Los fabricantes de unidades de tratamiento de aire se enfrentan a un desafío recurrente: el ventilador es sólo un componente de un paquete que incluye serpentines, filtros, compuertas y una caja de mezcla. Cada componente impone su propia resistencia a la corriente de aire. El ventilador debe superarlos todos y al mismo tiempo ofrecer el flujo de aire requerido, encajar dentro del gabinete y cumplir los objetivos de eficiencia. Hacer bien el partido requiere más que elegir un fanático que acierte los números en el papel.
La resistencia interna se suma
Una AHU no es un sistema abierto. El aire ingresa a través de una sección de filtro, pasa a través de serpentines de calefacción y enfriamiento, navega por compuertas de mezcla y sale a través de una cámara de descarga, todo dentro de un gabinete confinado. Cada componente contribuye a la presión estática externa total que debe desarrollar el ventilador.
La resistencia del filtro es la más variable. Como se analizó en el tamaño de la filtración, un filtro MERV 13 puede presentar de 0,3 a 0,6 pulgadas cuando está limpio y más de 1,0 pulgadas cuando está cargado. La resistencia de la bobina depende de la velocidad de la cara y del espaciado de las aletas. Las compuertas agregan resistencia cuando están parcialmente cerradas para la operación de mezcla o economización. La suma de estas resistencias determina el punto de funcionamiento en la curva del ventilador.
El error es calcular estos valores de forma aislada. La interacción entre los componentes (cambios en la velocidad del aire a través del gabinete, recuperación de presión en la cámara de descarga, turbulencia de las filas de serpentines) afecta la resistencia real que ve el ventilador. A menudo es necesario un modelado computacional o un software de selección específico del fabricante para obtener un total preciso.
Las limitaciones de espacio impulsan la selección
Los gabinetes AHU tienen dimensiones fijas. El ventilador debe caber dentro del ancho, alto y profundidad disponibles, dejando espacio para el acceso de servicio. Esta limitación espacial a menudo dicta el tipo de ventilador. Los ventiladores con enchufe curvado hacia atrás han ganado popularidad en las UTA porque se montan directamente en la pared del gabinete y eliminan la necesidad de un compartimento de ventilador separado. Los ventiladores centrífugos con carcasa tradicional requieren espacio adicional para la conexión de voluta y descarga.
La desventaja es que los ventiladores enchufables dependen del propio gabinete para proporcionar la ruta de descarga. Si la geometría del gabinete no admite una buena distribución del flujo, el rendimiento del ventilador se verá afectado por los mismos efectos del sistema descritos anteriormente. El gabinete se convierte en parte de la configuración de entrada y salida del ventilador, para bien o para mal.
Posición del ventilador dentro de la unidad
La ubicación del ventilador en la corriente de aire afecta tanto el rendimiento como la capacidad de servicio. Las configuraciones de extracción colocan el ventilador después de los serpentines, empujando aire a través de las superficies de intercambio de calor. Esta disposición proporciona un flujo de aire del serpentín más uniforme y una mejor transferencia de calor. La desventaja es que el ventilador maneja aire potencialmente húmedo que sale del serpentín de enfriamiento, lo que puede promover la corrosión si no se maneja adecuadamente.
Las configuraciones de soplado colocan el ventilador antes de las bobinas, empujando el aire a través de las superficies de intercambio de calor. Esto protege el ventilador de la humedad, pero puede crear una distribución desigual del serpentín si el perfil de velocidad de descarga no es uniforme. Las condiciones de salida del ventilador se convierten en las condiciones de entrada del serpentín, y una mala coincidencia aquí reduce la eficiencia de la transferencia de calor.
Efectos de interacción de la bobina
La relación entre la selección del ventilador y el rendimiento del serpentín es bidireccional. La velocidad del ventilador y el flujo de aire afectan la capacidad del serpentín: un mayor flujo de aire aumenta la transferencia de calor pero también aumenta la caída de presión a través del serpentín. La caída de presión del serpentín, a su vez, afecta el punto de funcionamiento del ventilador. Esta interacción significa que el ventilador y el serpentín no se pueden seleccionar de forma independiente.
Cuando el ventilador entrega más flujo de aire del diseñado, la capacidad del serpentín aumenta, pero también lo hace la resistencia del serpentín. El sistema puede alcanzar un nuevo punto de equilibrio que satisfaga la demanda de refrigeración pero consuma más energía del ventilador de la necesaria. Cuando el flujo de aire es insuficiente, la capacidad del serpentín disminuye y es posible que el sistema no mantenga las condiciones de espacio aunque el ventilador esté funcionando correctamente.
Coincidencia para todo el rango operativo
Las AHU no funcionan en las condiciones de diseño durante todo el año. El funcionamiento a carga parcial, los ciclos del economizador y los cambios estacionales significan que el ventilador ve una variedad de condiciones de flujo y presión. El ventilador debe seleccionarse no sólo por su diseño máximo sino también por la gama de puntos de funcionamiento esperados.
El control de velocidad variable se vuelve esencial aquí. Un ventilador que puede modular su salida para adaptarse a la demanda cambiante del sistema mantiene la eficiencia en todo el rango operativo en lugar de depender de la regulación del amortiguador. La integración del control entre el ventilador y el controlador de la AHU debe planificarse durante la selección, no agregarse como una ocurrencia tardía.
Integración MIDI industrial y AHU
Los sistemas de ventiladores centrífugos y EC de MIDI Industrial están diseñados para una integración sencilla en unidades de tratamiento de aire. Nuestro proceso de selección coordina el rendimiento del ventilador con el perfil de resistencia interna específico de la AHU, incluida la carga del filtro, la configuración del serpentín y la geometría del gabinete. Proporcionamos datos de rendimiento en todo el rango operativo, no solo en un único punto de diseño, para que los diseñadores de sistemas puedan verificar el funcionamiento en todas las condiciones esperadas.