Fan coil più efficienti e silenziosi con i ventilatori GreenTech EC di ebm-papst

Nel funzionamento di un fan coil, il ventilatore è molto più di un semplice componente destinato a movimentare l’aria. Dalla sua efficienza, dalla qualità aerodinamica e dalla capacità di modulare la portata dipendono infatti il consumo elettrico del terminale, il comfort acustico percepito dagli occupanti e la stabilità della temperatura nell’ambiente.

È partendo da queste esigenze che ebm-papst ha sviluppato una gamma di ventilatori centrifughi con tecnologia GreenTech EC, destinata all’integrazione nei fan coil e nelle lame d’aria. Le soluzioni combinano motore, elettronica di controllo e componenti aerodinamici in unità compatte, disponibili in configurazioni singole, doppie e triple.

L’obiettivo è consentire ai costruttori di terminali HVAC di ottenere la portata richiesta con consumi contenuti, funzionamento silenzioso e una regolazione continua più precisa rispetto alle tradizionali soluzioni con motore AC.

Il ventilatore determina il comportamento reale del fan coil

All’interno di un ventilconvettore, l’aria ambiente viene aspirata dal ventilatore, fatta passare attraverso la batteria di scambio termico e successivamente reimmessa nel locale. Per mantenere le condizioni di comfort, la portata deve adattarsi continuamente al carico termico effettivo, che può variare in funzione dell’occupazione, dell’irraggiamento solare, della temperatura esterna e delle impostazioni dell’utente.

Un ventilatore dimensionato esclusivamente sulla portata massima può risultare poco efficiente durante la maggior parte delle ore di funzionamento, quando il terminale lavora a carico parziale. La possibilità di regolare la velocità in modo continuo permette invece di fornire solamente l’aria necessaria, evitando cicli di accensione e spegnimento frequenti e limitando sia il consumo energetico sia le variazioni percepibili di temperatura e rumorosità.

La tecnologia EC utilizza un motore sincrono a commutazione elettronica con magneti permanenti. Rispetto ai tradizionali motori asincroni AC, vengono eliminate le perdite dovute allo scorrimento del rotore e ridotte le perdite elettriche e magnetiche. L’elettronica integrata consente inoltre di mantenere elevati livelli di efficienza anche durante il funzionamento a velocità ridotta, una condizione particolarmente importante nei fan coil, che trascorrono gran parte del tempo lontano dal punto di lavoro massimo.

Tecnologia EC e modulazione continua per ridurre i consumi

Secondo i dati dichiarati da ebm-papst, i ventilatori centrifughi GreenTech EC possono utilizzare fino al 70% di energia in meno rispetto ai ventilatori dotati di motori AC tradizionali. Il beneficio non deriva solamente dall’efficienza del motore, ma dall’interazione tra elettronica, aerodinamica della girante e regolazione della velocità.

La modulazione continua permette al ventilatore di seguire con maggiore precisione la richiesta del sistema. Nei modelli della gamma, il controllo può avvenire tramite segnale PWM oppure 0–10 V DC/PWM, a seconda della configurazione scelta. Il produttore del fan coil può quindi integrare il ventilatore nella logica di regolazione del terminale, adattando la portata alla temperatura ambiente, alla temperatura dell’acqua o alle impostazioni definite dal sistema di supervisione.

Questo comportamento assume particolare importanza negli edifici con molte unità terminali, come hotel, uffici, strutture sanitarie e complessi commerciali. Anche una riduzione limitata dell’assorbimento del singolo ventilatore, moltiplicata per decine o centinaia di fan coil e per molte ore di funzionamento annuale, può incidere in modo significativo sui consumi complessivi dell’edificio.

La maggiore efficienza, unita alla lunga vita utile e al funzionamento dichiarato esente da manutenzione, contribuisce inoltre a contenere i costi lungo l’intero ciclo di vita del terminale, non soltanto il consumo energetico iniziale.

Comfort acustico: non solo velocità, ma progettazione aerodinamica

Il comfort acustico è uno dei requisiti più delicati per i fan coil installati in camere d’albergo, uffici, abitazioni, ospedali e ambienti nei quali le persone trascorrono molte ore. In questi contesti, anche un rumore costante di intensità contenuta può diventare percepibile e disturbare il riposo, la concentrazione o lo svolgimento delle attività quotidiane.

Per ridurre le emissioni sonore non è sufficiente diminuire la velocità di rotazione. È necessario intervenire sull’intero sistema, limitando turbolenze, vibrazioni e discontinuità nel percorso dell’aria. Nei ventilatori centrifughi GreenTech EC di ebm-papst, il profilo aerodinamico dell’housing, la geometria della girante e il sistema di sospensione sono progettati per favorire un flusso regolare.

L’unità composta da girante e rotore viene bilanciata dinamicamente su due piani, mentre lo speciale supporto del motore contribuisce a isolare l’housing dalle vibrazioni. La struttura in materiale plastico rigido permette inoltre di ottenere forme complesse e profili ottimizzati senza aumentare eccessivamente peso e ingombri.

La regolazione continua completa il lavoro aerodinamico: quando non è richiesta la portata massima, il ventilatore può funzionare a una velocità inferiore, evitando salti improvvisi tra livelli predefiniti e mantenendo più stabile il rumore percepito. Il risultato è un terminale che adegua progressivamente la propria prestazione alle esigenze dell’ambiente.

Configurazioni compatte per fan coil differenti

I fan coil possono essere installati a parete, a pavimento, a soffitto oppure all’interno del controsoffitto e collegati a un sistema di canalizzazione. Ogni configurazione pone vincoli differenti in termini di spazio disponibile, orientamento del motore, portata e prevalenza.

Per rispondere a queste esigenze, i ventilatori centrifughi GreenTech EC sono proposti in versioni singole, doppie e triple, che possono essere utilizzate anche in parallelo per aumentare il volume d’aria movimentato. A seconda del modello e della configurazione, la gamma indicata da ebm-papst raggiunge portate fino a circa 2.500 m³/h, con potenze comprese indicativamente tra 40 e 250 W.

Tra gli elementi che ne facilitano l’integrazione rientrano:

• dimensioni compatte;
• possibilità di installazione con asse del motore orizzontale o verticale;
• collegamento centrale per alimentazione e segnali di controllo;
• regolazione continua della velocità;
• protezione integrata contro il blocco del rotore e il surriscaldamento;
• uscita del segnale di velocità e, su alcune versioni, uscita di allarme;
• compatibilità con reti elettriche a 50 e 60 Hz;
• configurazioni di tensione destinate a mercati differenti.

Il concetto plug & play, con motore, elettronica e sistema di controllo forniti come unità coordinata, riduce le attività necessarie per l’installazione e la messa in servizio. La compattezza facilita anche la sostituzione di ventilatori AC esistenti con soluzioni EC, rendendo la gamma interessante sia per lo sviluppo di nuovi fan coil sia per l’aggiornamento di terminali già progettati.

Active PFC per il funzionamento di più ventilatori in parallelo

Nei fan coil di maggiore potenza oppure nelle unità dotate di più ventilatori può essere necessario collegare diversi motori alla stessa alimentazione. In queste configurazioni, la presenza di armoniche e picchi di corrente può influire sulla qualità elettrica dell’apparecchiatura e rendere necessarie ulteriori misure di compensazione.

Per alcune versioni della gamma, ebm-papst mette a disposizione la funzione opzionale Active PFC, Power Factor Correction. L’elettronica corregge il fattore di potenza e riduce le armoniche generate dal carico. Nella documentazione tecnica della gamma vengono indicati fattori di potenza fino a λ = 0,99 e una riduzione dei picchi di corrente fino al 50%.

Questa soluzione semplifica il funzionamento in parallelo di più ventilatori e può aiutare il produttore del terminale a realizzare unità più efficienti anche dal punto di vista elettrico, riducendo la necessità di componenti esterni aggiuntivi e migliorando l’integrazione complessiva dell’apparecchiatura.

Dalle unità fan coil alle lame d’aria

Le stesse caratteristiche richieste in un fan coil — portata regolabile, funzionamento silenzioso, compattezza ed efficienza — sono determinanti anche nelle lame d’aria installate in prossimità degli ingressi degli edifici.

In queste applicazioni il ventilatore deve creare un flusso sufficientemente uniforme e stabile da separare l’ambiente interno da quello esterno, limitando l’ingresso di aria calda o fredda attraverso porte frequentemente aperte. Una portata eccessiva aumenterebbe il consumo e potrebbe generare correnti fastidiose, mentre una portata insufficiente ridurrebbe l’efficacia della barriera d’aria.

La regolazione elettronica dei ventilatori GreenTech EC permette di adattare il funzionamento alle condizioni reali dell’ingresso, alla differenza di temperatura e alla frequenza di apertura delle porte. In questo modo la lama d’aria può mantenere la propria efficacia senza lavorare costantemente alla velocità massima.

Con la gamma di ventilatori centrifughi GreenTech EC, ebm-papst propone quindi una piattaforma flessibile per la movimentazione dell’aria nei terminali HVAC: una soluzione nella quale efficienza del motore, qualità aerodinamica, controllo elettronico e semplicità di integrazione concorrono a migliorare il comportamento complessivo di fan coil e lame d’aria.