Fan Wall (FanGrid) : aperçu technique, architecture R&D et guide d'application

Par Midi Industriel

1. Qu'est-ce qu'un mur de ventilateurs (FanGrid)

A Mur de ventilateur-également connu sous le nom deGrille de ventilateurs-est un système de déplacement d'air modulaire développé par Midi Industrial qui remplace un seul grand ventilateur traditionnel par un ensemble de plusieurs petits ventilateurs centrifuges ou plénum à entraînement direct EC fonctionnant en parallèle à l'intérieur d'une chambre plénum commune.

Contrairement à l'approche conventionnelle « à grande turbine unique », FanGrid de Midi Industrial utilise une matrice de modules de ventilateurs intelligents pour partager la tâche de distribution d'air, avec une redondance intégrée, un contrôle de vitesse variable et une distribution uniforme du flux d'air qui couvre entièrement la face entière des serpentins, des filtres et des échangeurs de chaleur.

Midi Industrial positionne le FanGrid non pas comme un simple ensemble de ventilateurs, mais comme une plate-forme « air intelligent » intégrée fusionnant profondément le ventilateur lui-même, le moteur EC, l'électronique d'entraînement et la logique de contrôle au sein d'une architecture modulaire.

2. Architecture de R&D et de conception industrielle Midi

Fondée en 1993, Midi Industriel est passé d'un fabricant de ventilateurs conventionnels à un intégrateur de systèmes de ventilateurs et de moteurs intelligents. Son développement FanGrid repose sur trois couches :

2.1 Modules de ventilateur principaux

Les blocs de construction FanGrid de Midi Industrial sont dérivés de ses familles exclusives de ventilateurs plénum EC :

Série YUWA– Moteur CC sans balais à rotor externe EC + turbine à pale en aluminium ; jusqu'à ~25 000 m³/h par module, pression statique jusqu'à 1 600 Pa ; conçu pour les configurations modulaires de murs de ventilateurs dans les systèmes AHU et VAV.

Série YUWB/YUWE – Ventilateurs plénum EC compacts (turbine 250-630 mm) ; débit d'air 600-22 000 m³/h ; convient aux CTA plus petites, aux unités d'air frais et aux réseaux haute densité.

Série SYWA/SYWB – Ventilateurs plénum à profil aérodynamique courbé vers l'arrière (turbine de 280 à 1 400 mm) ; Licence AMCA pour les performances aériennes, le son et le FEG ; équilibré dynamiquement selon ANSI/AMCA 204 G2.5 ou supérieur.

Points clés de la R&D aérodynamique et mécanique :

Élément de conception	Effet technique
Pales courbées vers l'arrière / à profil aérodynamique	Courbe de puissance sans surcharge, efficacité statique élevée
Entraînement direct, pas de courroie	Faibles vibrations, pas d'entretien périodique de la courroie
Moteur sans balais PM à rotor externe	Rendement élevé, large plage de vitesse, faible inertie
Équilibrage de précision + FEA + tests destructifs de la roue	Fiabilité structurelle, longue durée de vie

2.2 Châssis mécanique modulaire

La conception du cadre mural de ventilateur de Midi Industrial intègre :

Emplacement de module standardisé: Empêche les interférences aérodynamiques entre les ventilateurs adjacents

Optimisation de la profondeur du plénum: Validé par CFD pour développer une distribution uniforme de la vitesse d'entrée

Plaques d'étanchéité, cônes d'entrée et déflecteurs: Supprime la recirculation des bords et les courts-circuits du flux d'air

Montage remplaçable à chaud : En mode veille N+1, un seul module peut être retiré pendant que les ventilateurs restants continuent de fonctionner

Midi Industrial traite l'espacement des ventilateurs, la géométrie du plénum et la vitesse frontale de la bobine comme des paramètres de produit intégraux et non comme des considérations secondaires.

2.3 Couche de contrôle intelligente

Chaque module EC du FanGrid de Midi Industrial est doté d'un contrôle électronique intégré :

Interfaces de contrôle de vitesse: 0–10 V / PWM / RS485 Modbus RTU

Intégration GTB/automate: Lit le régime, la puissance, la température, les codes d'erreur

Stratégies de contrôle en boucle fermée:

Pression statique constante (s'adapte à la variation de charge du conduit)

Débit d'air constant (compensation automatique du colmatage du filtre)

Suivi de la température de l'air de reprise (refroidissement de précision dans les datacenters, etc.)

Mécanisme de réponse aux pannes : Détecter le module défaillant → isoler → augmenter automatiquement les modules restants pour compenser le flux d'air

Cela élève le mur de ventilateurs du matériel passif à une plate-forme de distribution d'air activement régulée.

3. Principe de fonctionnement

Plusieurs modules EC fonctionnent en parallèle sur la même courbe de résistance du système :

Débit d'air total est la somme du débit d'air au point de fonctionnement de tous les modules actifs, validé par rapport à la courbe réelle du système, et non une simple multiplication des valeurs d'air libre.

Fonctionnement à charge partielle: Arrêtez les modules sélectionnés ou réduisez la vitesse ; les ventilateurs restants restent dans leur zone à haute efficacité.

État de défaut: Lors du déclenchement d'un module unique, le contrôleur augmente la vitesse des modules survivants dans les limites de courant/température autorisées pour maintenir le débit d'air de conception.

Uniformité du flux d'air: La distribution matricielle sur toute la face améliore l’utilisation de la bobine et du filtre tout en réduisant les points chauds locaux.

Note de conception: La redondance ne consiste pas à "ajouter un ventilateur supplémentaire". Le schéma N+1 de Midi Industrial est validé par simulation de pannes : avec un module hors ligne, les unités restantes doivent toujours respecter les objectifs spécifiés en matière de débit d'air, de pression statique, d'uniformité de distribution et de bruit.

4. Avantages techniques

Avantage	Description technique
Redondance et disponibilité	N+1 / N+2 veille chaude ; maintenance du module sans arrêt complet du système
Économies d'énergie à charge partielle	Les moteurs EC maintiennent un rendement élevé à vitesse réduite, sans perte d'étranglement par l'amortisseur ; les projets de rénovation permettent souvent de réduire la consommation d'énergie des ventilateurs de 28 à 50 %
Répartition uniforme du flux d'air	La disposition matricielle aplatit le profil de vitesse sur la face du serpentin/filtre, améliorant ainsi l'efficacité de l'échange thermique
Évolutivité modulaire	Des modules peuvent être ajoutés à mesure que la charge augmente ; les plaques d'obturation permettent une expansion future de la capacité
Faible entretien	Pas de courroies ni d'accouplements ; remplacement sur site d'un seul module ; Performances certifiées AMCA
Contrôle acoustique	Fréquence de passage de lame inférieure à charge partielle ; bruit de l'ensemble du réseau évalué au niveau du système

5. Limites et discipline de conception

Systèmes hautement statiques/à longs conduits: Un seul grand ventilateur est plus économique ; les murs de ventilateurs ne sont pas optimaux ici.

Le nombre de modules nécessite une planification: Plus de ventilateurs ne signifie pas toujours un meilleur espacement, le risque de résonance, la complexité du contrôle et le profil de charge partielle doivent être équilibrés.

Validation de la courbe du système requise: La sélection doit être basée sur l'analyse CFD et la résistance mesurée du système ; la multiplication des catalogues est insuffisante.

Limites environnementales de l’électronique: L'électronique du variateur EC a une température de fonctionnement maximale ; les environnements à haute température nécessitent des lecteurs distants ou un refroidissement amélioré.

Compatibilité électrique: La distorsion harmonique (THDi) des grands réseaux doit être gérée dans la conception de la distribution d'énergie.

6. Scénarios d'application

6.1 Data Centers (CRAH / CRAC / Room Side Wall)

Midi Industrial EC FanGrid à l’intérieur des unités CRAH ou comme parois d’air latérales dans les salles de serveurs

Refroidissement basé sur la demande avec contrôle précis de la température de l'air soufflé, contribuant à réduire le PUE

La panne d'un seul ventilateur ne compromet pas le refroidissement de l'armoire ; répond aux exigences de fonctionnement 24h/24 et 7j/7

6.2 Modernisation des CTA commerciales

Remplace les ventilateurs centrifuges entraînés par courroie dans les CTA existantes

Convient aux immeubles de bureaux, aux aéroports et aux centres commerciaux dans une plage de débit de 30 000 à 120 000 m³/h

Économies d’énergie significatives à charge partielle pendant les saisons de nuit et de transition ; fonctionnement plus silencieux

6.3 Salles blanches et soins de santé

Alimentation laminaire uniforme avec fonctionnement redondant pour la continuité

Installations pharmaceutiques, salles d'opération d'hôpitaux, usines de fabrication d'électronique

6.4 Installations industrielles

Refroidissement des transformateurs, ventilation des locaux électriques, échappement métallurgique, échappement chimique (options résistantes à la corrosion disponibles)

Convient aux lignes de production continue où le coût des temps d'arrêt est extrêmement élevé

6.5 Environnements spéciaux

Essais en soufflerie, chambres de simulation environnementale, essais aérodynamiques de drones et autres scénarios nécessitant des champs de vent contrôlables

7. Flux de travail de sélection de FanGrid industriel Midi

Étape	Contenu
1	Définir le point de fonctionnement : débit d'air total + pression statique du système (inclure les pertes du serpentin, du filtre et des conduits)
2	Cartographier le profil de charge partielle en se concentrant sur la distribution opérationnelle réelle, et pas seulement sur la demande de pointe
3	Sélectionnez la taille du module parmi les familles YUWA / YUWB / SYWA de Midi Industrial (faites correspondre le diamètre de la roue, la puissance du moteur et la courbe d'efficacité)
4	Disposition de la grille : lignes × colonnes, espacement des modules, profondeur du plénum ; Vérification CFD de l'uniformité du flux
5	Définir le niveau de redondance : valider N+1 via une simulation de panne (confirmer que les modules restants peuvent maintenir les objectifs de conception en matière de débit d'air, de pression statique et de bruit avec un module hors ligne)
6	Configurer le contrôle : protocole de communication (Modbus/BMS), boucles de retour de capteur, logique d'alarme et de verrouillage
7	Vérification sur site : mesure de la vitesse au point de grille, consommation d'énergie, niveau de bruit et tests de vibrations

Principe de dimensionnement des clés: Ne dimensionnez jamais un mur de ventilateurs en multipliant simplement « nombre de ventilateurs × débit d'air nominal par ventilateur ». Faites toujours des références croisées avec la courbe de résistance du système installé et validez le comportement à charge partielle.

8. Résumé

Le Fan Wall (FanGrid) de Midi Industrial n'est pas une rangée de ventilateurs. Il s'agit d'un système technique combinant :

Modules plénum à profil aérodynamique EC à haut rendement

Mécanique modulaire à cadre cubique

Contrôle distribué intelligent

Redondance validée et uniformité du flux d'air

L'équation de valeur est :

Les économies d'énergie proviennent du fonctionnement à charge partielle · La fiabilité vient de la redondance · La flexibilité vient de la modularité · Le succès dépend de la stratégie de contrôle

L'accent R&D de Midi Industrial - moteurs EC auto-développés, aérodynamique certifiée AMCA et architecture de réseau plug-and-play - rend le FanGrid adapté aux centres de données, aux rénovations de CTA, aux salles blanches et au refroidissement industriel où la disponibilité et l'efficacité ne sont pas négociables.