MOTORE ELETTRICO DISCO PORTA MOTORE BOCCAGLIO DI

GT400X200
GT400x200
Ø150
110
MOTORE ELETTRICO
200x200
(100/100x200)
200x200
150x150
Ø150
130
DISCO PORTA MOTORE
GT400x200
150x150
Ø160
240
COCLEA
150x150
200x200
Ø150
110
200x200
GIRANTE
(140/160x200)
450x400
Rid.
300x200
(70/345/85x400)
Rid. (40/560x400)
500x400
Isp
Isp
(35/515x400)
Rid.
Rid.
Rid.
Ø160
150
200x200
150x200
6
Isp
500x400
Ø160
150
250x200
150x200
550x400
500x400
Isp
(60/130/60x200)
Boccaglio 200x200
di aspirazione
(40/415/45x400)
Rid.
00
GT500X200
300x300
300
200x200
300x300
270
(95/105x200)
GT400X200
GT500X200
GT400X200
00
Ø160
200
Ø160
245
150x150
Ø160
205
Ø150
120
Isp (150/150x200)
300x200
350x300
Rid.
(185/165x300)
200x200
GT500X300
300x300
240
200x200
300x300
270
300x200
200x200
Ø160
240
Ø160
270
PIEDINI DI SUPPORTO / BASAMENTO
BOCCAGLIO DI MANDATA
366
Ø
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
GT600X200
0
0
368 1. Definizioni generali
2. Composizione generale di un ventilatore
384 3. Il motore elettrico
GT500X300
200x200
ANALISI
300x300
250
Rid.
200x200
300x200
Rid.
200x150
300x200
Rid.
Isp
Isp
Rid.
Isp
(120/280x300) Rid.
300x250
Ø160
150
Rid.
400x300
(490/110x500)
Rid.
Rid.
600x400
Isp
(440/160x400)
350x250
Isp
Rid.
Isp
350x250
Isp
Rid.
(240/110x250)
250x200
NOZIONI AGGIUNTIVE
Rid.
(205/95x200)
200x150
398 1. Quantità d’aria per ventilazione
400 2. Ricambi d’aria consigliati
300x300
300aspiranti
401 3.
Aspirazione da cappe e pareti
250x200
(135/215x250)
Rid.
300x200
250x200
(160/140x200)
Rid.
250x200
)
Rid.
ATEX
600x500
600x500
v600x750
0
Ø160
210
250x200
Rid.
(90/210x250)
200x200
185
(450/150x500)
FDGFE<EKJ
Ø200
320
395 1. Equilibratura e analisi vibrometrica
396 2. Bilanciatura in campo
GT600X200
(185/115x200)
Isp
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
Ø200
150381
200x200
600x400
ELETTROVENTILATORI
v600x380/370
v
600x500
v
600x500
300x300
350
402
403
404
405
200x200
1. Introduzione
2. Descrizione
Ø200
3.
Zone ATEX
270
4. Costruzione
GT300X100
Ø200
300
Ø
250x200
GT600X300
(185/115x200)
200x200
Ø200
350
367
PRONTUARIO
TECNICO
1. definizioni generali
ELETTROVENTILATORI
L’aspiratore viene normalmente richiesto per convogliare una certa portata di fluido che può essere espressa
in volume o in peso per unità di tempo ed una certa pressione normalmente espressa in mm H2O oppure
Pascal, necessaria per vincere le perdite di carico che si avranno nel circuito, dove questo fluido dovrà circolare. Per svolgere la prestazione richiesta l’aspiratore, qualsiasi esso sia, deve trasmettere al fluido che lo
attraversa una certa quantità di energia, energia che riceve a sua volta dal motore elettrico di comando. Le
due energie non sono ovviamente uguali, altrimenti il rendimento del ventilatore sarebbe del 100%. L’energia meccanica resa dal motore al ventilatore è sempre superiore a quella che il ventilatore rende al fluido
trasportato. Il rendimento del ventilatore si otterrà quindi dal rapporto fra la prima e la seconda energia. Tutti
i ventilatori sono quindi caratterizzati da quattro valori fondamentali per una buona selezione:
•
•
•
•
portata
pressione
potenza assorbita
rendimento energetico
DEFINIZIONE DI PORTATA
La portata è il volume di fluido che passa attraverso l’aspiratore nell’unità di tempo; conoscendo quindi la
portata di un aspiratore, collegato ad una canalizzazione, si può calcolare la velocità del fluido nella sezione
della condotta stessa con la formula:
Qv
v=
3600 x A
Dove:
v = velocità media del fluido [mt/sec]
Qv = portata [mc/h]
A = area della sezione della condotta [mq]
Ricordando che la sezione di una condotta circolare è:
π
A = πr2 o A = d2
4
DEFINIZIONE DI PRESSIONE
Quando un fluido è in movimento si possono distinguere tre tipi di pressione.
1. Pressione statica ( PS )
Viene definita come la pressione esercitata dal fluido sulle pareti della condotta o del recipiente in cui è contenuto. Essa agisce ugualmente in tutte le direzioni ed è indipendente dalla velocità del fluido.
Prendendo come riferimento la pressione ambiente, la pressione statica è positiva quando è maggiore della
pressione ambiente,negativa quando è minore.
2. Pressione dinamica ( PD )
Viene definita come la pressione corrispondente alla parte di energia posseduta dall’unità di massa del fluido
a causa della sua velocità (energia cinetica). Essa agisce nella stessa direzione del moto del fluido e viene
sempre considerata di segno positivo.
La pressione dinamica è funzione della velocità e della densità del fluido ed è espressa dalla seguente formula, dove:
1
PD =
rv 2 2
PD = pressione dinamica in Pa (Pascal)
r = densità del fluido in Kg/m3
v = velocità del fluido in m/s
La pressione dinamica, espressa in mm H2O, può essere calcolata con buona approssimazione, per aria
nelle condizioni normali tecniche, con la seguente formula pratica:
368
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
PD =
v2
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
16
dove:
PD = pressione dinamica in mm H2O (da Pa)
v = velocità del fluido in m/s
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
3. Pressione totale ( PT )
Viene definita come la somma algebrica della pressione statica (ps) e della pressione dinamica (pd):
PT = PS + PD
Particolari condizioni di funzionamento del ventilatore sono:
a) funzionamento a bocca chiusa
b) funzionamento a bocca libera
FDGFE<EKJ
Il ventilatore funziona a bocca chiusa quando la portata risulta nulla. Essendo nulla la velocità del fluido attraversante anche la pressione dinamica sarà nulla. In questo caso si ha:
PT = PS
Questa condizione di funzionamento corrisponde all’inizio della curva di prestazione del ventilatore.
Il ventilatore funziona invece a bocca libera quando sia la bocca d’aspirazione che quella di mandata non
sono collegate a condotte.
In questo caso la pressione statica sarà nulla per cui si ha:
PT = PD
La pressione generata dal ventilatore è tutta dinamica e, questa condizione di funzionamento, corrisponde al
punto finale della curva di prestazione del ventilatore.
DEFINIZIONE DI POTENZA ASSORBITA E RENDIMENTO ENERGETICO
Un ventilatore per fornire una portata d’aria con una determinata pressione totale, richiede una certa potenza meccanica che gli viene fornita dal motore elettrico.
Questa potenza, che dipende anche dal rendimento del ventilatore, è data dalla seguente formula:
Qv x PT
v=
3,671 x η
Dove:
PA = potenza assorbita [w]
QV =portata [mc/h]
PT = pressione totale [mmH2O]
η = rendimento aeraulico [%]
CLASSIFICAZIONE E TERMINOLOGIA DEI VENTILATORI
La classificazione dei vari tipi di ventilatori e la relativa terminologia è stata oggetto di unificazione con la norma UNI 7972. In questa norma viene precisato, anzitutto, cosa si intende per “ventilatore”. Il termine indica
la macchina operatrice generica, senza alcun elemento aggiuntivo sia all’entrata (aspirazione) che all’uscita
(mandata).
Per quanto riguarda le prestazioni viene data la seguente classificazione:
a) Ventilatori per bassa pressione: ventilatori per pressioni inferiori a 720 pascal (< 73 mm H2O).
b) Ventilatori per media pressione: ventilatori per pressioni comprese tra 720 e 3600 pascal (73 ÷ 367 mm H2O).
c) Ventilatori per alta pressione: ventilatori per pressioni superiori a 3600 pascal (> 367 mm H2O).
369
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
Riguardo alle condizioni di funzionamento la norma UNI indica quanto segue:
a) ventilatore per servizio normale:
• ventilatore adatto per convogliare aria non tossica, non corrosiva, non infiammabile, senza particelle
liquide o solide, e la cui temperatura non sia maggiore di 80°C, ovvero di 40°C nel caso che il motore
ed i supporti del ventilatore si trovino investiti dall’aria convogliata.
b) ventilatori per servizi speciali:
• ventilatore per gas caldi: è un ventilatore adatto per convogliare gas caldi, la cui temperatura deve
essere compresa entro valori specificati. Può essere costruito con materiali resistenti alle alte temperature e può essere provvisto di un dispositivo per il raffreddamento dei supporti.
• ventilatore per fluidi bifase (gas liquido): è un ventilatore adatto per convogliare aria contenente particelle di liquido. Costruttivamente possono essere previsti un dispositivo per il drenaggio del liquido e
protezioni, o materiali, appropriati contro la corrosione e l’erosione.
• ventilatore a tenuta di gas: è un ventilatore costruito in modo tale da ridurre la fuoriuscita del gas convogliato
e/o l’entrata dell’aria esterna. Il grado di tenuta dipende dal tipo e dalla pressione del gas convogliato.
• ventilatore per trasporto polveri: è un ventilatore idoneo ad aspirare aria contenente polveri ed è progettato per il particolare tipo di polvere trasportata.
• ventilatore attraversato per il trasporto di materiali solidi: è un ventilatore idoneo ad aspirare aria contenente materiali solidi (per es. trucioli di legno, fibre tessili, materiali pulvirulenti) ed è progettato per il
particolare tipo di materiale trasportato.
• ventilatore antideposito: è un ventilatore progettato in modo tale da ridurre al minimo il deposito del
materiale trasportato e dotato di mezzi per la sua pulizia periodica.
• ventilatore resistente all’abrasione: è un ventilatore progettato per ridurre al minimo l’abrasione.
Le parti soggette ad usura sono costruite con materiali idonei all’abrasione e/o possono essere facilmente sostituibili.
• ventilatore resistente alla corrosione: è un ventilatore costruito con materiale idoneo, od opportunamente rivestito, per resistere all’azione corrosiva del fluido trasportato.
• ventilatore antiscintilla: è un ventilatore progettato per ridurre il rischio di provocare scintille che possono avere luogo per sfregamento fra le parti che lo compongono, oppure con un materiale proveniente
dall’esterno. Sono previsti diversi tipi di costruzione, secondo il grado di sicurezza ritenuto necessario
e definito dalle nuove norme ATEX.
VENTILATORI A TRASMISSIONE
Qualche volta in installazioni industriali od in impianti di ventilazione si richiedono determinate prestazioni, in
pressione e portata, con tolleranze molto strette. In tali casi è difficile poter soddisfare la richiesta con ventilatori direttamente accoppiati. Un modello può presentare prestazioni insufficienti mentre quello immediatamente successivo della stessa serie, prestazioni esuberanti e non accettabili.
D’altra parte costruire un modello speciale, con girante di diametro appropriato, intermedio tra due successivi
della serie dei diametri disponibili, è in generale una soluzione antieconomica. In questi casi si preferisce
aggiustare le prestazioni del ventilatore di serie variandone il numero dei giri. Come viene precisato nel paragrafo [4.3] la velocità di rotazione del motore asincrono non può essere variata in modo facile e conveniente.
Quindi per variare la velocità della girante del ventilatore occorre abbandonare il tipo di costruzione ad accoppiamento diretto e ricorrere al modello a trasmissione a cinghia.
Con la trasmissione a cinghia è possibile ottenere la velocità richiesta della girante, una volta scelta la velocità del motore, variando il rapporto tra i diametri delle pulegge secondo la nota relazione:
NG
NM
=
DM
DG
Dove:
NG= numero giri della girante
NM= numero giri del motore elettrico
DM= diametro della puleggia calettata sull’albero del motore
DG= diametro della puleggia calettata sull’albero della girante
370
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
UNITÀ DI MISURA E CONVERSIONI
PORTATA
Unità di misura
m c/ s
m c/ h
mc / 1 ’
l/s
l/1’
cfm
1 mc/s
1 mc/h
1 mc/1’
1 l/s
1 l/1’
1 cfm
1
0.0002777
0.016666
0.001
1.666x10-5
0.000472
3600
1
60
3.6
0.06
1.7
60
0.016666
1
0.06
0.001
0.02831
1000
0.2777
16.666
1
0.01666
0.472
60000
16.666
1000
60
1
28.3168
2119
5.8857
35.314
2.12
0.03531
1
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
PRESSIONE
Unità di misura
Pa
mm H2O (Kgf/mq)
Torr (mm Hg)
Bar
mm bar
1 Pa
1 mm H2O (Kgf/mq)
1 torr (mm Hg)
1 bar
1 mm bar
1 inwg
1
9.806
133.32
100000
100
249
0.102
1
13.6
10197
10.2
25.4
0.0075
0.0735
1
750.06
0.75
1.8683
0.00001
9.806 x 10-5
0.0013
1
0.001
0.0024
0.01
0.098
1.3332
1000
1
2.49
inwg
FDGFE<EKJ
0.004
0.0393
0.5352
401.46
0.4014
1
POTENZA
Unità di misura
W
kW
HP
CV
Kcal/h
1W
1 kW
1 HP
1 CV
1 Kcal/h
1
1000
745.7
735.5
1.162
0.001
1
0.7457
0.7355
0.00116
0.00134
1.341
1
0.986
0.00156
0.00136
1.36
1.014
1
0.001582
0.86
860
641.18
632.35
1
Unità di misura
mm (millimetri)
m (metri)
ft (piede)
in (pollice)
1 mm
1m
1 ft
1 in
1
1000
304.8
25.4
0.001
1
0.3048
0.0254
0.0033
3.28
1
0.0833
0.0396
39.37
12
1
Unità di misura
L (litro)
mc (metro cubo)
1l
1 mc
1 cuft
1 cuin
1
1000
28.32
0.0163
0.001
1
0.2832
1.63x10-5
LUNGHEZZA
PORTATA
cuft (piede cubo) cuin (pollice cubo)
0.0353
35.314
1
0.00057
61
61023.74
1728
1
371
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
ACUSTICA E RUMOROSITà
Uno dei principali valori considerato maggiormente nella classificazione delle zone di benessere per l’uomo
è diventato ormai da parecchi anni il livello di rumorosità presente nell’ambiente. Tali valori vengono ormai
considerati basilari nella progettazione di impianti di tipo industriale e maggiormente in impianti HVAC.
Generalmete si devono considerare due tipolgia di rumore, il rumore che viene emesso verso l’esterno e il
rumore trasmesso verso l’interno, che spesso è imputabile al funzionamento degli impianti. Il rumore emesso
verso l’esterno può essere contenuto mediante ad esempio box afoni, mentre il rumore trasmesso verso l’interno (canalizzazioni) non può essere controllato solo mediante l’utilizzo di strumenti come i silenziatori ma
vanno accurati tutti i minimi particolari che potrebbero fungere da trasmetitori o casse di rissonanza.
In casi di verifica degli impianti, per quanto concerne i limiti interni, cioè il rumore nell’ambiente abitativo, che
non dovrebbe superare in alcuni casi i 25 dB in funzionamento continuo, è molto difficle la verfica in quanto
spesso il rumore di fondo supera il valore stesso emesso dall’apparecchiatura. Inoltre non esiste una procedura di misura univoca e codificata, ma è trattata dall’esperto di acustica e demandata all’esperienza e alla
letteratura giuridica.
Come qualsiasi altra macchina in movimento un ventilatore, inevitabilmente, genera rumore. Si può ovviare
abbastanza facilmente limitando al massimo tale inconveniente progettando e costruendo degli impianti,
dove possibile, con velocità e pressioni moderate, con conseguenti condotti di dimensioni maggiori, con
ventilatori più grandi e quindi con minor numero di giri. Purtroppo tale scelta comporta quasi inevitabilmente
un costo maggiore dell’impianto.
Gran parte delle industrie del settore, o perchè non a conoscenza di tali inconvenienti o per poter uscire con
quotazioni inferiori alla concorrenza, ignorano questo genere di problemi e propongono impianti calcolati con
altissime velocità dell’aria, ventilatori con elevato numero di giri e motori il più delle volte troppo «tirati».
Ne consegue la costruzione e installazione di impianti troppo rumorosi che il più delle volte, proprio a causa
di questo inconveniente, non vengono neppure utilizzati dalle maestranze stesse, direttamente interessate.
Un suono è percettibile quando la pressione dell’aria in prossimità dell’orecchio fluttua al di sopra e al di sotto
del valore medio stabile (vale a dire il valore della pressione barometrica) ad una frequenza compresa fra i
20 e i 20.000 Hz.
Non è necessario che tali fluttuazioni siano ampie: è infatti sufficiente che raggiungano un millesimo della
pressione atmosferica (134 dB) perchè il suono sia tanto forte da provocare dolore e, persistendo, danni
sicuri all’orecchio.
Per contro un orecchio fine, alla frequenza alla quale è più sensibile può riuscire a distinguere una fluttazione
di solo un diecimila milionesimo di atmosfera (6 dB al di sotto della soglia di udibilità).
Nella tabella riportata di seguito indichiamo alcuni livelli tipici di pressione sonora da noi rilevata.
dB (di pressione)
0
10
20 35 40 45 50 60 70 80 85 90 95 100
110 120 130 SOGLIA DI UDIBILITÀ (UDITO FINE)
MORMORIO LEGGERO
STORMIR DI FOGLIE
RESIDENZA PRIVATA (NON OCCUPATA)
BIBLIOTECA
UFFICI PRIVATI TRANQUILLI
UFFICI IN GENERE
CONVERSAZIONE
UFFICI MECCANIZZATI
OFFICINE DI MACCHINE UTENSILI
TRAM METROPOLITANA
SALE MACCHINE
CABINE DI PILOTAGGIO
MARTELLO PNEUMATICO
OFFICINE DI COSTRUZIONE CALDARERIA
AEREI IN DECOLLO A 30 MT.
SOGLIA DI DOLORE
Fonti di rumore
Il rumore prodotto da impianti di aspirazione e ventilazione può essere suddiviso in tre principali categorie: 1)
rumore meccanico; 2) rumore per vortici; 3) rumore di rotazione.
372
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
INFORMAZIONI AGGIUNTIVE
1. Punto di funzionamento del ventilatore.
In ogni punto di funzionamento la rumorosità è determinata dalla portata, dalla pressione e dal rendimento aeraulico del ventilatore in quel punto, cioé dal consumo di kW, come detto nel capitolo “La potenza sonora
emessa dal ventilatore è la potenza in watt che si trasforma in rumore”.
Quindi a parità di portata e pressione miglior rendimento significa minor rumorosità.
FDGFE<EKJ
Rendimento elevato può significare ventilatore più costoso di un altro con rendimento minore ma significa anHL@GD<EKJ
che risparmio energetico e quindi minor costo di esercizio. Come esempio se verifichiamo il comportamento
di
ventilatori centrifughi a trasmissione con diversi tipi di palettatura, si ottengono i seguenti risultati.
Tipo di palettatura
pale
rovesce
Diametro girante
mm
ηt
%
LPA
dBA
Pv
kW
1120
83,5
82
46,8
1000
81
84
48,3
differenze
-2,5
+2
+1,5
pale
1120
83,5
82
46,8
rovesce
1000
82
85
50,5
differenze
-1,5
+3
+3,7
1225
72
88
63,90
1000
67
92
68,65
differenze
-5
+4
+4,75
pale
radiali
pale
1225
72
88
63,90
radiali
1000
68
92
73,80
differenze
-4
+4
+9,9
Prestazioni
parità di portata e
pressione totale
FDGFE<EKJ
parità di portata e
pressione statica
parità di portata e
pressione totale
parità di portata e
pressione statica
Dal confronto anche se limitato e di valore orientativo si ricava la conferma che rendimento elevato è sinonimo di minor rumorosità e naturalmente di minor spreco di energia.
2.Condizioni di aspirazione
Prove di laboratorio hanno dimostrato che se il circuito, in prossimità della bocca aspirante provoca turbolenze nel flusso,queste si traducono in aumento di rumorosità oltre che in diminuzione delle prestazioni rese
dal ventilatore.
Secondo la letteratura tecnica l’incremento della rumorosità può arrivare anche a 10 dB.
L’importanza di questo argomento è dimostrata dal fatto che sono state elaborate varie normative internazionali che presentano procedure di calcolo e consigli utili per ridurre al minimo la formazione delle turbolenze.
3.Rumorosità del ventilatore depurata dalla rumorosità di fondo.
Per conoscere la rumorosità effettiva LPAv emessa da un ventilatore posto in un ambiente in cui ci sono altre
sorgenti sonore, si applica la seguente procedura:
1. Si rileva la rumorosità totale LPAT dell’ambiente, in punti prestabiliti vicino al ventilatore in funzione.
2. Negli stessi punti si ripetono i rilievi a ventilatore fermo; il risultato è la rumorosità di fondo.
3. Si sottrae dalla rumorosità totale (punto 1) la rumorosità di fondo (punto 2) e si ottiene ∆ dBA.
4. Dalla tabella seguente in base alla differenza ∆ dBA tra i due livelli (punto 3) si ricava il valore di correzione
D.
∆dBA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Correzione D
-7
-4,5
-3
-2
-2
-1,5
-1
-1
-0,5
-0,5
0
5. Dalla rumorosità totale (punto 1) si sottrae la correzione (punto 4) e si ottiene la rumorosità effettiva del
ventilatore depurata o meno della rumorosità di fondo, cioé: LPAV = LPAT - C
373
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
VELOCITÀ DELL’ARIA ATTE AD ASPIRARE FUMI, POLVERI, VAPORI E GAS
Processo
Condizione di generazione del contaminante
Velocità minima di captazione (m/sec)
Evaporazione
In aria calma
0.5
Verniciatura a spruzzo in cabina; polvere
scaricantesi in una cappa
In aria avente bassa velocità
0,5 ÷ 1
Generazione attiva in ambiente
ventilato
Generazione attiva in ambiente ventilato
1 ÷ 2,5
Lanciato ad alta velocità in ambiente
molto ventilato
Lanciato ad alta velocità in ambiente molto
ventilato
2,5 ÷ 10
VELOCITÀ DELL’ARIA NEL CONDOTTO ATTE AL TRASPORTO DI ALCUNE POLLUZIONI
Polvere di fumo
Abrasivi
Allumina
Amido
Argilla
Asbesto
Bauxite
Calcare
Calce
Caffè
Carbone di legna
Carbon fossile
Carbonio
Carta (refili)
Ceramiche
Cioccolato
Cosmetici
Cotone
Cromo metallico
Cuoio
Detersivi
Farina
Feldspati
Ferro metallico
Fertilizzanti (essicamento)
Fertilizzanti (insaccamento)
Frantumazione cemento
Gesso idrato
Grafite
Granito
Imballaggi e confezionamento
374
Velocità aria nelle tubazioni
22.5
22.5
20
20 ÷ 22.5
20
22.5
22.5
20
20
22.5
20 ÷ 22.5
20 ÷ 22.5
30
20 ÷ 22.5
20
20
18
25
20
20
20
20 ÷ 22.5
22.5 ÷ 25
22.5
20
22.5
20
22.5
22.5
20
Polvere o fumo
Legno di sandalo
Lievito in polvere
Manganese
Mangimi e granaglie
Marmo
Materie plastiche
Mica
Molatura - affilatura
Molatura - lucidatura
Fumo di saldatura
Ossido di alluminio
Ossido di ferro
Ossido di piombo
Pietre (lavorazione)
Pigmenti di vernice
Polvere di bronzo
Polvere di legno
Quarzo
Sapone
Segatura di legno
Selce
Semi di cacao
Silice
Sughero
Tabacco
Talco
Talco, steatite
Trasportatori
Vetro
Zucchero
Velocità aria nelle tubazioni
22.5
20 ÷ 22.5
25
20
25
22.5
20
20
20 ÷ 25
20 ÷ 22.5
22.5
22.5
25 ÷ 28
25
20
25
20 ÷ 22.5
22.5 ÷ 25
20
22.5
22.5
20 ÷ 22.5
22.5 ÷ 25
17.5 ÷ 20
20
20
20
20
20 ÷ 25
20 ÷ 22.5
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
PERDITA DI CARICO (Coefficienti K da considerare per il calcolo delle perdite di carico)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
A
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
CURVA A SETTO RI
B
B
C
C
D
D
E
r/d
K 3
pezzi
K 5
pezzi
0,25
0,8
0,5
0,5
0,4
1,5
0,3
FDGFE<EKJ
0,2
HL@GD<EKJ
0,3
E
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CURVA STAMPATA
F
F
G
G
11
12
A
A
Rev.
Eseguito
Data
Descrizione della modifica
Appr.
Verif.
RIFERIMENTO : 1:2
H
H
A3
123
1
2
3
4
5
1
6
2
7
8
3
0
PRV: 1.88
IMPIANTO : -
B
10
4
5
0,8
B
0,25
A
11
12
6
K
3 pezzi
r/d
7
8
0,4
9
10
0,5
C
11
12
0,25
C
1,0
A
0,16
D
FDGFE<EKJ
A
D
CONI DI RIDUZIONE
B
B
E
E
C
C
F
F
D
D
a
G
5°
7,5°
10°
K
0,15
0,2
0,25 RIFERIMENTO : -
E
1
2
15°
Rev.
3
4
Eseguito
IMPIANTO : -
5
6
1
Descrizione della modifica
0,40
7
8
10
Aerservice S.r.l. via Marconi,
1
11
35020 Legnano (PD) italy
IL PRESENTE DISEGNO E' DI NOSTRA PROPRIETA' VIETATA LA RIPRODUZIONE AI SENSI DI LEGGE
3
4
5
6
7
8
1:5
TIPOLOGIA: -
A3
CREATO: Uff. Tecnico
DISEGNO
A N.
FOGLIO 1 di 1
10
45°
0,8
0,9
E
RIVENDITORE: -
H
REV.
CURVA
QUOTE SENZA TOLLERANZA, SECONDO UNI EN 22768/1
2
Verif.
MATERIALE: Materiale <non specificato>
Smussi non quotati
0.5x45°
12
COPYRIGHT OF AERSERVICE SRL - REPRODUCTION
NOT THIS DRAWINGS IS OUR PROPERTY -ADMITTED
WITHOUT WRITTEN PERMISSION.
A
F
30°
G
Appr.
0,6
PRV: 0.13
9
H
DEVIAZIONE A “Y”
20°
Data
A
11
F
12
B
B
G
G
Rev.
C
Eseguito
Data
Descrizione
della modifica
C
Appr.
RIFERIMENTO : PRV: 1.98
IMPIANTO : Riduzione conica da diam. 200 a diam. 160
a
15°
K
0,1
1
Aerservice S.r.l. via Marconi, 1
35020 Legnano
D (PD) italy
IL PRESENTE DISEGNO E' DI NOSTRA PROPRIETA' VIETATA LA RIPRODUZIONE AI SENSI DI LEGGE
D
H
2
E
1
2
30°
3
45°
4
0,25
3
F
4
5
5
60°
6
0,4
6
7
8
9
7
90°
8
0,7
10
11
COPYRIGHT OF AERSERVICE SRL - REPRODUCTION
NOT THIS DRAWINGS IS OUR PROPERTY -ADMITTED
WITHOUT WRITTEN PERMISSION.
TIPOLOGIA: -
A3
CREATO: Uff. Tecnico
DISEGNO N.
FOGLIO 1 di 1
10
H
REV.
RIDUZIONE
11
A
12
1,2
F
12
A
RIVENDITORE: Saldatura
1:5
QUOTE SENZA TOLLERANZA, SECONDO UNI EN 22768/1
E
Verif.
MATERIALE: Acciaio al carbonio semplice
Smussi non quotati
0.5x45°
A
RACCORDI QUADRO TONDO
G
G
Rev.
B
Eseguito B
Data
Descrizione della modifica
Appr.
Verif.
RIFERIMENTO : PRV: 0.57
IMPIANTO : H
C
1:5
C
H
A3
DEVIAZIONE A Y
1
$
a
3
4
5
7
6
8
D
D
E
E
F
K
2
G
15°
30°
45°
0,5
0,3
0,3
Rev.
Eseguito
Data
F
G
Descrizione della modifica
RIFERIMENTO : -
Appr.
Verif.
10
11
A
12
60°
0,4
IMPIANTO : H
TUBO FLEX
1
2
1
A
3
H
TRAMOGGIA PER RC 350 AATEX
1
2
3
4
5
7
8
10
11
TERMINALE A 45°
12
1,5 x K (tubaz. dritta)
4
2
6
3
4
5
6
7
8
9
10
11
K = 0,3
12
1
2
3
A
TERMINALE A CIELO APERTO
B
4
5
6
7
8
9
10
11
12
TERMINALE A CAPPELLO CINESE
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
B
K = 0,15
C
C
D
D
E
E
F
F
F
F
G
G
Rev.
Eseguito
Data
Descrizione della modifica
Appr.
K = 0,1
Verif.
RIFERIMENTO :
IMPIANTO :
H
H
1
G
G
Rev.
Eseguito
Data
Descrizione della modifica
Appr.
Verif.
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
375
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
DIAGRAMMA PERDITE DI CARICO
Portata in mq/s
Portata in mq/h
Riferito ad aria a 15°Ca 760 mm Hg (l = 1,22 kg/mq)
Perdita di carico in mm di H2O per 1 m lineare
Grado di rugosità per canali diversi dalla lamiera zincata
Grado di rugosità
Molto liscio
Mediamente liscio
Mediamente rugoso
Molto rugoso
376
Esempio di
tubazione
Vetro
PVC
Eternit/cemento
Muro grezzo
5
0,90
0,95
1,35
1,85
K per velocità aria m/s
15
25
0,80
0,75
0,90
0,85
1,45
1,50
2,07
2,15
50
0,65
0,80
1,50
2,20
Esempio indicato dal segno
In un canale del Ø 300 mm passano 5000 mc/h
(1,39 mc/s). La velocità media dell’aria sarà di
20 m/s e la perdita di pressione di 1,6 mm H20
per 1 m.
Se il canale anziché di lamiera zincata è di Eternit, la perdita diventerà 1,6 x K (K = 1,475) ≅
2,40 mm H20 per metro lineare.
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
TABELLA DIAMETRI EQUIVALENTI
Diametri equivalenti D
b
a
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
150
165
190
210
230
245
260
275
290
300
310
320
330
340
350
360
365
375
385
220
245
265
285
305
320
340
350
365
380
390
400
415
425
435
445
455
275
300
320
345
365
380
400
415
430
445
466
470
80
495
330
355
375
400
420
440
460
475
490
505
520
535
550
380
410
435
455
475
495
515
535
550
565
585
600
615
625
435
465
490
515
535
555
575
590
610
625
645
660
675
490
520
545
565
590
610
630
650
670
685
705
720
545
575
600
620
645
665
685
705
725
745
760
600
630
655
675
700
720
740
765
785
800
655
680
710
735
755
780
800
FDGFE<EKJ
820 840
710
735
765
790
810
835
855
875
765
790
820
840
865
890
910
820
845
870
900
920
945
875
900
930
950
975
930
955
980
1010
985
1010 1035
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
FDGFE<EKJ
505 520
560 575
HL@GD<EKJ
950
1040 1065
1000
1095
In base alle dimensioni dei lati canale rettangolare si ricava la sezione circolare equivalente.
Equivalenza in perdite di carico a parità di portata tra canali a sezione rettangolare axb e sezione circolare
di diametro D.
b
Esempio:
La tubazione Ø 300 mm per una portata di 5000 mm m3/h ha una perdita di carico di 16 Pa per metro. Per
la medesima portata e uguale perdita di pressione si dovranno usare le seguenti tubazioni rettangolari:
axb = 150x550 mm
a
200x400 mm
250x300 mm
ESEMPIO DI CALCOLO DELLE CONDOTTE
Sistemi di calcolo
Metodo a valocità costante
Metodo a riduzione di velocità
Metodo a perdita di carico costante
Metodo a recupero di pressione statica
DIR
AM
TE
AZ
IO
NE
RM
INA
LE
3
P
3
ta Q
a
ort
3
2
NE
ZIO
MA
A
DIR
PR
INC
IPA
LE
B
1
NE
IO
AZ
AM
DIR
TE
LE
INA
RM
TE
4
ata
rt
Po
Q2
PR
INC
IPA
LE
A
RM
INA
LE
Po
rta
ta
1
ta
rta
3
+Q
2
1+Q
Po
Q1
Q
377
Formula base
Q = Portata d’aria (mc/h)
S = Sezione di passaggio = a x b (mq)
V = Velocità (m/sec)
Q = S x V (x 3600)
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
Q = Portata d’aria
S = Sezione di passaggio = a x b
V = Velocità dell’aria
Sezione del condotto
Ventilazione
Ventilazione
Dimensione del condotto
DIMENSIONE DEL CONDOTTO
Conoscendo: portata e velocità
Q
Formula base
S=
Q = Portata d’aria (m3/h)
V (x 3600)
S = Sezione di passaggio = axb (m2)
V = Velocità (m/sec) Dalla quale si ricavano le dimensioni dei lati
Q = SxV (x3600)
S espressa in mq
a-b espressi in ml
Q = Portata d’aria
S
a = = axb
S = Sezione di passaggio
b
V = Velocità dell’aria
b=
S
a
Sezione del condotto
Conoscendo portata e velocità
Q
V(x3600)
S
S
a =
b =
b
a
APPARECCHIATURE
Dalla quale si ricavano le dimensioni dei lati
S espressa in m2
a-b espressi in ml
APPARECCHIATURE
CONTROLLABILI HACCP
CONTROLLABILI HACCP
S =
Linea
Elemento
Velocità
m/sec
ESTRAZIONE
canale principale
7-8
Linea
Estrazione
IMMISSIONE CAPPA
Immissione cappa
Immissione ambiente
prima derivazione
Elemento
seconda
derivazione
canale
principale
prima derivazione
plenum
seconda derivazione
plenum
canna
fumaria interna
canna fumaria interna
fumaria
esterna
canna canna
fumaria
esterna
griglia espulsione aria all’esterno
griglia espulsione aria all’esterno
canale principale
prima
derivazione
canale
principale
seconda derivazione
prima
derivazione
plenum
griglia espulsione aria all’esterno
seconda derivazione
canale principale
prima
derivazione
plenum
seconda derivazione
grigliadiffusione
espulsione aria all’esterno
bocchette
IMMISSIONE AMBIENTE
Velocità (m/sec)
7-8
6,5-7
6-6,5
5
7-8
8-9
7
6,5-7
6-6,5
6
5
3
5,5-6,5
4,5-5,5
4,5
1-1,5
6,5-7
6-6,5
5
7-8
8-9
7
6,5-7
6-6,5
6
5
3
canale principale
5,5-6,5
prima derivazione
4,5-5,5
seconda derivazione
4,5
bocchette diffusione
1-1,5
01.2007
VE 101 - 01.2007
378
- VE101
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
Calcolo a velocità costante
La velocità dell’aria all’interno delle condotte è la stessa, sia nel tratto principale che nelle derivazioni.
Ciò permette di tenere in sospensione le particelle corpuscolate inquinanti, evitando il deposito nelle pareti
del condotto.
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
Vantaggi
Contenimento delle sezioni dei condotti.
Riduzione del costo degli stessi.
Svantaggi
Limitata precisione.
Elevata perdita di carico complessiva della rete.
Sovradimensionare il gruppo ventilante.
Bilanciamento problematico delle varie diramazioni.
V=
7m
/se
c
7
V=
7
V=
sec
7m
FDGFE<EKJ
m/
c
/se
V=
sec
m/
V=
7m
/se
c
Calcolo a riduzione di velocità
La velocità dell’aria all’interno delle condotte varia: nel condotto principale sarà maggiore, con riduzione
dopo ogni derivazione. La velocità sarà inferiore man mano che diminuisce la portata d’aria.
Vantaggi (rispetto al metodo precedente)
Metodo più preciso rispetto al calcolo a velocità costante.
Meno pressione necessaria.
Ventilatore meno potente (meno costi acquisto e gestione).
Svantaggi (rispetto al metodo precedente)
Condotti di sezione maggiore
Costo più elevato.
Limitate perdite di carico.
V=
c
/se
6m
6m
V=
/se
c
V=
6,5
m/
sec
V=
c
/se
V=
6m
7m
/se
c
379
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
Calcolo a perdita di carico costante
Impiegato per il dimensionamento di condotti molto lunghi, prevede una perdita di carico lineare costante per
l’intera rete di distribuzione. Anche se risulta tecnicamente migliore e più preciso dei precedenti, trova scarsa
applicazione nel dimensionamento degli impianti di cucina.
Calcolo a recupero di pressione
La procedura, indubbiamente la più precisa, viene utilizzata in particolar modo nel settore civile per la distribuzione accurata dell’aria in reti complesse, dove risulta importante controllare molteplici fattori. Il principio
su cui si basa questo sistema è di far si che la perdita di carico di un determinato elemento venga compensata dal recupero di pressione statica dovuta alla riduzione di velocità. Anche questo metodo trova scarsa
applicazione nel dimensionamento degli impianti di cucina.
380
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
2. composizioni generali di un ventilatore
TIPI DI VENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
I ventilatori si dividono nei seguenti tipi:
– ventilatori centrifughi o radiali;
– ventilatori elicoidali o assiali;
– ventilatori elico-centrifughi;
– ventilatori tangenziali.
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
Esistono poi altri apparecchi, come le torrette ed i termoventilatori in cui sono impiegate le sole giranti, assiali
o radiali, mentre la parte statica è studiata in modo da essere adattabile al complesso al quale è destinata.
Ventilatori centrifughi o radiali
Dal punto di vista aeraulico, il ventilatore radiale è composto dai seguenti elementi fondamentali:
– la girante con il mozzo;
– il boccaglio di aspirazione;
– la chiocciola.
FDGFE<EKJ
A questi tre elementi, che caratterizzano le prestazioni del ventilatore, si sommano poi gli altri, la cui funzione è più meccanica che aeraulica e che sono l’albero ed i supporti nei ventilatori a trasmissione, il motore
elettrico nei ventilatori direttamente accoppiati e la base di sostegno degli uni o dell’altro che varia a seconda
dell’esecuzione costruttiva della macchina (vedi tabella esecuzioni).
La girante è il cuore del ventilatore. Essa è, dei tre componenti fondamentali, l’unica che ruota ed imprime al
fluido una spinta centrifuga verso l’esterno, creando una depressione al centro. L’aria che si trova nei pressi
della bocca aspirante entra per effetto di questa depressione, ed è poi a sua volta spinta verso l’esterno.
Il secondo componente fondamentale del ventilatore è il boccaglio. La sua forma deve essere studiata in rapporto alla struttura della girante. La sua funzione è quella di fare pervenire alla girante il fluido nelle condizioni
ottimali. Alle volte il boccaglio è munito di palette pre-raddizzatrici, che danno una pre-rotazione al fluido e
riducono, quindi, al minimo l’urto del fluido contro le pale della girante.
Terzo componente fondamentale è la chiocciola. Essa è un diffusore la cui forma è generalmente una spirale
logaritmica. All’interno avviene un parziale ricupero di energia cinetica in energia statica.
La forma degli alberi, e delle basi, come la posizione ed il tipo di supporti variano a seconda delle esecuzioni
costruttive del ventilatore.
Dalla tabella si possono rilavare i tipi di esecuzioni costruttive.
I tipi di girante normalmente impiegati sono:
– pale curva rovesce;
– pale curve rovesce a profilo alare;
– pale dritte rovesce;
– pale curve in avanti (sirocco);
– pale radiali.
Per il trasporto di fumi o di aria polverosa, interessano le ultime tre sopra riportate. Facendo un rapido confronto sui diversi impieghi, si deduce che i vantaggi del ventilatore Sirocco rispetto a quello con girante a pale
rovesce possono riassumersi, a parità di portata e di pressione, in:
– minore ingombro;
– minore peso;
– minore velocità periferica;
– presumibilmente minore costo (molto dipende, però, dal progetto e dai metodi costruttivi);
– probabile minore rumore.
Il ventilatore a pale rovesce ha a sua volta:
– migliore rendimento;
– minore potenza assorbita.
Il ventilatore a pale radiali ha rendimento e dimensioni internmedie fra i due.
381
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
Ventilatori elicoidali o assiali
Dal punto di vista aeraulico, il ventilatore assiale è composto dai seguenti elementi fondamentali:
– la girante con il mozzo;
– il tamburo con eventuale boccaglio d’ingresso o diffusore all’uscita;
– le palette convogliatrici a monte o a valle della girante.
A questi tre componenti si aggiungono le altre parti, che hanno essenzialmente funzione meccanica e che
non influiscono sulle prestazioni aerauliche del ventilatore.
Esse sono:
– albero, supporti e cuscinetti nel caso di ventilatori a trasmissione;
– motore elettrico;
– sedia di sostegno degli uni o dell’altro.
La girante è, come nel caso dei ventilatori radiali, il componente fondamentale del ventilatore. Ruotando,
essa fornisce al fluido che l’attraversa, parte dell’energia trasmessa dal motore elettrico. Il fluido è portato
dallo stato di quiete ad una certa velocità, la cui direzione è parallela all’asse di rotazione della girante.
All’uscita delle pale si ha generalmente anche una componente rotazionale, che rappresenta una perdita di
energia, in quanto non è utilizzata. Per recuperare parte di questa energia, è buona norma prevedere a valle
della girante un convogliatore, che raddrizza la corrente secondo la direzione assiale. Il convogliatore può
essere messo anche a monte della girante: in tal caso è studiato in modo da ridurre al minimo la componente
rotazionale del fluido all’uscita delle pale.
Il tamburo è un tubo cilindrico, che contiene la girante. La parte del tamburo a monte della girante si trova
generalmente in depressione, mentre quella a valle è in pressione. Il fluido cercherà, a causa della differenza
di pressione, di ritornare nella zona a monte, cosa che può fare attraverso la sezione anulare costituita dal
gioco fra girante e tamburo. È importante, quindi, che questo gioco venga ridotto al minimo, sia per ridurre le
perdite volumetriche, sia per ridurre il rumore con il quale questo fenomeno si accompagna.
Il ventilatore assiale può aspirare da ambiente o da tubazione. Nel primo caso sarà necessario applicare
sull’entrata un boccaglio che ha la duplice funzione di ridurre le perdite d’imbocco, ma, soprattutto, di garantire un regolare afflusso dell’aria alla girante. Nel secondo caso, il boccaglio non è più necessario, il tamburo
è flangiato e direttamente collegato alla tubazione in aspirazione.
Considerazioni sull’installazione del ventilatore industriale e sulla scelta della palettatura
Scelto il ventilatore in base ai dati di portata e di pressione, negli impianti di aspirazione e depolverazione, è
sempre opportuno installare il ventilatore a valle del depolveratore in modo da evitare i fenomeni di erosione
delle polveri che accorcerebbero di molto la vita della girante. Per la scelta del tipo di girante, si deve distinguere il caso relativo al trasporto di aria pulita, dal caso di trasporto di aria polverosa. Nel primo caso non
sussistono problemi; nel secondo bisogna considerare che con ventilatori a pale avanti, la polvere tende ad
attaccarsi sulla superficie concava della pala ed ad accumularsi fino a sbilanciare la girante.
Per il trasporto di aria polverosa sono, quindi, da preferirsi giranti con pale radiali che risultano autopulenti per
effetto della forza centrifuga o giranti con pale dritte rovesce che risentono in minore misura dell’accumulo
delle polveri. In alcuni casi si hanno ottimi rendimenti prestazionali utilizzando giranti a pale curve rovesce
anche con profilo alare.
Esempi di applicazione di giranti
Si riportano di seguito alcuni esempi di applicazione di giranti.
– pale curve rovesce e sirocco: aria pulita, fumi di saldatura, aria con vapori vari.
– pale diritte rovesce: aspirazione da filtri, a tessuto, aria con debole contenuto di polveri.
– pale radiali: aria molto polverosa, trasporti pneumatici, aspirazione da scrubbers, cicloni, aspirazione trucioli anche con ventilatore attraversato.
– ventilatori assiali: aria pulita, fumi di saldatura, zona di colata, aria con traccia di polvere.
Considerazioni sulla scelta dei motori elettrici per gli elettroventilatori
È bene che il motore abbia un margine di almeno il 20% sulla potenza teorica assorbita dal ventilatore,
considerando che le cinghie assorbono circa il 5% della potenza trasmessa. Quando poi l’impianto funziona
con aria più o meno calda (cioè peso specifico variabile) o non è ben nota la resistenza del circuito o si usa
382
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
un ventilatore con girante Sirocco o a pale radiali (giranti che aumentano la potenza assorbita all’aumentare
FDGFE<EKJ
della portata che può salire per diminuzione della resistenza del circuito), conviene dare un margine
del 30%
rispetto alla potenza calcolata. Si ricorda inoltre che è buona norma non superare fra numero di giri del motore e numero di giri del ventilatore, il rapporto di due. Si segnala anche che è buona norma eseguire un unico
basamento in profilati per sistemare motore e ventilatore anziché ancorare a terra i due elementi ciascuno
per conto suo.
FDGFE<EKJ
Infine è da tenere presente che, se al ventilatore non sono garantite condizioni di alimentazione e fuoriuscita
regolari del fluido, esso non darà le prestazioni dei diagrammi caratteristici.
HL@GD<EKJ
INSTALLAZIONE ELETTROVENTILATORE CENTRIFUGO - Aspirazione
Installazione corretta
Limite di pendenza
di 15° convergenti
Limite di pendenza
di 7° convergenti
x
x
FDGFE<EKJ
x
Sezione trasversale
non superiore
a 112-1/2% della zona
di aspirazione
Sezione trasversale
non superiore
a 92-1/2% della zona
di aspirazione
Diametri minimi
di ingresso 2-1/2
(3 raccomandati)
Installazione errata
Turbolenza
Turbolenza
INSTALLAZIONE ELETTROVENTILATORE CENTRIFUGO - MANDATA
Installazione corretta
Limite di pendenza
di 7° convergenti
Limite di pendenza
di 15° convergenti
x
x
Sezione trasversale
non superiore a 105%
della zona di mandata
Sezione trasversale
non superiore a 95%
della zona di mandata
x
Diametri minimi
di ingresso 2-1/2
(3 raccomandati)
Installazione errata
Turbolenza
Turbolenza
383
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
3. il motore elettrico
FUNZIONAMENTO
Velocità
La velocità di un motore asincrono trifase a corrente alternata è in diretta correlazione alla frequenza della
rete di alimentazione ed al numero dei poli:
ns = (2xfx 60)
p
dovens= velocità sincrona
f = frequenza di rete
p = numero di poli
N° poli
2
4
6
8
10
12
16
20
24
32
48
50 Hz
3000
1500
1000
750
600
500
375
300
250
187,5
125
60 Hz
3600
1800
1200
900
720
600
450
360
300
225
150
I valori della velocità nominale indicata nella tabella delle caratteristiche elettriche si intendono validi per funzionamento con potenza a pieno carico e a regime.
Scorrimento
Un motore elettrico asincrono trifase non raggiunge in alcun modo la velocità di sincronismo, anche se nel
funzionamento a vuoto si raggiunge un valore notevolmente simile specie sui motori di potenza superiore.
Lo scorrimento è determinato dalla seguente formula:
S=
(ns-n)
nsx100%
doves = scorrimento
ns= velocità sincrona
n = velocità asincrona.
In base alle norme in vigore, i valori di scorrimento sono validi con una tolleranza del ±20%.
Nella maggior parte delle applicazioni sono richiesti motori ad un’unica velocità fissa, tuttavia esigenze particolari richiedono un funzionamento a 2 o a 3 velocità. Questo si può ottenere realizzando motori a polarità
multiple. I metodi di costruzione sono sostanzialmente 2:
1. Motori ad un unico avvolgimento “dahlander” con rapporto delle velocità 1 a 2. I più usati sono 2-4 poli
(3000/1500 RPM) e 4-8 poli (1500/750 RPM).
2. Motori a più avvolgimenti con rapporto delle velocità diverso da 1 a 2. I più usati sono 4-6 poli (1500/1000
giri RPM) e 6-8 poli (1000/750 RPM).
Coppia
Il valore della coppia di un motore elettrico esprime la forza torcente del rotore ed è in funzione della potenza
resa all’asse e del numero di giri.
Ipotizzando ad esempio una trasmissione a cinghia si determinerà una certa forza F in prossimità della puleggia. La coppia corrisponderà al prodotto di tale forza per il raggio della puleggia.
384
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
La coppia nominale del motore si calcola come segue:
Mn =
Pn x 1000
[Kgm]
1,027 x n
Dove Pn= potenza nominale espressa in Kw
n = numero dei giri
r
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
Qui di seguito, a titolo d’esempio, riportiamo la curva caratteristica della coppia d’avviamento in funzione
della velocità di un motore.
Caratteristica d’avviamento
Mn/Mmax [%]
300
Mn/Mmax (%)
250
Punto di
funzionamento
normale
200
Caratteristiche elettriche del motore
Tensione / frequenza (V / Hz)
380 / 50
Potenza resa (KW)
22
Poli / RPM
4 / 1470
Rendimento (%)
91,4
Corrente nominale (A)
40,6
Coppia nominale (Kgm)
14,61
Momento di inerzia (Kgm2)
0,155
FDGFE<EKJ
150
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
n/ns (%)
70 80
90 100
Tensioni e frequenze di alimentazione
Secondo la norma CEI 8-6 del marzo 1990, “le tensioni nominali di 1a categoria delle reti di distribuzione in
corrente alternata sono di 230/400 V”.
In un termine massimo di 10 anni, le tensioni ai punti di distribuzione dovranno essere mantenute tra i seguenti valori massimi:
– tensione monofase: da 207 a 244 V
– tensione trifase: da 358 a 423 V
La pubbilicazione IEC 38 indica che la tensione di riferimento europea è di 230/400 V in trifase e di 230 V in
monofase con tolleranza dal +6% al -10% fino all’anno 2003 e dal ± 10% dopo.
Nei motori standard alimentati a 60 Hz, le velocità di rotazione indicate nelle tabelle dei dati tecnici aumentano del 20%, le potenze del 15%, le coppie di spunto, le correnti di spunto e le coppie massime rimangono
all’incirca invariate, riferite però alle potenze aumentate.
Attenzione
Tutti i motori possono funzionare indifferentemente sia a 50 che a 60 Hz, ma con le rispettive tensioni di funzionamento, se ciò non succede i dati nominali variano come da tabella 1 qui di seguito riportata.
Per esempio, quando la tensione della rete a 60Hz è uguale a quella nominale del motore (ad esempio tensione della rete 220 V / 60Hz, tensione del motore 220V / 50Hz), le potenze e le correnti nominali dei motori
restano praticamente invariate, mentre le coppie e le correnti in avviamento decrescono circa del 17%, rispetto ai valori del motore a 50Hz.
385
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
Tabella 1 – Variazioni caratterisitche dei motori a 50 Hz alimentati con frequenza 60 Hz
Motore
avvolto per
50 Hz e per
le tensioni
Tensione
a 60 Hz
230 V
400 V
400 V
500 V
500 V
500 V
220 V
380 V
440 V
500 V
550 V
600 V
Coefficiente di variazione delle caratteristiche
Potenza
Velocità
1
1
1,15
1
1,1
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
Corrente
nominale
1
1
1
1
1
1
Coppia
nominale
0,83
0,83
0,96
0,83
0,91
1
Coppia di
spunto
0,83
0,83
0,96
0,83
0,91
1
Corrente di
spunto
0,83
0,83
0,96
0,83
0,91
1
Coppia
massima
0,83
0,83
0,96
0,83
0,91
1
Eurotensione
Tutti i motori sono concepiti per l’utilizzazione della rete europea 230/400 V ± 10% - 50 Hz; il che significa che
lo stesso motore può funzionare sulle seguenti reti che ancora esistono:
– 220/380 V ± 5%
– 230/400 V ± 5% e ± 10%
– 240/415 V ± 5%
Le caratteristiche dei motori subiscono evidentemente variazioni quando la tensione varia in un campo del
± 10% (tabella 2).
Tabella 2 – Variazioni caratterisitche dei motori in funzione alla variazione della tensione
INFORMAZIONI GENERALI
Variazione della tensione in %
VN - 10%
VN - 5%
Curva di coppia
0,81
0,90
Scorrimento
1,23
1,11
Corrente nominale
1,10
1,05
stiche elettromeccaniche
Rendimento nominale
0,97
0,98
1,03 nominali dei motori:
1,02
Cos
φ nominale
si possono ammettere le
seguenti
tolleranze dei parametri
Corrente di avviamento
0,90
0,95
attore di
Scorrimento
Corrente di
Coppia di
Coppia
Riscaldamento nominale
1,18
1,05
potenza
spunto
spunto
massima
(1 – cos �)
Riferito alla Pn
alla a vuoto+20%
-15%
-10%
P e(Watt)
0,85
0,92
min 0.02)
temp. di regime
(Rispetto ai dati
+25%
(Var) a vuoto
0,81 ai dati
max 0.07)
Pn < 1KW �Q30%
dichiarati)
(Rispetto
(Rispetto0,9
ai dati
Pn > 1KW � 20%
dichiarati)
VN
1
1
1
1
1
1
Momento
d’inerzia 1
� 10%
1
(Rispetto ai dati 1
dichiarati)
VN + 5%
1,10
0,91
0,98
1,00
0,97
1,05
1
1,12
1,1
VN + 10%
1,21
0,83
0,98
0,98
0,94
1,10
1,10
1,25
1,21
dichiarati)
Senso di rotazione
In accordo con le pubblicazioni IEC 34-7, i lati di un motore si intendono definiti come segue:
– LATO D: è la parte solitamente dove avviene l’accoppiamento del motore.
– LATO N: è la parte normalmente opposta all’accoppiamento del motore.
ni IEC 34-7, i Ipotizzando di collegare una terna destrosa
definiti come L1-L2-L3, in questa successione, ai
morsetti U1-V1-W1 di un motore elettrico,
nte dove av- si otterrà un senso di rotazione orario guarotore.
dando il motore dal lato comando.
ente opposta Per ottenere l’inversione del senso di roe.
tazione sarà necessario scambiare fra loro
onare indiffe- gli attacchi della linea a due morsetti del
di rotazione. motore.
e semplici
Potenza resa
[KW]
D
N
Tutti i motori possono funzionare indifferentemente nei due sensi di rotazione.
Ipotizzando di collegare una terna destrosa L1-L2-L3, in questa successione, ai morsetti U1-V1-W1 di un
motore elettrico, si otterrà un senso di rotazione orario guardando il motore dal lato comando.
Per ottenere l’inversione del senso di rotazione sarà necessario scambiare fra loro gli attacchi della linea a
due morsetti del motore.
= V x I x 1.73 x386
cos � x �
Corrente assorbita
[A]
In =
Pr x 1000
Fattore di potenza
[cos fi]
Cos � =
Pa x 1000
Rendimento
[n]
n%=
100 Pr
segue:
LATO D: è la parte solitamente dove avviene l’accoppiamento del motore.
LATO N: è la parte normalmente opposta
all’accoppiamento del motore.
Tutti i motori possono funzionare indifferentemente nei due sensi di rotazione.
PRONTUARIO
TECNICO
morsetti U1-V1-W1 di un motore elettrico,
si otterrà un senso di rotazione orario guardando il motore dal lato comando.
Per ottenere l’inversione del senso di rotazione sarà necessario scambiare fra loro
gli attacchi della linea a due morsetti del
motore.
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
Unità di misura e formule semplici
Tabella 3 – Unità di misura e formule semplici
Potenza assorbita
Potenza resa
Corrente assorbita
Fattore di potenza
[KW]
[KW]
[A]
[cos fi]
Potenza assorbita
Potenza resa
Corrente assorbita
Fattore di potenza
�
Pr
=
V
x
I
x
1.73
x
cos
�
x
�
In
=
Pr
x
1000
Cos
�
=
Pa
x 1000
Pa = V x I x 1.73 x cos
(KW)
(KW)
(A)
(cos
φ)
1000V x l x 1.73 x cos φ
1000
x�
V x IPa
x 1.73
V
x l x 1.73 x cos φ x n V x 1.73 x cos
Pr x�1000
x 1000
Pa =
Pr =
ln =
Cos φ =
100
100
V
x
1.73
x
cos
φ
x
n
V
x
l
x 1.73
Coppia nominale
Velocità sincrona
Scorrimento
Momento d’inerzia
2
[Kgm]
[ns]
[s]
[Kgm
]
Coppia nominale
Velocità sincrona
Scorrimento
Momento d’inerzia
2
Mn = Pr x 1000 (Kgm)
ns =
f x 120 (ns)
s% =
100 ns –(s)
n
J = (Kgm
PD2 )
Pr x 1000
1.027 xMn
Giri/1’
=
1027 x RPM
n� poli
ns =
f x 120
n° poli
ns 100 ns - n
s%=
ns
J =4
PD2
4
HL@GD<EKJ
Rendimento
FDGFE<EKJ
[n]
Rendimento
n%=
100
(n) Pr
Pa
100 Pr
n%=
Pa
Momento dinamico
[Kgm]
Momento dinamico
PD2 = 364(Kgm)
x P x V2
2
2P x V
PD+2 = 364 xn
2
n
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
Legenda:
Pa = potenza
assorbita
Pr = potenza
resa
(Kw); Pr
V = =tensione
di alimentazione
corrente nominale
assorbita(V);
(A);
Legenda:
Pain (Kw);
= potenza
assorbita
inin(Kw);
potenza
resa in (Kw);(V);
V In
= =tensione
di alimentazione
n = giri/1’ aIncarico.
= corrente nominale assorbita (A); n = RPM’ a carico.
Per le fasiPer
di avviamento
e di frenatura,
oltre alleoltre
curve
coppia
motricemotrice
deve essere
noto anche
il momento
d’inerzia
della
le fasi di avviamento
e di frenatura,
alledicurve
di coppia
deve essere
noto anche
il momento
d’inerzia
macchina rotante
riferito
alla
velocità
del
motore.
della macchina rotante riferito alla velocità del motore.
FDGFE<EKJ
Note per il calcolo dell’inerzia J
r2
Note per Calcolo
il calcolo
deldel
[J] momento
con cilindrod’inerzia
pieno: J J= m x
2
rb
ra
Calcolo del [J] con cilindro pieno: J = m x r2
2
2
2 J = m x ra - rb
Calcolo del [J] con cilindro cavo:
r
2
Calcolo del [J] con cilindro cavo:
J = m x ra2 - rb2
2
- 14 -
387
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
FORME COSTRUTTIVE E POSIZIONE DI FUNZIONAMENTO SECONDO DIN 42950
Montaggio ad asse orizzontale
388
Montaggio ad asse verticale
B3
V1
B5
V1/V5
B3/B5
V3
B6
V3/V6
B7
V5
B8
V6
B14
V18
B3/B14
V19
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
ISOLAMENTO
Classi di isolamento
Le caratteristiche chimiche e fisiche del materiale isolante sono determinanti per il buon funzionamento e la
durata di ogni motore elettrico, pertanto è necessario determinare un limite della temperatura in funzione al
materiale isolante impiegato; quindi ogni materiale isolante utilizzato dovrà assicurare il buon esercizio del
FDGFE<EKJ
motore entro i propri limiti di temperatura assoluta.
La qualità dei materiali isolanti è definita dalle norme IEC 34-1 secondo classi di isolamento per ognuna delle
HL@GD<EKJ
quali è fissato un limite di temperatura in valore assoluto.
Classe A 105°
Classe F 155°
Classe B 130°
Classe E 120°
Classe H 180°
In base allo standard internazionale, la temperatura si misura in °C, gradi Celsius, mentre la differenza di
temperatura si misura in K, Kelvin. 1°C = 1K. Per la classe F, ad esempio, l’aumento della temperatura non
può superare i 105K, purché la temperatura ambiente non sia superiore ai +40°C. Questo valore èFDGFE<EKJ
valido se
si applica il metodo di misura della resistenza. Ciò significa che si misura dapprima la resistenza dell’avvolgimento alla temperatura ambiente e si esegue poi una prova termica del motore alla potenza nominale, al
termine della quale la resistenza dell’avvolgimento viene nuovamente misurata.
L’aumento della temperatura si calcola secondo la seguente formula:
ΔT =
(R2-R1)
(235+T1) + (T1 - T2)
R1
dove:
R1 = resistenza a freddo rilevata alla temperatura ambiente T’;
R2 = resistenza a caldo rilevata alla temperatura ambiente T”;
235 = costante per avvolgimenti in rame.
Il metodo implica la determinazione dell’aumento medio della temperatura.
Per questo 10K, ad esempio, costituiscono un ulteriore margine termico tra la temperatura media dell’avvolgimento e la temperatura del suo punto più caldo.
Limiti di temperatura in valore assoluto per le diverse classi di isolamento
H
40
125
F
40
105
B
40
80
E
40
75
A
40
60
15
10
10
5
5
Temp. max. ambiente
Sovratemp. max. ammessa
Riserva termica
389
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
TIPO DI SERVIZIO
Potenza e servizio
Per potenza nominale si intende la potenza meccanica resa all’asse del motore espressa in Kw. Nella
pagina dove sono riportate le caratteristiche elettriche appaiono due valori di potenza: uno espresso in
Kw, l’altro arrotondato espresso in Hp.
Elenchiamo quì di seguito i tipi di servizi più comunemente utilizzati.
Servizio
Escludendo il servizio continuo S1 è difficile dare una definizione esatta delle altre condizioni di lavoro,
ma data la grande importanza che assume l’argomento riportiamo qui di seguito un’estratto della norma
IEC 34-1.
L’indicazione del servizio deve essere specificata dall’acquirente con tutta la precisione possibile. In taluni
casi quando il carico è costante oppure quando esso varia in maniera prevedibile, esso può essere indicato numericamente oppure per mezzo di un grafico che ne rappresenti le variazioni in funzione del tempo.
Quando la sequenza dei valori nel tempo è indeterminata, si deve indicare una sequenza fittizia, almeno
altrettanto severa della sequenza reale, scelta di preferenza tra i tipi di servizio qui di seguito elencati.
Servizio continuo S1
Funzionamento a carico costante e di durata utile
a raggiungere l’equilibrio termico.
Potenza
Perdite
Temperatura
T max
S1
tempo
Servizio intermittente periodico S3
Funzionamento di una serie di cicli ognuno dei
quali consta di una parte con carico costante e di
una parte di riposo. Il periodo di servizio è breve e
non permette di raggiungere l’equilibrio termico.
tc
tr
S2
tempo
tc
Potenza
Perdite
T max
S3
[ts / (ts + tr) x 100%]
tempo
T max
Servizio continuo con avviamenti S4
Funzionamento secondo una serie di cicli identici
composti da una fase d’avviamento, tale da influenzare la temperatura, una fase di carico costante e
una di riposo. Il periodo di servizio è breve e non
permette il raggiungimento dell’equilibrio termico.
Temperatura
Temperatura
Perdite
Potenza
ts
390
ts
Temperatura
Perdite
Potenza
ts
Servizio di durata limitata S2
Funzionamento a carico costante per tempo determinato, inferiore al raggiungimento dell’equilibrio termico, seguito da una sosta che permette
di ristabilire la temperatura ambiente o del refrigerante con approssimazione di 2°C.
ta
ts
tr
S4
T max
tempo
[(ta + ts) / (ta + ts + tr) x 100%]
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
Servizio intermittente con avviamenti e
frenature S5
Funzionamento come S4 più frenatura che viene
fatta con mezzi elettrici (es. controcorrente). Il servizio S5 è composto da una serie di periodi uguali
ognuno dei quali consta di una fase di avviamento, una di servizio a carico costante, seguita da
una frenatura elettrica e da una fase di riposo.
Il periodo di servizio è breve e non permette di
raggiungere l’equilibrio termico.
HL@GD<EKJ
Servizio continuo con carico
FDGFE<EKJ
intermittente S6
Funzionamento composto da una serie di cicli
uguali ognuno dei quali consta di un periodo di lavoro a carico costante e una fase di funzionamento
a vuoto. Non vi sono fasi di riposo. Il periodo di
FDGFE<EKJ
lavoro è tale da non permettere il raggiungimento
dell’equilibrio termico.
HL@GD<EKJ
ts
tf
tr
S5
T max
tempo
[t (ta + ts + tf) / tc x 100%]
tv
Potenza
ts
tc
FDGFE<EKJ
Perdite
Temperatura Perdite
ta
Temperatura
Potenza
tc
T max
S6
tempo
[ts /t tc x 100%]
Legenda
ts funzionamento carico costante;
tc durata di un ciclo;
tr riposo; t
a avvitamento;
tf frenatura elettrica;
tv funzionamento a vuoto.
391
PRONTUARIO
TECNICO
ELETTROVENTILATORI
INDICI DI PROTEZIONE
Grado di protezione (IP)
La scelta di un appropriato grado di protezione è un requisito necessario per ottenere un funzionamento
ottimale e duraturo del motore, in relazione alle condizioni dell’ambiente ove lo stesso è destinato ad essere
messo in servizio. I tipi di protezione secondo IEC 34-5 sono specificati dalla cifra caratteristica IP (international protection) e da una combinazione di 3 cifre.
La prima cifra fornisce l’indicazione della protezione contro contatti accidentali e penetrazione di corpi estranei.
La seconda cifra specifica la protezione contro l’acqua.
La terza cifra definisce la protezione meccanica.
Protezione contro il contatto
di corpi solidi esterni
1a cifra
caratteristica
DESCRIZIONE
Protezionecontro la penetrazione
di liquidi
DESCRIZIONE
2a cifra
caratteristica
Protezione meccanica
3a cifra
caratteristica
DESCRIZIONE
0
0
1
2
3
4
5
6
Non protetto
0
Non protetto
1
Protetto contro
corpi solidi di
dimensioni
superiori a 50 mm
2
Protetto contro
corpi solidi di
dimensioni
superiori a 12 mm
3
Protetto contro
corpi solidi di
dimensioni
superiori a 2,5 mm
4
Protetto contro
corpi solidi di
dimensioni
superiori a 1 mm
Protetto contro
depositi di polvere
Totalmente
protetto contro
depositi di polvere
Protetto contro
gocce d’acqua
verticali
5
6
7
8
15
15
60
60
Protetto contro
gocce d’acqua
verticali fino a 15°
1
150 g
10 cm
2
Protetto contro la
pioggia fino a 60°
3
Protetto contro la
pioggia da ogni
direzione
4
Protetto contro il
getto di una lancia
da ogni direzione
5
Protetto contro
inondazioni
temporanee
6
Protetto contro l’immersione tra 0,15 e 1 m
Protetto contro l’immersione a pressione e
tempo prestabiliti
Nessuna protezione
200 g
10 cm
250 g
15 cm
250 g
20 cm
7
8
350 g
20 cm
250 g
40 cm
0.5 kg
40 cm
1.25 kg
40 cm
2.5 kg
9
10
392
40 cm
Energia d’urto:
0,15 J
Energia d’urto:
0,20 J
Energia d’urto:
0,37 J
Energia d’urto:
0,50 J
Energia d’urto:
0,70 J
Energia d’urto:
1J
Energia d’urto:
2J
Energia d’urto:
5J
Energia d’urto:
10 J
5 kg
40 cm
Energia d’urto:
20 J
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ELETTROVENTILATORI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
COLLEGAMENTO ELETTRICO
Avviamento diretto
È il metodo più semplice per l’avviamento di un motore trifase e si ottiene collegando direttamente i morsetti
dell’avvolgimento alla linea di alimentazione. È un sistema comunemente adottato per i motori di piccola potenza, mentre per potenze maggiori si devono verificare le caratteristiche dell’impianto, il quale deve sopporFDGFE<EKJ
tare, senza presentare problemi, la corrente di spunto del motore (da 4 a 8 volte la nominale). Se la
corrente
di avviamento del motore è superiore a quanto consentito dalla rete si può ricorrere all’avviamento Y/ Δ.
HL@GD<EKJ
Avviamento Y - Δ
È un sistema molto diffuso per motori di media e grossa potenza. L’avviamento Y/Δ implica che un motore
avvolto 380 Δ venga avviato con avvolgimento collegato a Y. Con questo sistema la corrente e la coppia di
spunto si riducono al 30% circa. Questo sistema presenta come inconveniente, l’interruzione dell’alimentazione, nel passaggio da stella a triangolo, che puo dar luogo a punte di corrente di brevissima durata ma di
elevato valore magnetico; questo fenomeno si accentua notevolmente se al motore viene applicato,
all’avFDGFE<EKJ
viamento, un carico con una elevata copia resistente.
Schemi di collegamento
Normalmente i motori asincroni trifase, ad una sola polarità vengono forniti con 6 morsetti per consentire il
collegamento a stella o triangolo. Quando nell’ordinazione viene precisato un senso di rotazione (visto lato
albero) i morsetti delle fasi di avvolgimento vengono montati in modo che applicando una terna di tensioni
con successione L1-L2-L3 il senso di rotazione risulterà orario. In caso di collegamento L2-L1-L3 il senso
sarà opposto (antiorario).
SCHEMI DI COLLEGAMENTO SECONDO IEC 34-08
COLLEGAMENTO TRIANGOLO
W2
U2
W2
U1
V1
U1
L1
L2
L3
L2
L1
L3
V2
L3
W2
U1
U2
U1
V1
V1
U2
V1
W1
U2
V1
L1
L2
L3
W1
V2
W2
W1
L2
L1
L1
W2
W2
V2
U2
U1
W1
U2
V1
L3
L3
V1
L1
W2
U1
W1
U1
V2
U2
L2
W2
Velocità
SUPeriore
V2
L3
U2
U1
V1
W2
V2
U2
U1
V2
U1
U2
V1
W1
L2
L1
L2
L3
W2
V2
ALTA Velocità
U2
V1
U2
V2
V1
W2
U2
V2
U2
U1
U1
W2
W2
V2
W1
W1
V2
U2
W2
V1
U2
V2
V1
W1
W1
W2
V2
U2
V2
W1
U2
U1
L1
U2
DOPPIA TENSIONE 12 MORSETTI
U1
L2
W2
V1
BASSA Velocità
L3
L3
DOPPIO AVVOLGIMENTO
2-4 2-8 4-8 6-8 POLI
W2
W2
W1
V2
Motori A
2 velocità
U1
L1
W2
U1
L3
W1
L2
L1
L1
U1
V2
L2
L2
W1
L2
W1
L1
V1
Velocità
SUPeriore
L3
V1
V1
L3
V2
V1
U2
W1
L2
L1
U2
U1
W2
UNICA TENSIONE 6 MORSETTI
Velocità
inferiore
L2
inferiore
L2
U1
V1
DAHLANDER (2-4 POLI / 4-8 POLI)
Motori A
COPPIA QUADRATICA 6 MORSETTI Y-YY
2 velocità
UNICO
L1
AVVOLGIMENTO Velocità
U1
L3
Velocità
SUPeriore
V2
W2
V2
V2
L3
U1
L3
U1
W1
L1
V2
L2
L1
W2
U2
U2
DAHLANDER (2-4 POLI / 4-8 POLI)
COPPIA COSTANTE 6 MORSETTI Δ - YY
Velocità
inferiore
W2
W1
W1
Rotazione oraria
Rotazione antioraria
COLLEGAMENTO TRIANGOLO
Motori
monovelocità
doppia
tensione
L1
V2
L2
L3
L1
V1
L2
LINEA
V1
W1
U1
W1
L3
U1
L1
L2
LINEA
L3
L1
V1
L2
LINEA
V1
W1
L2
L3
W1
L3
L1
LINEA
Esistono inoltre altri tipi d’avviamento che non abbiamo
ritenuto opportuno riportare
in questa sede, per ulteriori
informazioni contattare il nostro ufficio tecnico.
393
PRONTUARIO
TECNICO
ANALISI
1. equilibratura e analisi vibrometrica
ANALISI VIBROMETRICA
In fase di collaudo viene eseguito un running test con conseguente controllo vibrometrico del ventilatore
completamente assemblato. Per quanto riguarda questo controllo facciamo riferimento alla norma ISO2372VDI2056 gruppo secondo che identifica il ventilatore fra le macchine aventi numero caratteristico 0,63.
I criteri di giudizio da noi utilizzati sono basati sulla velocità di vibrazione con l’uso del grafico seguente:
150
LEGENDA
112
100
90
80
70
60
50
Pericoloso
71
Inammissibile
45
40
30
28
Velocità efficace in mm/sec
20
18
11.2
10
9
8
7
6
5
7.1
Tollerabile
Ammissibile
Buono
Ottimo
4.5
4
3
2.8
2
1.8
1.12
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.71
0.45
0.4
0.3
0.28
0.2
Veff = 0.11 mm/sec - limite sensibilità dell’uomo
0.1
2.5
1.6
1
0.63
0.4
0.25
NUMERO CARATTERISTICO
EQUILIBRATURA DELLE GIRANTI
L’equilibratura ha lo scopo di migliorare la distribuzione delle masse di un corpo rotante in modo tale che esso
ruoti nei suoi supporti senza creare forze centrifughe superiori ad un valore limite ammissibile.
Questo scopo può e deve essere raggiunto solo fino ad un certo limite; infatti dopo l’equilibratura rimangono
inevitabilmente squilibri residui.
Come nelle lavorazioni dei pezzi sulle macchine utensili, essendo impossibile ottenere dimensioni “esattamente” uguali a quelle indicate sul disegno, si stabiliscono “tolleranze di lavorazione”, il cui valore varia da
caso a caso secondo le esigenze di ogni singolo pezzo, così nell’equilibratura occorre ottenere la precisione
di equilibratura adatta ad ogni singolo caso stabilendo il “massimo squilibrio residuo ammissibile” o “tolleranza di equilibratura”. È evidente che una equilibratura insufficiente causerebbe variazioni non tollerabili con
tutti i conseguenti disturbi o danni.
Sarebbe però errore equilibrare un rotante con precisione superiore a quella necessaria per un regolare e
tranquillo servizio della macchina su cui il rotante sarà montato, spingendo ad esempio la precisione di equilibratura alla massima consentita dalle macchine equilibratrici disponibili.
394
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ANALISI
HL@GD<EKJ
Infatti ciò facendo, non si migliorerebbero praticamente le qualità del rotante ma si aumenterebbe inutilmente
FDGFE<EKJ
il tempo necessario per l’equilibratura e quindi il costo dell’operazione.
Nel fissare la tolleranza di equilibratura è inoltre necessario tenere presente il concetto della “riproducibilità”,
ossia del valore minimo che può essere sicuramente ritrovato facendo più prove.
Ad esempio se con la semplice operazione di smontare e rimontare un pezzo sull’equilibratrice o di equilibrarlo in tempi differenti sullaDIAGRAMMA
macchina reale
manifestaDIuna
variazione di eccentricità di 5 micron, non ha
DELLA si
TOLLERANZA
EQUILIBRATURA
FDGFE<EKJ
senso equilibrare quel pezzo con precisione
molto
inferioreDIAGRAM
a 5 micron.
BALANCING’S
TOLERANCE’S
HL@GD<EKJ
100 -10 3
80
TOLLERANZADI
DI EQUILIBRATURA
EQUILIBRATURA
TOLLERANZA
10 x G
.
G µm
et = n et = 10
µm
p in g; P in Kg
n
1000
p in g ; P in Kg
1000
n in RPM; r in mm
63
50
40
31,5
p
25
Pxe
p = r 20
16
=
.
Pe
r
n in g/1' ; r in mm.
FDGFE<EKJ
G=
.
3
10 10
8
0
63
6,3
5
4
3,15
2,5
0
25
2
1,5
1,25
.
3
1 10
800
630
500
3
6,
400
315
250
200
160
100
0
10
125
5
2,
80
63
50
40
31,5
25
20
0
1,
16
40
Eccentricità residua tollerabile
et inresidua
µm
Eccentricità
tollerabile et in µm
µm (micron)
12,5
12,5
10
8
6,3
5
4
4
0,
3,15
2,5
16
2
1,6
1,25
1
0,8
0,63
0,5
0,4
0,315
0,25
0,2
0,16
0,125
0,1
0,08
0,063
0,05
0,04
30
60
95
150
300
600
950
1500
3000
6
9,5
15
30
60
.
3
95 10
RPM
n° (giri/min.)
Sezione 13
Catalogo tecnico
259
395
PRONTUARIO
TECNICO
ANALISI
2. bilanciatura in campo
Anche se l’analisi delle vibrazioni non porta sempre miglioramenti immediati, bilanciare la macchina in campo
può ridurre in modo significativo i livelli di vibrazioni con tutti i vantaggi che ne derivano.
Vantaggi della bilanciatura in campo
• Il componente da bilanciare non deve essere rimosso e trasportato sull’equilibratrice.
• Le variazioni alle condizioni di bilanciatura ottimale che si verificano durante il funzionamento possono
venir subito corrette.
• È possibile bilanciare rotori di qualunque peso e dimensioni.
• La bilanciatura in campo tiene in considerazione anche l’influenza dei cuscinetti – come sotto mostrato.
Bilanciatura sull’equilibratrice
La bilanciatura in campo considera
l’influenza dei cuscinetti
Sbilanciamento residuo ammissibile - Esempio di calcolo
eall
gtmm/kg
RPM
Ventilatore industriale
Massa del rotore m = 4000 Kg
RPM = 1500
Raggio di bilanciatura r = 500 mm
Grado G 6.3 (in base a DIN ISO 1940)
Ventilatore di precisione
Massa del rotore m = 220 Kg
RPM = 6000
Raggio di bilanciatura r = 200 mm
Grado G 2.5 (in base a DIN ISO 1940)
Domanda: Sono ammissibili 21 g di sbilanciamento residuo?
g x mm
come da grafico
eall = 38
kg
URest x r
eres =
m
21 g x 500 mmg x mm
eres = eall400
= 38
kg
kg
g x mm
eres = 2.6 kg
uRest x r
=
→ 21 g di e
sbilanciamento
residuo sono ammissibili
res
Domanda: Sono ammissibili 5 g di sbilanciamento residuo?
g x mm
come da grafico
eall = 4
kg
URest x r
eres =
m
5 g xg200
mm
x mm
4
eres
eall= =
220 kg
kg
g x mm
eres = 4.5 uRestkgx r
→e5resg=di sbilanciamento
residuo NONsono ammissibili
m
m
396
eres =
21 g x 500 mm
4000 kg
eres =
5 g x 200 mm
220 kg
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ANALISI
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
CalcolO delle frequenze naturali delle cinghie
Nei gruppi di piccola e media potenza si usano a volte gli azionamenti a cinghie e pulegge per adattare le
velocità degli azionamenti a quelle delle macchine.
Dato che le cinghie trasmettono solo una quantità limitata di potenza, le macchine usano in genere parecchie
cinghie della stessa lunghezza oppure cinghie dentate. La lunghezza delle cinghie deve rientrare in determiFDGFE<EKJ
nate tolleranze, il mancato rispetto delle quali provoca in genere forti vibrazioni generate dalla distribuzione
irregolare del carico sulle singole cinghie.
HL@GD<EKJ
Il lato scarico della cinghia deve apparire leggermente allentato quando la trasmissione si trova sotto carico.
Se tale lato risulta troppo teso, la cinghia tende a slittare sulla puleggia generando alti livelli di rumore. Se la
cinghia invece oscilla, la causa delle vibrazioni può essere stabilita tramite l’analisi delle frequenze.
Le vibrazioni dovute esclusivamente a difetti delle cinghie si manifestano alla frequenza caratteristica della
cinghia e presentano un gran numero di armoniche, con ampiezze maggiori lungo la direzione di trasmissione della forza. In genere, il calcolo delle frequenze della cinghia mostra valori che raggiungono i 100 Hz.
La frequenza della cinghia può essere calcolata come segue:
FDGFE<EKJ
D x np dr x np
=
fB = r
60 Lw 60 Lw
Dr in mm = Diametro effettivo della puleggia
np in rpm = Velocità della puleggia
Lw in mm = Lunghezza effettiva della cinghia
dr
Lw
Dr
Oltre alla frequenza della cinghia, anche la frequenza rotazionale della puleggia d’azionamento può comparire fino alla quinta armonica. A volte i livelli di vibrazione possono aumentare e diminuire a cicli periodici.
Infine, un’altra caratteristica tipica degli azionamenti a cinghie e pulegge è la necessità di evitare i rapporti
1:1, poiché spesso provocano vibrazioni insolite.
397
PRONTUARIO
TECNICO
NOTE AGGIUNTIVE
1. quantità d’aria per ventilazione
Il volume d’aria da rinnovare in un ambiente può essere calcolato:
– in base al suo contenuto massimo di CO;
– in base alla temperatura massiama dei locali da ventilare;
– in base alla destinazione degli stessi e al numero delle persone che li occupano;
– in base all’ammontare massimo di determinati inquinamenti presenti nell’ atmosfera , affinchè questa non
risulti dannosa o pericolosa.
La necessità di aria esterna per il fabbisogno della respirazione cioè ossigeno per il corpo umano, non
è oggi quasi più presa in considerazione: è infatti generalmente sufficiente il quantitativo di aria esterna
che si infiltra nelle strutture dei fabbricati o attraverso altre comunicazioni con l’esterno. Piu interessante
è invece esaminare la necessità di aria esterna per la diluizione di odori e organismi patogeni; ma la vera
necessità e quella di fornire aria a sufficienza per che il corpo umano conservi il suo equilibrio termico.
L’organismo umano disperde verso l’ambiente che lo circonda una certa quantita dell’energia calorifica
prodotta nel processo vitale detto “metabolismo” Questa dispersione avviene con la emmissione di calore sensibile per convezione (raffreddamento della superficie del corpo a contatto con I’aria, se piu fredda) e per radiazioni (trasmissione di calore alle pareti e oggetti) mentre un’altra parte di calore è dispersa
sotto forma latente per evaporazione sulla superficie esterna del corpo di secrezioni ghiandolari (sudore)
e sulla superficie umida delle vie respiratorie con l’emmisione di aria avente un contenuto assoluto di
umidita maggiore di quello dell’aria inspirata. Le condizioni di benessere si raggiungono quando e raggiunto l’equilibrio termico tra il calore prodotto e quello disperso. L‘organismo umano entro certi limiti è
capace di modificare il quantitativo di calore prodotto, ottimo per la sua costituzione e quindi il quantitativo di calore disperso, a seconda delle condizioni ambientali senza risentirne danno o malessere quindi a
seconda delle possibilità di disperdimento. Esistono però attività per le quali e indispensabile la produDIAGRAMMA DEL BENESSERE ASHRAE
per
ala
sc
tem
d
va
à relati
umidit
398
ra
ive
ett
eff
r
pe
e
ell
re
atu
atu
ab
temperatura a bulbo asciutto
tem
ulb
ou
mid
o
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
NOTE AGGIUNTIVE
HL@GD<EKJ
zione di una determinata quantita di calore, pressochè fissa, cosi che si è costretti a creare le necessarie
FDGFE<EKJ
condizioni ambientali affinchè si verifichi ii disperdimento del calore senza sensazioni di malessere
per
gli interessati. È in generale se per le condizioni ambientali e per quelle di protezione del corpo degli
abiti, l’equilibrio si verifica ad un livello quantitativamente maggiore o minore di quello per lui ottimo, l’individuo avverte rispettivamente una sensazione di freddo o di caldo fino anche a livelli insopportabili. A
determinare la quantita totale di calore prodotto e la parte dispersa, intervengono i seguenti fattori:
– età e sesso dell’individuo;
FDGFE<EKJ
– temperatura delle pareti e oggetti circostanti;
HL@GD<EKJ
– velocità relativa dell’aria a contatto col corpo;
– protezione termica del corpo.
Tutti questi fattori stanno alla base della moderna tecnica del condi zionamento dell’ aria che ricrea delle condizioni artificiali di aria agendo su temperatura, umidità e velocità tale da permettere all’individuo medio un
equilibrio termico ottimo. Si è cosi definito una grandezza nuova della temperatura effettiva che e un valore
fittizio di temperatura. Essa tiene conto dell’umidita dell’aria, oltre che della sua velocita, e ci daFDGFE<EKJ
l’effettiva
misura delle condizioni ambientali nei confronti dell’equilibrio termico. Esistono diagrammi che consentono
di ricavare questi valori di temperatura effettiva conoscendo le tre grandi caratteristiche dell’aria ambiente. Si
sono ancora stesi diagrammi di “benessere” dove sono riportate le condizioni di benessere per la stagione
estiva e la stagione invernale. Si tratta di valori medi validi per le caratteristiche medie degli individui, supponendo una razionale distribuzione di aria alle velocita usuali, che non diano luogo a correnti moleste.
Temperatura max consentita in ambiente
Esaminiamo il problema della ventilazione dal punto di vista della quantità di calore (sensibile) prodotto in
ambiente e della temperatura max da mantenere.
Si ha:
C = 60 Q CP λ (T1-TE)
Dove:
C = quantità di calore da eliminare in cal/ora;
Q = portata d’aria in mc/min;
CP = calore specifico dell’aria a pressione costante;
λ = peso specifico dell’aria in kg/m3;
T1 = temperatura dell’aria nell’ambiente;
TE = temperatura dell’aria che si introduce.
Risulta:
Per aria a 15° e 760 mmHg risulta CP = 0.24 e λ = 1.22
Affinché nell’ambiente si realizzi effettivamente la temperatura T1 è necessario che tutta l’aria immessa venga in buon, contatto con le sorgenti di calore, cosi che possa assorbire la quantita desiderata. La quantita di
calore C da asportare viene calcolata tenendo conto che:
– una persona a lavoro di ufficio emette 100/150 cal/ora
– una persona addetta a lavori pesanti 200/250 cal/ora
– una lampada ad incandescenza 0.7 cal/watt
– una lampada ad arco 0.45 cal/watt
– un motore elettrico, avente l’utilizzazione fuori dall’ambiente in esame
C = 860 N (1-η)
Dove N è la potenza resa in Kw e η è il rendimento riferito all’unità con:
– motore da 1 kw η=80%
– motore da 10 kw η=86%
– motore da 50 kw η=91%
– motore da 100 kw η=95%
399
PRONTUARIO
TECNICO
2. ricambi d’aria consigliati per alcuni ambienti tipici
Locali
Ambienti per animali
Abitazioni
Auditori
Aule scolastiche
Autorimesse (depositi)
Autorimesse (riparazioni)
Bagni galvanici
Banche
Bar d’albergo
Barbieri
Burrifici
Cabine di verniciatura (locali)
Caffè
Carpenteria - saldatura
Cartiere
Caveau di Banca
Centrali termiche
Chiese
Cinema
Colorifici
Concerie
Cuccette (a bordo di nave)
Cucine (ristoranti)
Cucine scolastiche
Cucine di abitazioni
Dormitori
Fabbriche in genere
Fabbriche celluloide
Fabbriche gomma
Falegnameria
Fonderie
Forni da pane
Fungaie
Gabinetti
Granai
Grandi magazzini
Laboratori
Latterie
Lavanderie
Librerie
Locali imballaggio
Locali pompe
Magazzini
Ricambi aria/ora
20 - 30
2-4
10 - 12
2-4
10 - 12
12 - 30
25 - 30
2-4
4-6
10 - 20
15 - 25
30 - 60
12 - 15
6 - 10
15 - 20
12 - 20
10 - 15
1-2
10 - 15
20 - 30
20
10 - 20
20 - 30
15 - 20
10 -15
9 - 12
6 - 10
20 - 30
10 - 20
10 - 20
20 - 30
20 - 30
10 - 20
10 - 20
5 - 10
6 - 10
6-8
15
20 - 30
3-5
5 - 10
6 - 12
5 - 10
Locali
Mense
Mulini
Negozi
Officine
Ospedali
Palestre
Piscine
Pollai
Porcilaie
Reparti fucine
Ristoranti
Ritrovi
Sale banchetti
Sale bowling
Sale conferenze
Sale da ballo
Sale da biliardo
Sale da gioco
Sale d’aspetto
Sale di convegno
Sale di cromatura
Sale di ricreazione
Sale di riunione
Sale esposizione banche
Sale macchine e caldaie
Sale manifattura tabacco
Sale motori
Sale trasformatori
Saloni di bellezza
Stabilimenti (polverosi)
Stabilimenti (in genere)
Stabilimenti tessili
Stive (di navi in genere)
Stive (per frutta)
Stive (per carne, uova, ecc.)
Supermercati
Taverne
Teatri
Tintorie
Tipografie
Toelette
Uffici
Uffici tecnici
NOZIONI AGGIUNTIVE
Ricambi aria/ora
4-6
15 - 30
6 - 20
6 - 20
4-6
6 - 20
20 - 30
10 - 15
10 - 15
20 - 30
6 - 10
8 - 10
6 - 10
15 - 18
10 - 15
8 - 12
8 - 12
10 - 20
5 - 10
15 - 20
6 - 10
10 - 15
10 - 15
8 - 12
20 - 30
10 - 15
10 - 15
12 - 30
12 - 16
10 - 20
6 - 10
8 - 12
6 - 10
6 - 10
6 - 10
9 - 12
20 - 30
10 - 15
20 - 30
15 - 25
10 - 20
4-6
4-8
Calore dissipato da una persona a seconda dell’attività svolta
Persone sedute a riposo: 100 kcal/h
Persone impegnate in lavori leggeri: 150 kcal/h
Persone che camminano a 5 Km/h: 250 kcal/h
Persone che camminano a 7 Km/h: 350 kcal/h
400
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
NOZIONI AGGIUNTIVE
3. aspirazione da cappe e pareti aspiranti
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
Esempio di utilizzazione del diagramma
Aspirando da una cappa dim. 700 x 340 con sezione aspirante di 0,238 m2 con portata Q = 7000 m2/h, si
ottiene una velocità a filo cappa pari a 700 : 3600 : 0,238 = 8,17 m/s.
Ipotizzando la fonte inquinante a una distanza di 300 mm dalla cappa, per sapere tramite il nomgramma
la velocità di controllo con i dati sopra citati, procedere come segue: tracciando una retta dal punto relativo alla distanza X (0,3 m) e l’area della cappa A (0,238 m2) si ottiene Y = 22%, della velocità a filo FDGFE<EKJ
cappa,
perciò 22% di 8,17 m/s = 1,7 m/s.
HL@GD<EKJ
Conoscendo quale può essere la velocità ottimale di controllo alla distanza X e l’area dell’imboccatura della
cappa, con procedimento inverso a quanto descritto, si ottiene la portata richiesta.
0,05
FDGFE<EKJ
3,0
2,5
0,10
2,0
0,15
1,5
0,20
3
4
5
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,30
0,40
10
0,50
0,60
20
30
40
50
60
70
80
0,2
Y = % della velocità alla cappa
0,9
0,70
0,80
0,90
1,00
1,50
A = area dell’imboccatura della cappa (in m2)
2
1,0
Y = % della velocità alla cappa
X = Distanza dall’imboccatura della cappa (in m)
1
2,00
90
3,00
4,00
0,1
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
401
PRONTUARIO
TECNICO
1. introduzione
ATEX
VENTILATORI E DIRETTIVE ATEX
Molti processi e/o lavorazioni sono caratterizzati dalla presenza di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapori, nebbie o polveri che, in combustione con l’aria, originano
miscele potenzialmente esplosive come per esempio negli impianti chimici, farmaceutici,
petrolchimici ed altri.
Leggi e norme relative alla protezione contro le esplosioni sono state sviluppate in vari paesi per garantire
un livello di sicurezza adeguato; dal 2003 sono diventate obbligatorie due direttive riguardanti le atmosfere
potenzialmente esplosive (Atmospheres Explosives):
– Direttiva ATEX 94/9/CE: apparecchi e sistemi di protezione (DPR 126/98);
– Direttiva ATEX 99/92/CE: luoghi di lavoro e sicurezza dei lavoratori, (Dlgs 81/08- titolo XI: atmosfere
esplosive; in precedenza Dlgs 233/03).
In sintesi queste direttive definiscono i requisiti delle apparecchiature e le misure di prevenzione / protezione
per i luoghi con pericolo di esplosione.
Il livello di sicurezza richiesto per le apparecchiature dipende dal livello di pericolosità degli ambienti. A tale
scopo le aree pericolose sono classificate in zona 0, zona 1 e zona 2, in funzione della probabilità di presenza
di atmosfere esplosive (norma IEC/EN 60079-10).
La zona 0 è quella più pericolosa (maggior probabilità) mentre la zona 2 è la zona meno pericolosa (minor
probabilità); le zone pericolose sono identificate da un triangolo a sfondo giallo, bordo nero con la scritta EX
all’interno.
I costruttori di apparecchi con sorgenti di accensione elettriche e meccaniche (quali per esempio: motori elettrici, ventilatori, pompe, riduttori, ecc.) devono assicurare che gli apparecchi rispettino i requisiti essenziali di
sicurezza (Essential Safety Requirements) previsti dalla direttiva ATEX 94/9/CE e dalle norme applicabili.
Per gli apparecchi di superficie (gruppo II) esistono 3 categorie, in funzione del livello di protezione (zona di
utilizzo):
– Categoria 1: livello di protezione molto elevato (per zona 0);
– Categoria 2: livello di protezione elevato (per zona 1);
– Categoria 3: livello di protezione normale (zona 2).
Una ulteriore suddivisione (gruppi di gas IIA, IIB, IIC) è prevista per le apparecchiature del gruppo II: rispettivamente gruppo IIA (meno restrittivo), IIB (medio), IIC (più restrittivo, che comprende anche idrogeno e
acetilene); le apparecchiature del gruppo IIC sono idonee per tutte le applicazioni.
Ai fini della conformità CE ATEX e della relativa marcatura sono previste differenti procedure in funzione del
prodotto e della categoria.
Le apparecchiature di categoria 1 (elettriche e non elettriche) e di categoria 2 (elettriche e motori a combustione interna) devono essere certificate da parte di un Organismo Notificato ATEX ed il costruttore deve
disporre di una notifica della produzione da parte di un Organismo Notificato ATEX mediante un controllo del
sistema di qualità dell’azienda.
Per le apparecchiature non elettriche, quali per esempio i ventilatori, di categoria 2 non è necessaria la certificazione tramite Organismo Notificato. È sufficiente il controllo di fabbricazione interno e l’invio del fascicolo
tecnico ad un Organismo Notificato che lo conserva, rilasciandone apposita ricevuta.
Per la categoria 3, ai fini della conformità ATEX, sono richieste la dichiarazione di conformità ed il manuale
d’uso. Naturalmente i produttori possono decidere di certificare anche le apparecchiature di categoria 2 e 3
tramite organismo notificato. Questa scelta si traduce in un’ulteriore garanzia di sicurezza per l’utilizzatore.
Nell’ambito della direttiva ATEX 94/9/CE, relativamente alle apparecchiature non elettriche, le norme EN
1127-1, EN 13463-1 ed EN 13463-5 sono alcune delle norme di riferimento più importanti, alle quali i costruttori devono attenersi ai fini del rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza (ESR) della direttiva.
In aggiunta alle norme citate il CEN (Comitato Europeo di Normazione), ha pubblicato la norma europea armonizzata EN 14986, norma di riferimento utilizzata per la conformità e la certificazione ATEX per gas/vapori
o polveri combustibili.
Nel caso dei ventilatori lo scopo è evitare che siano causa d’innesco; pertanto devono essere valutati tutti i
rischi ed in particolare quelli relativi a scintille dovute a frizioni e/o urti tra parti fisse e parti rotanti.
402
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ATEX
2. descrizione
HL@GD<EKJ
Il campo d’applicazione della Direttiva ATEX comprende tutti gli apparecchi che devono essere installati,
FDGFE<EKJ
all’interno della Comunità Europea, in ambienti potenzialmente a rischio di esplosione.
In base alla tipologia di sostanza fonte di pericolo le atmosfere esplosive si classificano in:
– Gas
(indicate con la lettera G)
– Polveri
(indicate con la lettera D)
– Gas-Polveri(indicate con la lettera GD)
FDGFE<EKJ
Il collegamento tra zona classificata (secondo Direttiva Europea 1999/92/CE) e classe di protezione dell’
HL@GD<EKJ
apparecchiatura da impiegare rispetta la seguente tabella.
Livello di protezione
Categoria
Categoria
1G
Area di utilizzo
con presenza di gas
Zona 0
1D
Area di utilizzo
con presenza di polveri
Zona 20
Molto elevato
Elevato
2G
Zona 1
2D
Zona 21
Normale
3G
Zona 2
3D
Zona 22
Livello di pericolo
della zona di utilizzo
Atmosfera esplosiva
SEMPRE PRESENTE
Atmosfera esplosiva
MOLTO PROBABILE
Atmosfera esplosiva
NON PROBABILE
FDGFE<EKJ
N.B. Le apparecchiature di categoria superiore possono essere installate anche al posto di quelle di categoria inferiore.
Quando le apparecchiature devono essere installate in zone con presenza di gas o vapori infiammabili (Categoria G) verificare la corretta Classe di temperatura e Gruppo di custodia.
Gruppo
T1
T2
IIC
Idrogeno
Acetilene
IIB
Gas di Coke
Gas d’acqua
1,3-Butadiene
Etilbenzene
Etilene
Ossido di etilene
IIA
I
Acetato di Etile
Acetato di butile
Acetato di Metile Acetato di Propile
Acetone
Alcool Amilico
Acido Acetico
Alcool Etilico
Alcool Metilico
Alcool isobutilico
Ammoniaca
Alcool n-butilico
Benzene
Anidride acetica
Benzolo
Cicloesanone
Butanone
Gas Liquido
Clorometilene
Gas Naturale
Etano
Monoamilacetato
Metano
n-Butano
Metanolo
Monossido di
carbonio
Naftalene
Propano
Toluene
Xilene
Classe di temperatura
T3
T4
T5
T6
Nitrato di etile
Solfuro di carbonio
Acido Solfidrico
Isoprene
Petrolio
Etere etilico
Cicloesano
Cicloesanolo
Decano
Eptano
Esano
Gasolio
Kerosene
Nafta
Pentano
Acetaldeide
Etere
Metano (Grisou)
I gruppi di custodia e le classi di temperatura sono fatte in modo che quella più elevata includa quella inferiore (per es.
IIC include IIB e T5 include T2).
La classe di temperatura fa riferimento alla massima temperatura raggiunta durante il funzionamento
in condizioni nominali, in qualsiasi punto della superficie dell’apparecchiatura.
Classe di
temperatura
T1
T2
T3
T4
T5
T6
Massima temperatura superficiale (°C)
con temperatura ambiente di 40°C
450
300
200
135
100
85
403
PRONTUARIO
TECNICO
3. zone ATEX
ATEX
Zona 0
Luogo in cui un’atmosfera esplosiva costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di
gas, vapore o nebbia è presente continuamente, o per lunghi periodi, o frequentemente.
Nota: in generale, dette condizioni, quando si presentano, interessano l’interno di serbatoi, tubi e recipienti,
ecc.
Zona 1
Luogo in cui è probabile che un’atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili
sottoforma di gas, vapore o nebbia, si presenti occasionalmente durante il funzionamento normale.
Nota: detta zona può comprendere, tra l’altro:
–
–
–
–
luoghi nelle immediate vicinanze della zona 0;
luoghi nelle immediate vicinanze delle aperture di alimentazione;
luoghi nelle immediate vicinanze delle aperture di riempimento e svuotamento;
luoghi nelle immediate vicinanze di apparecchi, sistemi di protezione e componenti fragili di vetro, ceramica e materiali analoghi;
– luoghi nelle immediate vicinanze di premistoppa non sufficientemente a tenuta, per esempio su pompe e
valvole con premistoppa.
Zona 2
Luogo in cui è improbabile che un’atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia, si presenti durante il normale funzionamento, ma che, se si presenta,
persiste solo per un breve periodo.
Nota: detta zona può comprendere, tra gli altri, luoghi circostanti le zone 0 o 1.
Zona 20
Luogo in cui un’atmosfera esplosiva sotto forma di una nube di polveri combustibili nell’aria è presente continuamente, o per lunghi periodi, o frequentemente.
Nota: in generale, dette condizioni, quando si presentano, interessano l’interno di serbatoi, tubi e recipienti,
ecc.
Zona 21
Luogo in cui è probabile che un’atmosfera esplosiva, sotto forma di una nube di polveri combustibili nell’aria,
si presenti occasionalmente durante il normale funzionamento.
Nota: detta zona può comprendere, per esempio, tra gli altri, luoghi nelle immediate vicinanze di punti di
caricamento e svuotamento di polveri e luoghi in cui si formano strati di polvere o che, durante il normale funzionamento, potrebbero produrre una concentrazione esplosiva di polveri combustibili in miscela con l’aria.
Zona 22
Luogo in cui è improbabile che un’atmosfera esplosiva, sotto forma di una nube di polvere combustibile
nell’aria, si presenti durante il normale funzionamento, ma che, se si presenta, persiste solo per un breve
periodo.
Nota: Questa zona può comprendere, tra gli altri, luoghi in prossimità di apparecchi, sistemi di protezione e
componenti contenenti polveri, dai quali le polveri possono fuoriuscire a causa di perdite e formare depositi
di polveri (per esempio sale di macinazione, in cui la polvere fuoriesce dai mulini e si deposita).
404
PRONTUARIO
TECNICO
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ATEX
4. costruzione
HL@GD<EKJ
FDGFE<EKJ
GRUPPO II
Categoria 1
ZONA
0
GAS
Categoria 2
ZONA
20
POLVERE
Presenza atmosfera
potenzialmente esplosiva
24/24 ORE
ZONA
1
GAS
Categoria 3
ZONA
21
POLVERE
Presenza atmosfera
potenzialmente esplosiva
MIN. 10 - MAX. 100 ORE/ANNO
ZONA
2
GAS
FDGFE<EKJ
HL@GD<EKJ
ZONA
22
POLVERE
Presenza atmosfera
potenzialmente esplosiva
0 - MAX. 10 ORE/ANNO
FDGFE<EKJ
Atmosfera esplosiva
solo all’interno del ventilatore
Atmosfera esplosiva
solo all’interno del ventilatore
Atmosfera esplosiva
solo all’interno del ventilatore
ESEMPIO DI Particolarità costruttive del ventilatore ATEX in funzione della zona di installazione
– Costruzione tipo havy duty
– Coclea completamente saldata interno/
esterno
– Boccaglio speciale, saldato al tronchetto,
antiscintilla in ottone
– Antiscintilla in ottone tra mozzo girante e
coclea
– Tenuta flottant graffiata
– Cinghie di trasmissione certificate ATEX
– Antiscintilla in ottone tra pulegge e carter
– Sensori di vibrazioni e temperatura certificati ATEX
– Manuale di uso e manutenzione speciale
– Disponibilità analisi FEM dinamica
– Resistenza all’esplosione di 1 bar
– Motore idoneo per zona
– Costruzione tipo havy duty
– Coclea completamente saldata interno/
esterno
– Boccaglio speciale, saldato al tronchetto,
antiscintilla in ottone
– Antiscintilla in ottone tra mozzo girante e
coclea
– Tenuta flottant graffiata
– Cinghie di trasmissione certificate ATEX
– Antiscintilla in ottone tra pulegge e carter
– Sensori di vibrazioni e temperatura certificati ATEX
– Manuale di uso e manutenzione speciale
– Disponibilità analisi FEM dinamica
– Resistenza all’esplosione di 1 bar
– Motore idoneo per zona
– Macchina standard
– Boccaglio antiscintilla standard in alluminio
– Tenuta antiscintilla standard
– Cinghie antistatiche
– Motore idoneo per zona
405
QUESTIONARIO DA ALLEGARE ALLA RICHIESTA D’OFFERTA PER
VENTILATORI Ex CONFORMI ALLA DIRETTIVA 94/9/C4 (ATEX)
(QUESTO QUESTIONARIO È INDISPENSABILE PER LA FUTURA COSTRUZIONE DEL VENTILATORE E IMPEGNA
IL COMMITTENTE ALLA VERIDICITÀ DEI DATI)
Il tipo di atmosfera, classificazione della zona e la scelta dell’apparecchiatura è a cura e responsabilità
dell’utilizzatore
DATA:
RIFERIMENTO:
IL COMPILATORE DELLA RICHIESTA
NOME E COGNOME: ........................................................
INCARICO .......................................................................
Tel. ................................ Fax .........................................
CLIENTE:
TIMBRO E FIRMA
01 Il ventilatore verrà installato in una zona con pericolo di esplosione?
No ■
Sì ■
02
Se sì, come è stato classificato il luogo?
ALL’INTERNO DEL VENTILATORE
■
NON CLASSIFICATO
■
ZONA 1 (2G)
GAS
■
ZONA 2 (3G)
GAS
ZONA 21 (2D)
POLVERE ■
ZONA 22 (3D)
POLVERE ■
Contrassegnare con una “x” la casella interessata
ALL’ESTERNO DEL VENTILATORE
NON CLASSIFICATO
■
ZONA 1 (2G)
GAS
■
ZONA 2 (3G)
GAS
■
ZONA 21 (2D)
POLVERE ■
ZONA 22 (3D)
POLVERE ■
03 Se il rischio di esplosione è determinato da polvere (D) indicare se essa è conduttrice
Sì ■
No ■
04 Se il rischio di esplosione è determinato da gas (G) indicare la temperatura
Di accensione
°C e il gruppo di esplosione
IIA ■ IIB ■ IIC ■
La natura del gas .............................
Corrosivo ■ Tossico ■
05
MOTORI
Indicare il tipo di servizio del motore elettrico: da S1 (continuo) a S8 (continuo con variazioni periodiche di velocità)
ed il numero di avviamenti
n° (avv/ora)
Ora del ventilatore S (servizio)
06
Indicare se il motore è controllato da inverter
TIPO DI MOTORE
EEx-d (custodia a prova di esplosione)
EEx-e (modo di protezione a sicurezza aumentata)
EEx-n (in accordo alla norma EN50021)
IP-65 ■
IP-55 ■
Classe di temperatura
T1 ■
■
■
■
T2 ■
Sono classificati in base alla temperatura massima superficiale (T1
450°C T2
T3 ■
300°C T3
07 Indicare la disposizione dell’asse del ventilatore
Verticale ■
08 Temperatura di accensione di una nube di polvere
................ °C
09 Temperatura di accensione di uno strato di polvere di 5 mm
................ °C
10 Massima temperatura del fluido aspirato dal ventilatore
................ °C
11 Per le polveri precisare la granulometria in µ
................
12 Ventilatore installato all’interno
■
o all’esterno
■
13 Ventilatore in aspirazione
■
o in mandata
■
T4 ■
200°C T4
T5 ■
135°C T5
100°C
Orizzontale ■
14 Temperatura massima dell’ambiente di installazione del ventilatore ................ °C
15 Esiste pericolo di aspirazione di corpi solidi Ø > 12 mm
Sì ■
No ■
Se esiste verranno adottate apposite reti che ne impediranno il passaggio
la normativa prevede che i ventilatori abbiano un funzionamento tra i -20 / +40°C
PER ESSERE CERTIFICATO IL VENTILATORE DEVE ESSERE MONTATO IN TUTTE LE SUE PARTI ESCLUSIVAMENTE DALLA DITTA COSTRUTTRICE (COMPRESO IL MOTORE
406