¿Cómo elegir el soplador industrial adecuado para un sistema de ventilación?

El soplador debe funcionar con todo el sistema de ventilación. La longitud del conducto, los codos, los filtros, las compuertas, el equipo de escape, la temperatura del aire y la resistencia del sistema afectan el punto de funcionamiento real.

Para un sistema de ventilación simple-de área abierta, un ventilador axial puede proporcionar suficiente flujo de aire con una resistencia relativamente baja. Cuando el aire tiene que viajar a través de conductos largos, filtros u otros equipos de proceso, un soplador centrífugo puede ser más adecuado porque puede desarrollar una presión estática más alta.

Por lo tanto, la elección correcta comienza con los requisitos de ventilación y la resistencia del sistema, no con el modelo de ventilador.

1. Defina lo que debe hacer el sistema de ventilación

Antes de seleccionar un soplador, determine el propósito real del sistema de ventilación.

La ventilación industrial puede diseñarse para:

• Eliminar el calor de una zona de producción.
• Escape de aire contaminado
• Controlar humos o gases de proceso.
• Quitar polvo y partículas
• Suministrar aire fresco
• Mantener la presión negativa
• Escape de aire a través de un sistema de conductos largos.
• Apoyar un proceso o sistema de protección ambiental.

Estas aplicaciones pueden requerir características de soplador muy diferentes.

Por ejemplo, un almacén que simplemente necesita un gran-volumen de movimiento de aire puede tener una resistencia del sistema relativamente baja. Un sistema de escape de fábrica conectado a un filtro, un depurador y una red de conductos largos puede requerir una presión estática considerablemente mayor.

Por lo tanto, el primer paso es comprender qué se espera que logre el soplador y cómo viajará el aire a través del sistema.

2. Determine el flujo de aire requerido

El flujo de aire es el primer parámetro de selección importante.

Se especifica comúnmente en:

m³/h

m³/s

CFM

El flujo de aire requerido puede provenir del diseño de ventilación, los requisitos del proceso, el volumen de la sala, la carga de calor o los requisitos de control de contaminantes.

Sin embargo, no seleccione el ventilador simplemente según su flujo de aire máximo.

El flujo de aire máximo publicado de un ventilador puede referirse a una condición con poca o ninguna resistencia del sistema. Una vez que el soplador esté conectado a los conductos y otros equipos, el flujo de aire real dependerá de la presión generada por el ventilador y la resistencia del sistema.

Por lo tanto, la especificación útil es:

Flujo de aire requerido a la presión requerida del sistema.

AMCA se refiere al flujo de aire y la pérdida de presión del sistema juntos como el punto de trabajo del sistema de ventilador.

3. Calcule la resistencia del sistema de ventilación.

Cada componente en el camino del aire aporta cierta resistencia.

Las fuentes típicas incluyen:

• Conductos rectos
• Codos
• Sucursales
• Amortiguadores
• Filtros
• Persianas
• Silenciadores
• Depuradores
• Intercambiadores de calor
• Colectores de polvo
• Equipo de proceso

Cuanto más larga y complicada sea la ruta del aire, más presión deberá proporcionar el soplador.

Aquí es donde la selección de un soplador industrial difiere de la simple elección de un extractor de aire-de uso general.

Por ejemplo, dos sistemas pueden requerir 20.000 m³/h de flujo de aire.

El primer sistema puede descargar directamente al exterior a través de un conducto corto.

El segundo podrá enviar el mismo caudal de aire a través de 30 metros de conducto, varios codos, un filtro y una unidad de tratamiento.

No necesariamente necesitan el mismo soplador.

El segundo sistema normalmente requerirá una capacidad de presión más alta porque la resistencia del sistema es mayor.

4. Decidir entre un soplador centrífugo y un ventilador axial

Esta es una de las decisiones más importantes en un proyecto de ventilación industrial.

ventilador axial

Un ventilador axial mueve aire generalmente paralelo al eje del ventilador.

Puede ser una buena opción cuando el sistema requiere:

Alto flujo de aire

Presión relativamente baja

Rutas de flujo de aire cortas o simples

escape directo

Ventilación general del edificio.

Los ventiladores axiales suelen ser útiles cuando se mueve un gran volumen de aire sin una resistencia significativa.

Soplador centrífugo

Un soplador centrífugo cambia la dirección del flujo de aire a través del impulsor y puede generar una presión más alta.

Se vuelve más atractivo cuando el sistema de ventilación incluye:

• Conductos largos
• Múltiples codos
• Filtros
• Colectores de polvo
• Depuradores
• Equipo de proceso
• Alta resistencia del sistema
• Aire cargado-de polvo o de proceso

La gama de productos actual de JN Fan incluye productos de ventilación centrífuga y axial, lo que permite que la selección se base en los requisitos reales del sistema en lugar de utilizar un tipo de ventilador para cada proyecto.

5. Utilice la curva de rendimiento del ventilador

Una vez que se conocen el flujo de aire y la presión del sistema, el siguiente paso es verificar la curva de rendimiento del ventilador.

Supongamos que un sistema de ventilación requiere:

Caudal de aire: 20.000 m³/h

Presión estática requerida: 1.500 Pa

El soplador seleccionado debería poder proporcionar aproximadamente este flujo de aire a esta presión.

No compares dos modelos sólo por su flujo de aire máximo.

Un ventilador de 30.000 m³/h puede no proporcionar 20.000 m³/h una vez que la resistencia del sistema alcanza los 1.500 Pa.

La curva de rendimiento muestra cómo el flujo de aire y la presión cambian con las condiciones de funcionamiento. El punto de funcionamiento real está determinado por la interacción entre la curva del ventilador y la curva de resistencia del sistema.

Es por eso que una selección de ventilador basada únicamente en un número de flujo de aire del catálogo puede producir resultados decepcionantes después de la instalación.

6. Considere el aire real que se está manejando

La ventilación industrial no siempre implica aire limpio a temperatura ambiente.

La condición del gas puede cambiar significativamente la selección del ventilador.

Aire normal

Para la ventilación general de una fábrica, un ventilador industrial estándar puede ser suficiente si los requisitos de temperatura, humedad y presión están dentro del rango de diseño.

Aire caliente

Para el escape de hornos, los sistemas-de chorro caliente y la ventilación de procesos a alta-temperatura, la temperatura del gas debe incluirse en la selección.

Una temperatura más alta cambia la densidad del aire y puede afectar el rendimiento y los requisitos de energía del ventilador. AMCA identifica la densidad del aire como una condición importante en la selección de ventiladores.

Polvo-Aire cargado

El polvo puede afectar tanto el rendimiento aerodinámico como la vida mecánica de un ventilador.

Para sistemas de recolección de polvo u otros sistemas de manejo de partículas-, el soplador debe seleccionarse de acuerdo con las características de las partículas, la concentración, los requisitos de presión y el desgaste esperado.

Gas corrosivo o de proceso

Los vapores químicos o gases corrosivos pueden requerir materiales o construcción diferentes a los de un ventilador de ventilación estándar.

Por lo tanto, se debe proporcionar la composición del gas antes de finalizar el ventilador.

7. Preste atención a los conductos

Un soplador no puede compensar indefinidamente un sistema de conductos ineficiente.

Un diseño deficiente de los conductos puede generar una pérdida de presión innecesaria y aumentar la potencia requerida del ventilador.

Al revisar un sistema de ventilación, verifique:

• Diámetro del conducto
• Longitud del conducto
• Número de codos
• Radio del codo
• Conexiones de rama
• Expansiones o contracciones repentinas.
• Posiciones del amortiguador
• Resistencia del filtro
• Disposición de entrada y salida del ventilador.

Un ventilador seleccionado correctamente en el papel aún puede funcionar de manera diferente en el campo si la instalación crea efectos adicionales en el sistema.

AMCA señala específicamente que la instalación del ventilador debe ser similar a la configuración de prueba al comparar el rendimiento del ventilador, porque las condiciones de instalación pueden afectar el resultado real.

8. Considere la velocidad del ventilador y la potencia del motor

Una vez que se ha establecido el punto de trabajo requerido, se puede evaluar la velocidad del ventilador y la potencia del motor.

Una velocidad más alta del ventilador puede aumentar el flujo de aire y la presión, pero también puede aumentar el consumo de energía, el ruido y el estrés mecánico.

Para los sistemas que funcionan muchas horas al día, la eficiencia se vuelve particularmente importante.

AMCA señala que la eficiencia del ventilador depende en gran medida de dónde opera el ventilador en su curva de rendimiento.

Por lo tanto, al comparar dos sopladores adecuados, mire más allá del precio de compra.

Controlar:

• Velocidad de funcionamiento
• potencia del motor
• Eficiencia en el punto de servicio
• Horas de funcionamiento previstas
• Requisitos de control de velocidad
• Requisitos de mantenimiento

Se puede justificar un costo inicial del equipo ligeramente mayor si el soplador seleccionado funciona de manera más eficiente durante miles de horas.

9. Elija el impulsor según el servicio de ventilación

No todos los sopladores centrífugos utilizan el mismo diseño de impulsor.

El impulsor afecta la relación entre el flujo de aire, la presión, la eficiencia y el tipo de gas que se puede manejar.

Por ejemplo, se pueden considerar los impulsores-curvos hacia atrás cuando la eficiencia es importante, mientras que los impulsores radiales se consideran comúnmente para aplicaciones donde el aire contiene partículas o donde se requiere un diseño de rueda más robusto.

La gama actual de JN Fan incluye ventiladores centrífugos-curvos hacia atrás, así como ventiladores de impulsor radial-para aplicaciones de transporte y reciclaje de materiales.

Por lo tanto, el impulsor debe seleccionarse de acuerdo con la función de ventilación real en lugar de tratarse como un detalle secundario.

10. Considere el ruido y la vibración

Los equipos de ventilación industrial pueden funcionar continuamente, por lo que no se deben ignorar el ruido y las vibraciones.

El ruido puede verse afectado por:

Velocidad del ventilador

Diseño del impulsor

Velocidad del aire

Configuración de conductos

Disposición del motor y la transmisión.

Condiciones de instalación

La vibración puede deberse a factores como desequilibrio del impulsor, problemas en los rodamientos, desalineación o instalación inadecuada.

Para los sistemas de ventilación ubicados cerca de los trabajadores de producción o de áreas ocupadas, puede valer la pena considerar un diseño de ventilador con menor ruido-.

11. Piense en el funcionamiento continuo

Un ventilador de ventilación en una planta industrial puede funcionar durante muchas horas al día.

Eso cambia la importancia de ciertos criterios de selección.

Para un funcionamiento continuo, preste especial atención a:

• Clasificación del motor
• Disposición de rodamientos
• Configuración de la unidad
• Temperatura de funcionamiento
• Eficiencia del ventilador
• Acceso de mantenimiento
• Punto de funcionamiento esperado
• Disponibilidad de repuestos

Un ventilador que funcione adecuadamente para un funcionamiento ocasional puede no ser la mejor opción para un entorno de producción de 24 horas.

12. No sobredimensione el soplador sin una razón

Es común ver que se agrega un margen de seguridad durante la selección del equipo.

Un margen razonable puede ser apropiado cuando las condiciones operativas futuras son inciertas, pero simplemente elegir un soplador mucho más grande no siempre es más seguro.

Un ventilador de gran tamaño puede producir un flujo de aire excesivo, funcionar fuera del punto de diseño previsto, consumir más energía o requerir control adicional a través de compuertas o funcionamiento de velocidad-variable.

El mejor enfoque es comprender el rango operativo real y seleccionar un soplador que pueda cubrir las condiciones esperadas manteniendo un punto de funcionamiento adecuado.

13. Verifique la instalación completa

Antes de pedir el soplador, confirme que el equipo seleccionado se ajuste físicamente al sistema.

Los detalles importantes incluyen:

• Dimensiones del ventilador
• Tamaño de entrada y salida
• Dirección de salida
• Orientación de instalación
• Ubicación del motor
• Autorización de mantenimiento
• Requisitos de cimentación
• Suministro eléctrico
• Conexión de conducto
• Acceso para inspección

Para proyectos de reemplazo, las dimensiones y la disposición de las conexiones del ventilador existente pueden ser tan importantes como su flujo de aire y presión.

14. ¿Qué información debería proporcionarle al fabricante del soplador?

Cuando solicite un ventilador de ventilación industrial, proporcione la mayor cantidad posible de la siguiente información:

Parámetro	Ejemplo
Solicitud	Ventilación por extracción de fábrica
flujo de aire	20,000 m³/h
Presión estática	1.500Pa
Gas	Aire
Temperatura	40 grados
Contenido de polvo	Aire bajo/limpio
Tiempo de funcionamiento	20h/día
Fuente de alimentación	380 V / 50 Hz / Trifásico
Conducir	Transmisión directa o por correa
Control de velocidad	Velocidad fija/VFD
Instalación	Interior/exterior
Conexión de conducto	Dimensiones del conducto existente

En el caso de ventilación de proceso, corrosiva, con polvo o a alta temperatura-, incluya también la composición del gas y las condiciones de funcionamiento.

Luego, el fabricante puede evaluar el ventilador en función del punto de funcionamiento real en lugar de seleccionar únicamente el flujo de aire.

Un ejemplo práctico de selección

Considere un sistema de escape de fábrica con los siguientes requisitos:

Caudal de aire necesario: 25.000 m³/h

Presión del sistema: 1.800 Pa

Gas: aire de escape de fábrica

Temperatura: 60 grados

Operación: 16 horas por día

El proceso de selección sería:

1. Confirme el flujo de aire requerido.

25.000 m³/h es el caudal de aire de ventilación de diseño.

2. Calcule la resistencia del sistema.

Incluya los conductos, codos, compuertas, filtros y equipos de escape.

3. Confirme el requisito de presión.

La resistencia calculada del sistema es de aproximadamente 1800 Pa con el flujo de aire requerido.

4. Compare los tipos de ventiladores adecuados.

Debido a que el sistema requiere una presión y un flujo de aire sustanciales, un ventilador centrífugo puede ser más apropiado que un ventilador axial de baja-presión.

5. Verifique la curva de rendimiento.

Encuentre un ventilador que pueda entregar aproximadamente 25.000 m³/h a 1.800 Pa.

6. Verifique el punto de operación.

Confirme que el punto de trabajo se encuentre dentro de una región adecuada de la curva de rendimiento.

7. Verifique el motor y la transmisión.

Confirme que la potencia del motor, la velocidad del ventilador y la disposición del variador sean adecuadas para un funcionamiento diario de 16 horas.

8. Verifique la condición de temperatura.

Debido a que el aire de escape está a 60 grados, la selección del ventilador debe tener en cuenta la densidad y temperatura reales del gas.

Este proceso es mucho más fiable que seleccionar un soplador basándose únicamente en la afirmación "se necesitan 25.000 m³/h".

Conclusión final

El soplador industrial adecuado para un sistema de ventilación lo determina el sistema, no sólo el catálogo de ventiladores.

Comience con el flujo de aire requerido. Calcule las pérdidas de presión en todos los conductos y equipos conectados. Luego compare las opciones de ventiladores centrífugos y axiales según el punto de trabajo real.

Después de eso, considere la temperatura del gas, el contenido de polvo o corrosivo, el diseño del impulsor, la velocidad del ventilador, la potencia del motor, la eficiencia, el ruido, la instalación y las horas de funcionamiento.

Para una ventilación simple de alto-volumen y baja-resistencia, un ventilador axial puede ser suficiente.

Para sistemas de ventilación con resistencia sustancial de conductos, filtros, colectores de polvo, equipos de proceso o presiones más altas.