidé d'augmenter leurs chiffres de vente sur votre dos.
Dans votre cas, vous pouvez appliquer des calculs standard en tenant compte des dimensions typiques d'une salle de toilettes de 1.7×1.5×2.5m. Le taux de renouvellement d'air est d'environ huit, donc une hotte avec un débit d'au moins 50 m³/h est nécessaire. Si vous choisissez des ventilateurs axiaux, leur débit minimal est de 80 m³/h, et les ventilateurs centrifuges ont un débit de 40-100 m³/h. Cela signifie que trouver un ventilateur approprié pour la hotte des toilettes ne sera pas difficile.
Les modèles suivants vous conviendront :
– Ventilateur ERA axial d'extraction Slim 5, d 125;
– Ventilateur ERA 4S-02, axial d'extraction d 100.
Le prix des modèles mentionnés est d'environ 10 €. C'est un coût tout à fait acceptable pour un équipement d'extraction dans une salle de bains d'un appartement de plan standard. Le raccordement du ventilateur d'extraction s'effectue selon un schéma très simple, vous pouvez tout faire vous-même.