Os dous tipos de ventiladores comúns utilizados nos servizos de construción para sistemas de canalización denomínanse xenericamente ventiladores centrífugos e axiais, o nome que deriva da dirección que define o fluxo de aire a través do ventilador.Estes dous tipos divídense nunha serie de subtipos que foron desenvolvidos para proporcionar características particulares de caudal/presión de volume, así como outros atributos operativos (incluíndo tamaño, ruído, vibración, limpeza, mantemento e robustez).

---

Táboa 1: Datos de eficiencia máxima dos ventiladores publicados en Estados Unidos e Europa para ventiladores >600 mm de diámetro

---

Algúns dos tipos de ventiladores que se atopan con máis frecuencia no HVAC aparecen na Táboa 1, xunto cos picos de eficiencia indicativos que se recolleron1 a partir de datos publicados por unha serie de fabricantes estadounidenses e europeos.Ademais destes, o ventilador "enchufe" (que en realidade é unha variante do ventilador centrífugo) foi cada vez máis popular nos últimos anos.

---

Figura 1: Curvas xenéricas do ventilador.Os fanáticos reais poden diferir moito destas curvas simplificadas

---

As curvas características do ventilador móstranse na figura 1. Estas son curvas esaxeradas e idealizadas, e os ventiladores reais poden diferir destas;con todo, é probable que presenten atributos similares.Isto inclúe as áreas de inestabilidade que se deben á caza, onde o ventilador pode cambiar entre dous caudais posibles á mesma presión ou como consecuencia da parada do ventilador (consulte Parada da caixa de fluxo de aire).Os fabricantes tamén deben identificar os rangos de traballo "seguros" preferidos na súa literatura.

Ventiladores centrífugos

Cos ventiladores centrífugos, o aire entra no impulsor ao longo do seu eixe, despois é descargado radialmente desde o impulsor co movemento centrífugo.Estes ventiladores son capaces de xerar tanto altas presións como grandes caudais de volume.A maioría dos ventiladores centrífugos tradicionais están pechados nunha carcasa de tipo scroll (como na Figura 2) que actúa para dirixir o aire en movemento e converter de forma eficiente a enerxía cinética en presión estática.Para mover máis aire, o ventilador pódese deseñar cun impulsor de "dobre ancho de entrada dobre", permitindo que o aire entre a ambos os dous lados da carcasa.

---

Figura 2: Ventilador centrífugo en carcasa scroll, con impulsor inclinado cara atrás

---

Hai unha serie de formas de palas que poden constituír o impulsor, sendo os principais tipos curvados cara adiante e cara atrás: a forma da pala determinará o seu rendemento, a eficiencia potencial e a forma da curva característica do ventilador.Outros factores que afectarán a eficiencia do ventilador son o ancho da roda do impulsor, o espazo libre entre o cono de entrada e o impulsor xiratorio e a área utilizada para descargar o aire do ventilador (a chamada "zona de explosión"). .

Este tipo de ventilador foi accionado tradicionalmente por un motor cunha disposición de correa e polea.Non obstante, coa mellora dos controis electrónicos de velocidade e a maior dispoñibilidade de motores conmutados electrónicamente ('EC' ou sen escobillas), os accionamentos directos son cada vez máis utilizados.Isto non só elimina as ineficiencias inherentes a unha transmisión por correa (que pode ser de entre un 2 % e máis do 10 %, dependendo do mantemento2), senón que tamén é probable que reduzan as vibracións, reduzan o mantemento (menos rodamentos e esixencias de limpeza) e faga a montaxe. máis compacto.

Ventiladores centrífugos curvados hacia atrás

Os ventiladores curvos cara atrás (ou "inclinados") caracterízanse por aspas que se inclinan lonxe da dirección de rotación.Poden alcanzar eficiencias de preto do 90% cando se usan láminas aerodinámicas, como se mostra na Figura 3, ou con láminas lisas con forma en tres dimensións, e lixeiramente menos cando se usan láminas curvas lisas, e menos cando se usan láminas planas simples inclinadas cara atrás.O aire sae das puntas do impulsor a unha velocidade relativamente baixa, polo que as perdas por fricción dentro da carcasa son baixas e o ruído xerado polo aire tamén é baixo.Poden estancarse nos extremos da curva de funcionamento.Os impulsores relativamente anchos proporcionarán as maiores eficiencias e poden empregar facilmente as láminas con perfil aerodinámico máis substanciais.Os impulsores delgados mostrarán pouco beneficio ao usar perfiles aerodinámicos polo que adoitan usar as láminas planas.Os ventiladores curvos cara atrás destacan especialmente pola súa capacidade para producir altas presións combinadas con baixo ruído e teñen unha característica de potencia sen sobrecarga; isto significa que a medida que a resistencia se reduce nun sistema e o caudal aumenta, a potencia absorbida polo motor eléctrico reducirase. .É probable que a construción de ventiladores curvos cara atrás sexa máis robusta e bastante máis pesada que o ventilador curvo cara adiante menos eficiente.A velocidade do aire relativamente lenta do aire a través das láminas pode permitir a acumulación de contaminantes (como po e graxa).

---

Figura 3: Ilustración de impulsores de ventiladores centrífugos

---

Ventiladores centrífugos curvados dianteiro

Os ventiladores curvos cara adiante caracterízanse por un gran número de aspas curvas cara adiante.Como normalmente producen presións máis baixas, son máis pequenos, máis lixeiros e máis baratos que o ventilador curvado cara atrás equivalente.Como se mostra na figura 3 e na figura 4, este tipo de impulsor do ventilador incluirá máis de 20 láminas que poden ser tan sinxelas como formadas a partir dunha única folla de metal.A eficiencia mellorada obtéñense en tamaños maiores con láminas formadas individuais.O aire sae das puntas das láminas cunha alta velocidade tanxencial, e esta enerxía cinética debe converterse en presión estática na carcasa, o que resta eficiencia.Normalmente úsanse para volumes de aire baixos a medios a baixa presión (normalmente <1,5 kPa) e teñen unha eficiencia relativamente baixa inferior ao 70 %.A carcasa de volutas é particularmente importante para conseguir a mellor eficiencia, xa que o aire sae da punta das láminas a alta velocidade e úsase para converter eficazmente a enerxía cinética en presión estática.Funcionan a baixas velocidades de rotación e, polo tanto, os niveis de ruído xerados mecánicos tenden a ser inferiores aos dos ventiladores curvados cara atrás de maior velocidade.O ventilador ten unha característica de sobrecarga de potencia cando funciona contra baixas resistencias do sistema.

---

Figura 4: Ventilador centrífugo curvo cara diante con motor integrado

---

Estes ventiladores non son axeitados onde, por exemplo, o aire está moi contaminado con po ou leva gotas de graxa arrastradas.

---

Figura 5: Exemplo de ventilador de enchufe de accionamento directo con aspas curvadas cara atrás

---

Ventiladores centrífugos de palas radiais

O ventilador centrífugo de palas radiais ten a vantaxe de poder mover as partículas de aire contaminadas e a altas presións (da orde de 10 kPa) pero, funcionando a altas velocidades, é moi ruidoso e ineficiente (<60%) polo que non debería ser usado para HVAC de propósito xeral.Tamén sofre unha característica de potencia de sobrecarga: a medida que se reduce a resistencia do sistema (quizais pola apertura dos amortiguadores de control de volume), a potencia do motor aumentará e, dependendo do tamaño do motor, pode "sobrecargarse".

Enchufe ventiladores

En lugar de estar montados nunha carcasa de voluta, estes impulsores centrífugos deseñados para este propósito pódense utilizar directamente na carcasa da unidade de tratamento de aire (ou, de feito, en calquera conduto ou pleno), e é probable que o seu custo inicial sexa inferior ao albergaron ventiladores centrífugos.Coñecidos como ventiladores centrífugos "plenum", "enchufe" ou simplemente "sen aloxamento", estes poden proporcionar algunhas vantaxes de espazo, pero ao prezo dunha perda de eficiencia operativa (sendo as mellores eficiencias similares ás dos ventiladores centrífugos con curva cara adiante).Os ventiladores aspirarán aire a través do cono de entrada (do mesmo xeito que un ventilador aloxado) pero despois descargarán o aire radialmente ao redor de toda a circunferencia exterior de 360° do impulsor.Poden proporcionar unha gran flexibilidade nas conexións de saída (desde o pleno), o que significa que pode haber menos necesidade de curvas adxacentes ou transicións pronunciadas na canalización que se engadirían á caída de presión do sistema (e, polo tanto, a potencia adicional do ventilador).A eficiencia global do sistema pódese mellorar usando entradas de boca de campá nos condutos que saen do pleno.Un dos beneficios do ventilador de enchufe é o seu rendemento acústico mellorado, resultado en gran parte da absorción de son dentro do pleno e da falta de camiños de "visión directa" desde o impulsor ata a boca da canalización.A eficiencia dependerá moito da localización do ventilador dentro do pleno e da relación do ventilador coa súa saída: o pleno utilízase para converter a enerxía cinética do aire e aumentar así a presión estática.O rendemento substancialmente diferente e as diferentes estabilidades de funcionamento dependerán do tipo de impulsor: empregáronse impulsores de fluxo mixto (que proporcionan unha combinación de fluxo radial e axial) para superar os problemas de fluxo derivados do forte patrón de fluxo de aire radial creado mediante impulsores centrífugos simples3.

Para unidades máis pequenas, o seu deseño compacto complétase a miúdo co uso de motores EC facilmente controlables.

Ventiladores axiais

Nos ventiladores de fluxo axial, o aire atravesa o ventilador en liña co eixe de rotación (como se mostra no ventilador axial de tubo simple da Figura 6) - a presurización prodúcese pola sustentación aerodinámica (semellante a unha á de avión).Estes poden ser comparativamente compactos, de baixo custo e lixeiros, especialmente axeitados para mover o aire a presións relativamente baixas, polo que utilízanse con frecuencia en sistemas de extracción onde as caídas de presión son inferiores ás dos sistemas de subministración; a subministración normalmente inclúe a caída de presión de todo o aire acondicionado. compoñentes da unidade de tratamento de aire.Cando o aire sae dun ventilador axial simple, estará xirando debido á rotación que se imparte ao aire ao atravesar o impulsor; o rendemento do ventilador pode mellorarse significativamente mediante as paletas guía augas abaixo para recuperar o remolino, como na paleta. ventilador axial mostrado na figura 7. A eficiencia dun ventilador axial está afectada pola forma da pala, a distancia entre a punta da pala e a caixa circundante e a recuperación do remolino.O paso da pala pódese modificar para variar de forma eficiente a saída do ventilador.Ao invertir a rotación dos ventiladores axiais, o fluxo de aire tamén se pode invertir, aínda que o ventilador estará deseñado para funcionar na dirección principal.

---

Figura 6: Un ventilador de fluxo axial de tubo

---

A curva característica dos ventiladores axiais ten unha rexión de parada que pode facelos inadecuados para sistemas cun rango de condicións de funcionamento moi variable, aínda que teñen o beneficio dunha característica de potencia sen sobrecarga.

---

Figura 7: Un ventilador de fluxo axial de paletas

---

Os ventiladores axiais de paletas poden ser tan eficientes como os ventiladores centrífugos curvados cara atrás, e son capaces de producir caudais elevados a presións razoables (normalmente ao redor de 2 kPa), aínda que é probable que creen máis ruído.

O ventilador de fluxo mixto é un desenvolvemento do ventilador axial e, como se mostra na Figura 8, ten un impulsor de forma cónica onde o aire é atraído radialmente a través das canles de expansión e despois pasa axialmente polas paletas guía de endereitamento.A acción combinada pode producir unha presión moi superior á posible con outros ventiladores de fluxo axial.As eficiencias e os niveis de ruído poden ser similares aos dun ventilador centrífugo de curva cara atrás.

---

Figura 8: Ventilador en liña de fluxo mixto

---

A instalación do ventilador

Os esforzos para proporcionar unha solución eficaz do ventilador poden verse gravemente socavados pola relación entre o ventilador e as vías locais de canalización do aire .

---

Hora de publicación: Xaneiro-07-2022