Em termos simples, os ventiladores são usados para estabelecer o fluxo de ar sempre que for necessário e não ocorrer naturalmente. Por esta razão, os ventiladores são fundamentais nos sistemas HVAC. Porém, a construção física dos ventiladores varia e cada tipo é destinado a aplicações diferentes.
Os três tipos de ventiladores mais comumente encontrados em sistemas HVAC são os seguintes:
- Ventilador axial
- Ventilador centrífugo curvado para frente
- Ventilador inclinado para trás
Este artigo descreverá cada tipo de ventilador e suas aplicações, juntamente com vantagens e desvantagens. Muitos fabricantes de ventiladores oferecem unidades integradas que incluem motor e controles, reduzindo a necessidade de espaço e simplificando a manutenção.
Tenha em mente que os sistemas de ventilação na cidade de Nova Iorque estão sujeitos ao Código Mecânico de Nova Iorque, e um edifício só pode ser aprovado para a ocupação pretendida se os seus sistemas internos estiverem em conformidade com o código.
Ventilador axial
Os ventiladores axiais têm a construção mais simples, com suas pás dispostas em forma de hélice em torno de um eixo giratório. Esses ventiladores são projetados para aplicações onde o fluxo de ar e a pressão estática são relativamente baixos.
Os ventiladores axiais normalmente apresentam o menor custo entre os três tipos descritos neste artigo, mas lembre-se de que não são adequados para aplicações com resistência ao fluxo de ar (alta pressão estática).
Algumas aplicações comuns de ventiladores axiais incluem torres de resfriamento, condensadores de ar condicionado externos, resfriamento de componentes eletrônicos e resfriamento de motores de combustão. Todos esses dispositivos necessitam de fluxo de ar para liberar seu calor, mas há pouca ou nenhuma resistência à movimentação do ar, permitindo o uso de ventiladores axiais de baixo custo.
Ventilador Centrífugo
Esses leques se caracterizam por terem uma aparência semelhante à das rodas d'água ou rodas de hamster. Assumindo o mesmo fluxo de ar, um ventilador centrífugo estabelecerá uma pressão mais alta do que um ventilador axial, consumindo energia adicional.
Considere que os ventiladores centrífugos produzem mais ruído que os ventiladores axiais, portanto seu uso só é recomendado se a aplicação exigir. Eles podem ser acionados diretamente ou por correia, e também podem ser aprimorados com um inversor de frequência.
Nos sistemas HVAC, uma das principais aplicações dos ventiladores centrífugos é em unidades de tratamento de ar, que são necessárias para soprar ar nos dutos. Ao contrário dos ventiladores de descarga aberta nas torres de resfriamento, essas AHUs devem superar a pressão estática do sistema de dutos de ar. Nesta aplicação, o uso de um ventilador axial provavelmente resultaria em um fluxo de ar deficiente.
Ventiladores inclinados para trás
Esses ventiladores se caracterizam pelo formato incomum da lâmina, dando a impressão de que o aparelho está instalado incorretamente. Os ventiladores inclinados para trás podem ser classificados em ventiladores de pás curvas e de pás retas e podem ser acionados como um ventilador centrífugo.
Esses ventiladores são comumente usados em aplicações industriais com alto fluxo de ar e resistência variável, como coleta de pó, sistemas de incineração, resfriamento de processos e têmpera de vidro. Em sistemas HVAC comerciais, ventiladores inclinados para trás são normalmente usados na ventilação de recuperação de energia (ERV).
Controlando a velocidade dos ventiladores
Quando o fluxo de ar total de um ventilador não é necessário, seu fluxo de ar médio pode ser reduzido com operação intermitente. No entanto, esta abordagem não é viável para aplicações que requerem um fluxo de ar controlado e consistente. Os ventiladores são incapazes de alterar sua velocidade sozinhos, o que significa que é necessário um dispositivo externo para variação de velocidade. O controle de velocidade pode ser obtido mecanicamente ou eletronicamente:
- Por exemplo, ventiladores acionados por correia podem ser equipados com polias de diâmetro crescente para terem várias velocidades disponíveis. O mesmo efeito pode ser conseguido com uma caixa de velocidades.
- Os inversores de frequência variável (VFD) condicionam a tensão e a frequência fornecidas ao ventilador para obter modulação de velocidade, permitindo uma transição perfeita entre diferentes valores de rpm. Para ventiladores com potência fracionada, os motores CC sem escovas podem alcançar o mesmo resultado que os VFDs em motores maiores.
Os motores de múltiplas velocidades são práticos em aplicações de descarga aberta com ventiladores axiais. Nestes casos o controle da velocidade está diretamente relacionado ao fluxo de ar (pés cúbicos por minuto), uma vez que não há resistência ao fluxo de ar. O mesmo não pode ser dito das instalações canalizadas, onde é necessário ter em conta as variações de pressão estática – o controlo preciso do fluxo de ar só pode ser conseguido com um VFD.
Nossos experientes engenheiros de HVAC podem selecionar os melhores ventiladores para ventilar seu edifício.
Importância da Análise Custo-Benefício
Ventiladores centrífugos e inclinados para trás têm um custo adicional, mas oferecem desempenho superior em aplicações onde um ventilador axial seria ineficaz. Para obter os melhores resultados, a opinião profissional dos engenheiros de projeto de HVAC é altamente recomendada. Tenha em mente que o projeto do sistema de ventilação não influencia apenas o consumo de energia do ventilador, mas também a carga nos sistemas de aquecimento e resfriamento ambiente.
