Guía de selección de sopladores centrífugos: flujo de aire, presión y tipos de accionamiento

Los sopladores centrífugos aparecen en más lugares de los que la mayoría de la gente espera: dentro de unidades de tratamiento de aire, detrás de bancos de filtros en el techo de una FFU, en el lado de escape de una línea de soldadura y escondidos en el gabinete de una bomba de calor con fuente de aire. Mueven una gran cantidad de aire desde un paquete pequeño y se mantienen mucho mejor que los ventiladores axiales cuando el sistema empuja hacia atrás con presión estática. Lo difícil no es el concepto. Se trata de elegir la única unidad que permanezca en su punto de trabajo durante años sin aullar, sobrecalentarse o dejarle corto flujo de aire.

Construimos ventiladores centrífugos y los motores que los impulsan, por lo que esta pregunta ocupa la mayor parte de nuestras horas de trabajo. Lo que sigue es el orden de pensamiento que utilizamos cuando un cliente nos envía una cifra de flujo de aire, una cifra de presión y el espacio en el que debe caber. Si primero desea conocer los fundamentos, nuestro explicador sobre qué es un ventilador centrífugo y cómo funciona es un cómodo punto de partida.

Paso 1: arregle el punto de servicio antes de mirar a cualquier ventilador

Toda buena selección comienza con dos números y las condiciones detrás de ellos: el flujo de aire que necesita, en m³/h o CFM, y la presión estática total que debe superar el soplador, en Pa o pulgadas de agua. Juntos definen un único punto en la curva del abanico, y todo lo demás en la conversación depende de que ese punto sea el correcto.

Lo que hace tropezar a la gente es tratar el flujo de aire como aire libre. La densidad cambia con la altitud y la temperatura, por lo que un ventilador especificado al nivel del mar se comporta de manera diferente a 2.000 metros o cuando extrae aire a 60 °C de un intercambiador de calor. Anote las condiciones reales de funcionamiento en lugar de las indicadas.

• Caudal volumétrico requerido a la temperatura de funcionamiento real
• Presión estática total en filtros, serpentines, compuertas, conductos y accesorios de descarga
• Altitud y temperatura del aire de entrada, para corrección de densidad.
• Ciclo de trabajo y vida útil esperada
• Suministro eléctrico disponible y señal de control.
• Límite de ruido, medido a una distancia indicada
• Envoltura física, orientación de montaje y acceso de servicio.

Un margen modesto ayuda: alrededor del 10 al 15 por ciento en flujo y el 10 por ciento en presión. Los márgenes generales no. Lo empujan hacia un impulsor de gran tamaño que funciona muy lejos de su punto de mejor eficiencia, consume más energía de la necesaria y generalmente hace más ruido.

Paso 2: Lea la curva del ventilador frente a la curva del sistema

Una curva de abanico por sí sola dice muy poco. Dibuje la curva de resistencia del sistema sobre él, la línea que muestra cuánta presión necesitan sus conductos, filtros y accesorios en cada flujo de aire, y el punto de cruce se convierte en su punto de operación. Ese es el número que importa.

Dos hábitos separan una selección limpia de una dolorosa. Manténgase alejado del empinado extremo izquierdo de la curva, donde un pequeño cambio en la presión del sistema oscila ampliamente el flujo; Los sopladores con curvatura hacia adelante son especialmente sensibles allí. Y respete las leyes de afinidad cuando piense en la velocidad: el flujo aumenta con la velocidad, la presión con el cuadrado de la velocidad y la potencia del eje con el cubo. Subir un ventilador un 20 por ciento requiere aproximadamente un 73 por ciento más de potencia, algo que pocos motores perdonan por mucho tiempo.

Recuerde también que la curva del sistema se mueve. Un filtro limpio y un filtro cargado son dos sistemas diferentes, así que verifique dónde aterriza el punto de operación en ambos extremos del ciclo de mantenimiento.

Paso 3: haga coincidir la forma del impulsor con la presión que necesita

La geometría del impulsor decide la presión, la eficiencia y el ruido mucho antes de que la electrónica del impulsor entre en escena. Estas cuatro familias cubren la gran mayoría de las tareas industriales y de HVAC.

En la práctica, los impulsores curvados hacia atrás realizan la mayor parte del trabajo de alta estática en el filtrado y la purificación, porque mantienen su eficiencia mientras la resistencia aumenta. Para ver un ejemplo concreto, considere el ventilador centrífugo de CA curvado hacia atrás de alta presión que se muestra a continuación, construido para la purificación del aire y el servicio FFU, donde tanto la presión como el ruido deben mantenerse bajo control.

Alto-Pressure AC Backward Curved Centrifugal Fan for Air Purification and FFU Un ventilador centrífugo de CA curvado hacia atrás de alta presión para sistemas de purificación de aire y FFU, que se ofrece en modelos de marco 315 con aprobaciones CCC/CE. Ver producto →

Paso 4: Elija el tipo de unidad que se ajuste a su suministro

Una vez que el impulsor está instalado, el motor y su control determinan cómo se comporta el soplador en el mundo real. Los motores de inducción de CA son sencillos y económicos y funcionan a una velocidad fija desde la red eléctrica. Los sopladores EC llevan sus componentes electrónicos a bordo y aceptan una señal de 0-10 V directamente, por lo que se han convertido en una actualización común para unidades de aire acondicionado más antiguas. Los sopladores de CC funcionan con suministros de 12 V, 24 V o 48 V y se adaptan a equipos móviles, de telecomunicaciones y de baterías donde no hay alimentación eléctrica disponible.

El uso de la energía suele decidir la cuestión. Una unidad EC o BLDC bien combinada mantiene una alta eficiencia en un amplio rango de velocidades, lo que cuenta en sistemas que funcionan continuamente y en instalaciones donde el flujo de aire debe recortarse después de la puesta en servicio.

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Paso 5: Definir la señal de control y la protección eléctrica

Los detalles de control son fáciles de posponer y costosos de arreglar más adelante. Decida con antelación si el ventilador se configurará una vez y se dejará solo, se ajustará mediante un sistema de gestión del edificio o se modulará continuamente con un sensor de temperatura o presión. Un ventilador centrífugo EC con entrada integrada de 0-10 V elimina la necesidad de controladores de velocidad externos, lo que simplifica el panel y reduce el tiempo de cableado. Cuando se prefiere una señal PWM, o el suministro es un bus de CC de 24 V o 48 V, se aplica la misma lógica: haga coincidir el método de control con el equipo que ya tiene.

La protección es la otra mitad de este paso. La protección contra sobrecarga térmica, protección contra sobretensión y polaridad inversa en unidades de CC y aislamiento de clase F en el devanado son importantes en entornos industriales donde el suministro no siempre es limpio. Para equipos que funcionan sin supervisión, elija un soplador que falle de manera segura en lugar de uno que simplemente se detenga sin previo aviso.

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Paso 6: Verifique el ruido, la temperatura y el medio ambiente

El ruido es una de las primeras cosas que nota el usuario final y una de las últimas que comprueban los ingenieros. Una cifra de sonido publicada solo significa algo cuando conoce la distancia y el punto de funcionamiento en el que se midió, así que solicite los datos en su punto de servicio en lugar de en la entrega gratuita. Reducir la velocidad suele ser la forma más económica de silenciar un soplador, ya que la presión sonora cae notablemente con cada pequeña caída en la velocidad de la punta del impulsor. La calidad de los rodamientos y los tonos de paso de la hoja también merecen atención, especialmente en espacios ocupados.

La temperatura y el medio ambiente estrechan aún más el campo. Si el motor se encuentra dentro de la corriente de aire, la temperatura del aire se convierte en una cuestión de enfriamiento del motor así como una cuestión de proceso. El polvo, la humedad y el lavado exigen que se analice la protección contra el ingreso y si el impulsor puede tolerar partículas.

Paso 7: haga coincidir el soplador con la aplicación

Un punto de servicio nunca existe de forma aislada; proviene de una aplicación. en aire acondicionado y ventilación , las prioridades suelen ser un funcionamiento silencioso, un flujo de aire estable frente a cargas de filtro variables y un ajuste ordenado dentro de la unidad. En los equipos de refrigeración y cadena de frío, el arranque a baja temperatura y la lubricación confiable son más importantes que la eficiencia bruta. Los sistemas FFU y de purificación de aire requieren una alta presión estática con poco ruido, porque tanto el filtro como los medios de difusión cuestan presión. Los armarios de TI y comunicaciones, la electrónica de potencia y los electrodomésticos añaden cada uno de ellos sus propias limitaciones en cuanto a espacio, tensión de alimentación y vida útil.

Escriba esas restricciones junto al punto de servicio. Un ventilador que es perfecto para una unidad de ventilación de tejado rara vez es la respuesta correcta dentro de un gabinete de telecomunicaciones, incluso cuando las cifras de flujo de aire parecen similares.

Paso 8: obtenga los detalles de instalación correctos

Incluso un soplador bien seleccionado puede tener un rendimiento inferior una vez que está atornillado a la máquina. Mantenga la entrada libre de obstrucciones, porque un soplador que no llega a la entrada pierde flujo y gana ruido. Utilice conectores flexibles entre el ventilador y los conductos rígidos para que la vibración no penetre en la estructura y confirme la dirección de descarga y la rotación antes de finalizar el cableado.

La limitación es otra sorpresa común. Las compuertas en el lado de entrada cambian el punto de operación de maneras que son más difíciles de predecir que el control del lado de descarga, por lo que si es necesario recortar el flujo de aire, use un control de velocidad o una compuerta de descarga. Si el equipo funciona continuamente, planifique cambios de filtro y revisiones de rodamientos en el programa de mantenimiento desde el primer día.

Una lista de verificación de selección práctica

1. Confirme el flujo de aire y la presión estática en condiciones de funcionamiento reales.
2. Corregir por altitud, temperatura y densidad del aire.
3. Trazar la curva del sistema y verificar el punto de funcionamiento con filtros limpios y cargados.
4. Elija una forma de impulsor que coincida con la presión y la calidad del aire.
5. Elija accionamiento de CA, EC o CC según los objetivos de suministro, control y energía.
6. Confirme que el soplador acepte su señal de control sin hardware adicional.
7. Verifique las características de protección, la clase de aislamiento y la protección de ingreso.
8. Verifique los datos de ruido en su punto de servicio, no en la entrega gratuita.
9. Revise el montaje, el espacio libre de entrada y el acceso de servicio.
10. Solicite una curva probada y una muestra de dónde el proyecto es crítico.

La selección es en realidad una conversación entre su sistema y el soplador, y cuanto antes ocurra, menos sorpresas encontrará durante la puesta en servicio. Comparta el flujo de aire, la presión, el suministro y el espacio que tiene, y la mayoría de las opciones restantes se adaptarán rápidamente. Mantenemos laboratorios de túnel de viento, ruido y rendimiento del motor en el sitio exactamente por esa razón, de modo que los puntos de trabajo se verifican en lugar de estimarse, y nos complace revisar una especificación con usted mucho antes de que alguien hable sobre un pedido.