Un sistema de ventilación mecánica proporciona aire fresco del exterior, así como calefacción y refrigeración al espacio en la mayoría de los edificios comerciales. El diseño del sistema varía según la aplicación y utiliza varios componentes como manejadores de aire, unidades de aire de recuperación y ventiladores de ventilación. Cada producto utiliza diferentes tipos de ventiladores para mover el aire en todo el edificio. El consumo de energía del sistema de ventilación representa aproximadamente el 28% del consumo de energía total del sistema, principalmente debido al tipo de ventilador utilizado. Sin embargo, es posible lograr un ahorro significativo de energía mediante la aplicación de ventiladores de alta eficiencia en muchos diseños de sistemas, especialmente en aplicaciones de aire de recuperación.
Tipos Comunes de Ventiladores
Los ventiladores de álabes hacia adelante tienen una larga historia en los sistemas mecánicos. Estos ventiladores son una solución económica y fácilmente disponible para mover el aire. Los ventiladores de álabes hacia adelante son adecuados para manejar altas tasas de flujo a bajas presiones. Este tipo de ventilador tiene una eficiencia relativamente baja, que oscila entre el 55 y el 65 por ciento. El diseño también es intrínsecamente sobrecargado, lo que significa que la potencia eléctrica requerida aumenta constantemente desde el apagado hasta la entrega de aire libre. Esta característica problemática puede ocurrir durante el arranque si el ventilador es sobredimensionado, lo que provoca que los sobrecargas eléctricas se disparen si las pérdidas del sistema se sobreestiman.
Los ventiladores de pleno hacia atrás del plenum son otro estilo de ventilador que se utiliza a menudo en aplicaciones de alta presión. Este ventilador cuenta con una sola entrada y aspas que se inclinan hacia atrás o hacia atrás desde la dirección de rotación. Los ventiladores de pleno hacia atrás pueden utilizar diferentes estilos de álabes, incluyendo planos, curvos y aerodinámicos. Las aspas giratorias comprimen el aire, forzando el flujo de aire en dirección radial, presionando el compartimento del ventilador, en lugar de expulsar el aire por la descarga como lo hacen los ventiladores de curva hacia adelante. Estos ventiladores suelen ser más eficientes que los ventiladores de álabes hacia adelante con eficiencias máximas de hasta el 75 por ciento. A diferencia de los ventiladores de álabes hacia adelante, el ventilador de pleno hacia atrás no se sobrecarga, lo que significa que la potencia máxima requerida se produce en algún lugar entre el apagado y la entrega de aire libre. Esta característica hace que el ventilador de pleno hacia atrás del plenum sea menos susceptible a sobrecargas eléctricas si es sobredimensionado o si la resistencia del sistema es menor de lo esperado. La construcción robusta del ventilador para aplicaciones de mayor presión a menudo lo convierte en el más costoso de los tipos de ventiladores mencionados.
Los ventiladores de flujo mixto son un diseño híbrido único entre un ventilador de flujo axial y un ventilador centrífugo, donde el flujo de aire se dirige tanto en dirección axial como radial. Este diseño se beneficia de la alta característica de flujo de aire de los ventiladores axiales, así como de la característica de no sobrecarga de los ventiladores de pleno hacia atrás. Si bien sus capacidades de presión son ligeramente inferiores a las de los ventiladores de pleno hacia atrás, los ventiladores de flujo mixto funcionan con eficiencias de hasta el 70% y funcionan a niveles de sonido más bajos que los ventiladores de curva hacia adelante. Cuando hay requisitos de presión más bajos, los ventiladores de flujo mixto son una alternativa económica a los ventiladores de pleno hacia atrás del plenum y las eficiencias más altas lo hacen superior a los ventiladores de álabes hacia adelante.
Ventiladores de Flujo Mixto: Revolucionando el Mercado de Aire de Recuperación
La tecnología de los ventiladores de flujo mixto está revolucionando la industria. Es por eso que los ingenieros, contratistas y propietarios de edificios están entusiasmados por ver la tecnología en las unidades de aire de recuperación.
Bajo Costo Inicial y Bajo Costo Operativo
Por lo general, se debe gastar más al principio para obtener ahorros futuros en los costos operativos. Ejemplos como las bombillas LED o los vehículos eléctricos han inculcado esta mentalidad en nuestra toma de decisiones. ¡Los ventiladores de flujo mixto rompen esta tendencia teniendo un costo inicial comparable y ofreciendo hasta un 55% de ahorro de energía en comparación con los ventiladores de álabes hacia adelante! El secreto está en la alta eficiencia operativa de los ventiladores de flujo mixto cuando se aplican en aplicaciones de estática moderada como el aire de recuperación. Con mayores eficiencias operativas, los ventiladores de flujo mixto utilizan motores que tienen la mitad del tamaño de los ventiladores de álabes hacia adelante equivalentes, lo que reduce el costo inicial y el costo de mantenimiento en el futuro.
Los ahorros son increíbles, especialmente para aplicaciones intensivas de aire de recuperación como almacenes o espacios de fabricación. El siguiente ejemplo compara 18 unidades de aire de recuperación directa. El primer grupo de 18 unidades de aire de recuperación utiliza un ventilador de suministro de álabes hacia adelante. El segundo grupo utiliza ventiladores de flujo mixto. Ambos operan en un espacio grande que requiere 324,000 CFM de aire fresco (Tabla 1). ¡El ejemplo demuestra cómo los ventiladores de flujo mixto reducen los costos operativos anuales en más de $28,000!
Menores Costos de Mantenimiento
Los ventiladores de flujo mixto son de transmisión directa, lo que significa que el impulsor está conectado directamente al eje del motor, lo que elimina los costos y los requisitos de mantenimiento de correas, poleas y rodamientos que se encuentran en los ventiladores de curva hacia adelante. Varias veces al año, los ventiladores de transmisión por correa requieren inspecciones para detectar el desgaste, que pueden necesitar ajustes o reemplazo de las correas, poleas o rodamientos. Los costos para reparar y reemplazar estos componentes pueden variar considerablemente dependiendo del tamaño del ventilador y del motor. ¡Las unidades equipadas con ventiladores de flujo mixto no tienen correas, poleas ni rodamientos, eliminando este costoso problema de mantenimiento!
Facilidad de Puesta en Marcha y Equilibrio
Las unidades de aire de recuperación equipadas con ventiladores de flujo mixto utilizan un variador de frecuencia variable (VFD) para controlar la velocidad del motor y el ventilador. El VFD permite arranques y paradas suaves, ajustes infinitos de velocidad, protección del motor y la capacidad de funcionar en aplicaciones de volumen variable como el aire de recuperación de la cocina comercial. Los ajustes de la velocidad del ventilador son fáciles cuando se utiliza el teclado VFD. Los ventiladores de transmisión por correa requieren correas y poleas alternativas para realizar ajustes de flujo de aire a menos que estén equipados con un VFD.
Resumen
Las tecnologías de ventiladores nuevas e innovadoras están desplazando las tecnologías y diseños anticuados del pasado. Los ventiladores de flujo mixto ofrecen beneficios increíbles a todas las partes interesadas en el sistema de ventilación de un edificio con bajos costos iniciales, fácil mantenimiento y ahorros de energía revolucionarios. Es hora de abrazar el futuro del aire de recuperación.
Texto original: Greenheck
Por: Greg Ewan