Variation électrique : économies
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Expérience d'économie d'énergie sur une ventilation
Variation de vitesse de flux mécanique ou électrique ?
Comme vu dans la vidéo, l'économie d'énergie est ici notable. Dans la vidéo on a mesuré avec l'anémomètre ≃ 50 % mais sur des process de haute puissance on pourrait atteindre plus de 65% ! Attention toutefois aux cas particuliersSi l'on utilise toujours le variateur à plein régime, les économies seront non mesurables et l'impact environnemental sera négatif :
Consommation propre du variateur, rendement, fabrication et recyclage..., pour lesquels la variation de vitesse n'est pas forcément utile !
Consommation électriques de la vidéo
Le tableau ci-dessous reprends les valeurs expérimentées dans la vidéo.Avec des puissances de moteur supérieures le gain serait plus probant !
| Vitesse : | 2,5 m/s | 4 m/s | 6 m/s | 8 m/s | 10 m/s |
|---|---|---|---|---|---|
| Mécanique | 85 W | 85 W | 85 W | 83 W | 80 W |
| Électronique | 53 W | 45 W | 45 W | 56 W | 72 W |
Notons qu'il faudra ajouter la consommation propre du variateur (ici 5 Watts), ainsi lorsque la vitesse du flux et donc indirectement le débit doit rester maximal, le variateur n'offre aucun intérêt !
On constate une consommation électrique légèrement moindre pour 10 m/s, elle est probablement due au fait que le procédé arrive en saturation et qu'avec le variateur on a pu régler une valeur de vitesse plus faible !
Enfin le confort sonore à basse vitesse est bien réel et peut aussi servir d'argument !
Pourquoi le variateur économise autant : la loi du cube
Un ventilateur, comme une pompe centrifuge, obéit aux lois de similitudeAussi appelées lois d’affinité : elles relient le débit, la pression et la puissance d’une même machine à sa vitesse de rotation. :- le débit varie comme la vitesse ;
- la pression varie comme le carré de la vitesse ;
- la puissance absorbée varie comme le cube de la vitesse.
| Vitesse | 100 % | 80 % | 50 % |
|---|---|---|---|
| Débit | 100 % | 80 % | 50 % |
| Puissance | 100 % | 51 % | 12,5 % |
Réduire la vitesse de 20 % divise donc presque la puissance par deux. Le registre mécanique, lui, laisse le moteur tourner à pleine vitesse et freine l’air par une perte de charge : le débit baisse, mais l’énergie est dissipée en turbulences et en chaleur. D’où les 80 à 85 W presque constants de la vidéo.
Pourquoi alors le variateur ne descend-il pas à 12,5 % de la puissance à mi-vitesse ? Parce que sur un petit moteur, les pertes fixes (magnétisation, frottements, consommation propre du variateur) pèsent lourd. Sur les grosses machines, elles deviennent négligeables et la loi du cube s’applique pleinement : c’est là que se trouvent les gisements d’économies de l’industrie.
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