Comprendere i componenti della ventola all'interno del sistema HVAC

Jul 14, 2023

Le normative sull'efficienza dei ventilatori stanno per arrivare, quindi approfitta dei più recenti progressi per rimanere al passo con i tempi

La corretta selezione dei componenti delle ventole utilizzate nelle apparecchiature HVAC continua a essere una considerazione primaria nelle strategie per aumentare l'efficienza di raffreddamento nei data center. La più recente tecnologia dei ventilatori e le linee guida in sospeso sull'efficienza dei ventilatori indicano che le metodologie di selezione dei ventilatori continueranno ad evolversi man mano che le richieste sui data center continuano ad aumentare.

Negli ultimi anni la gestione del flusso d'aria all'interno dei data center è stata aiutata dall'avvento della tecnologia delle ventole a commutazione elettronica (EC), che consente prestazioni uguali o migliori del flusso d'aria a livelli di potenza ridotti, con un migliore controllo della velocità della ventola per adattarsi al carico termico effettivo.

I ventilatori centrifughi e assiali a commutazione elettronica sono ora componenti standard delle unità CRAC e CRAH e dei condensatori raffreddati ad aria dei principali produttori di apparecchiature di raffreddamento di precisione.

I ventilatori centrifughi e i ventilatori assiali sono da tempo un punto fermo nel settore HVAC per la loro capacità di spostare grandi volumi d'aria. In un design centrifugo, le pale posizionate attorno al mozzo centrale o all'albero sono curvate verso l'esterno e all'indietro rispetto alla direzione di rotazione della ventola.

L'aria che entra nell'albero viene accelerata dalla forza inerziale o centrifuga e lanciata di 90 gradi rispetto alla direzione di ingresso. Ciò produce un flusso d'aria costante e forte adatto per applicazioni di raffreddamento di file e ambienti. I ventilatori assiali fanno ruotare l'aria parallelamente all'albero, come in un mulino a vento, per grandi volumi d'aria a bassa pressione. I ventilatori assiali sono comuni nelle unità condensanti e nei refrigeratori di grandi dimensioni. Spesso questi ventilatori e soffianti sono montati su un telaio esterno per facilitare l'installazione nelle apparecchiature HVAC e per ridurre al minimo le vibrazioni.

I prodotti per il movimento dell'aria, come i componenti ventole e soffianti, utilizzati nelle apparecchiature di raffreddamento di precisione dei data center possono essere classificati in tre diverse generazioni di prodotti:

La tecnologia EC esiste effettivamente dalla metà degli anni '80 e i proprietari di data center hanno realizzato nel tempo il ROI in termini di risparmio sui costi energetici.

Ulteriori vantaggi sono la riduzione del rumore e costi operativi inferiori, poiché non ci sono cinghie della ventola che possono usurarsi e richiedere la sostituzione e non ci sono detriti o polvere contaminante che possono accumularsi come con i sistemi con trasmissione a cinghia.

I guadagni di efficienza e i conseguenti risparmi energetici con i ventilatori e i ventilatori EC dipendono dalla corretta selezione del ventilatore. I produttori di ventole forniscono abitualmente agli OEM le curve di flusso d'aria/pressione/potenza dei loro vari prodotti e il software di selezione delle ventole sempre più robusto messo a disposizione da queste aziende rende più semplice che mai la scelta della ventola corretta nel punto di lavoro richiesto.

Solo pochi produttori al mondo offrono soluzioni di ventilatori EC. Un tempo prodotto esclusivamente del dissenso tedesco, i principali fornitori globali di ventilatori e gestione termica con stabilimenti di ricerca e sviluppo e produzione su larga scala a Taiwan e in Cina sono ora entrati nell'arena della CE, rafforzando la continua innovazione e riducendo al tempo stesso il costo del prodotto sul mercato.

Sebbene in Europa la direttiva sui prodotti legati all’energia (ErP 2015) abbia imposto il rispetto di linee guida più rigorose sull’efficienza dei ventilatori per i componenti utilizzati nelle apparecchiature HVAC commerciali e industriali, questi prodotti negli Stati Uniti hanno finora eluso le normative governative. Tuttavia, la situazione sta per cambiare.

Considerando che fino al 3% di tutta l’energia elettrica degli Stati Uniti alimenta i data center e che circa la metà di questa energia viene utilizzata per il raffreddamento, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) dovrebbe introdurre norme sull’efficienza dei ventilatori entro il 2020 per contribuire a ridurre al minimo l’impatto dei data center. Consumo energetico del sistema HVAC in edifici commerciali e industriali.

Il DOE ha già pubblicato le scadenze di conformità energetica per le apparecchiature di refrigerazione commerciale azionate da ventilatori, i ventilatori a soffitto e i ventilatori per forni residenziali. Affrontare i ventilatori dei componenti nelle apparecchiature HVAC commerciali e industriali, tuttavia, ha presentato una serie di sfide uniche.

Gli standard e i codici di efficienza dei ventilatori presentati dall'American National Standards Institute (ANSI) in collaborazione con l'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) e l'Illuminating Engineering Society (IES) nel 2013 hanno tentato di assegnare un grado di efficienza ai tifosi, utilizzando terminologia e criteri presi in prestito dall'Air Movement and Control Association (AMCA).