Una unidad de condensación enfriada por aire de 30 HP situada en el tejado de un supermercado en el sur de China registra una descarga de 21 bar en una tarde de julio, cuando la cifra de diseño es de 17 bar. El serpentín está limpio, la carga de refrigerante ha sido verificada dos veces, la unidad tiene apenas dos años. Lo que cambió es el lado del aire: una hélice de repuesto que gira a unas 890 rpm detrás de una rejilla protectora de malla fina, sopla en aproximadamente 40 cm de espacio libre en la pared y envía el aire de descarga caliente directamente a la entrada del serpentín.

Los problemas de diseño de los ventiladores rara vez parecen fracasos. Nada se dispara, nada genera alarma: el sistema simplemente se estabiliza a una temperatura de condensación más alta y la amortiza cada hora de la temporada de enfriamiento. Vale la pena tener en cuenta la regla general: cada 1 K de exceso de temperatura de condensación cuesta aproximadamente entre un 2 % y un 3 % en potencia del compresor, por lo que un error de 4 K representa un 10 % permanente en la factura de electricidad.

Las cuatro variables del ventilador que deciden la temperatura de condensación

Antes de contar las aspas, las marcas de motores o los estilos de protección, un ventilador de condensador solo equilibra cuatro cosas. Póngalos en el orden correcto y todo lo demás se convertirá en un trabajo detallado.

Flujo de aire medido en la cara del serpentín, no en la salida del ventilador

Los catálogos de fans cotizan la entrega aérea gratuita. Un serpentín de dos filas con una separación de aletas de 2,0 mm, más una rejilla protectora, presenta una resistencia de 30 a 60 Pa y el impulsor se desliza hacia abajo por su curva hasta un flujo notablemente más bajo. Dimensionar el ventilador respecto al punto de funcionamiento instalado y nunca respecto a la figura de aire libre.

Diámetro antes de velocidad

Para el mismo flujo de aire, un impulsor más grande que gira lentamente es más silencioso y generalmente consume menos energía. Las unidades de condensación comerciales suelen utilizar hélices de 400 a 630 mm; Las unidades industriales y de tejado más grandes se mueven hasta 800 mm y más, precisamente para que el motor pueda permanecer lento.

Geometría de la hoja, incluidas las partes que nadie dibuja.

La inclinación, la curvatura, la relación del cubo y el número de palas establecen el espectro de ruido y el margen de pérdida. Lo mismo ocurre con el espacio entre la punta de la hoja y el anillo venturi, que es tanto una tolerancia de fabricación como una decisión de diseño.

El accionamiento y la lógica de control detrás de él.

Velocidad fija con ciclo de ventilador, dos velocidades o velocidad variable EC. Esta única elección decide el comportamiento de carga parcial, y en carga parcial es donde la mayoría de los condensadores pasan la mayor parte de sus horas de funcionamiento.

Cómo se ven realmente los buenos números de diseño de fanáticos

Los argumentos sobre el diseño de los fans dan vueltas rápidamente porque cada uno cita una figura de mérito diferente. La breve lista a continuación es lo que verificamos al decidir si el lado de aire de una unidad condensadora está insuficientemente diseñado, tiene el tamaño correcto o si se le pide que haga algo que la geometría del serpentín no puede soportar.

Diámetro, velocidad y las leyes del ventilador que castigan las palas pequeñas

Las leyes de los fanáticos son simples e implacables. El flujo de aire aumenta con la velocidad, la presión estática con el cuadrado de la velocidad, la potencia del eje con el cubo y el sonido aumenta abruptamente, del orden de 12 a 15 dB para duplicar la velocidad de rotación. La consecuencia es contundente: si a una unidad le falta flujo de aire, aumentar la velocidad de un impulsor pequeño es la corrección más costosa disponible, en términos de potencia, ruido y vida útil de los rodamientos.

El diámetro del impulsor compra flujo de aire a una velocidad de rotación más baja. Una hélice de 630 mm a 700 rpm y una hélice de 450 mm a aproximadamente 1370 rpm pueden mover aire similar, pero la más pequeña generalmente será más ruidosa, consumirá más potencia en el mismo trabajo y perderá más rendimiento una vez que la bobina comience a fallar. En sitios sensibles al ruido, la velocidad de las puntas es el número a tener en cuenta: mantener las puntas de las palas por debajo de aproximadamente 60 a 65 m/s evita el fuerte aumento en el tono de paso de las palas que los vecinos notan primero, mucho antes de que cualquier nivel de sonido medido se convierta en una queja formal.

Holgura de la punta, inclinación de la hoja y el ruido que la gente realmente nota

La limpieza de las puntas es la causa silenciosa del rendimiento del ventilador. Un aumento de 2 mm en un impulsor de 500 mm no parece nada en un dibujo, pero puede costar varios por ciento de eficiencia estática y producir un silbido de banda estrecha que se transmite al siguiente edificio. Vale la pena incluir límites prácticos en cualquier especificación: espacio libre no superior a aproximadamente el 1 % del diámetro del impulsor, relación del cubo en el rango de 0,3 a 0,4 y un borde de salida sesgado o un espaciado desigual de las aspas para distribuir la energía tonal en un sonido de banda ancha. Las pruebas publicadas que utilizan franjas de control que liberan vórtices y perfiles de aspas asimétricos han informado reducciones de 1 a 2 dB, cifras modestas que deciden el resultado cuando un sitio se ubica 3 dB por encima de su permiso.

La rejilla protectora también pertenece al ventilador. Una fina malla protectora puede añadir 10 a 20 Pa de resistencia y distorsionar el flujo de entrada; una protección de alambre más gruesa con un paso de 20 a 25 mm generalmente cuesta menos rendimiento para la misma función de seguridad.

Un ventilador que es 3 dB más ruidoso transmite el doble de potencia sonora. Reducir la velocidad del mismo ventilador en un 15 % reduce su consumo de energía en casi un 40 % y su flujo de aire en un 15 %. Cuál de esos dos números importa más es una decisión del sitio, no una decisión del catálogo.

Para obtener una imagen más amplia de cómo las opciones de aspas y flujo de aire interactúan con el comportamiento de la bobina, nuestra nota sobre Diseño del ventilador y características del flujo de aire en condensadores enfriados por aire. sigue las mismas variables a nivel del sistema.

Adaptación del control del ventilador a la unidad y a la aplicación

Un ventilador instalado sólo funciona tan bien como lo permite su estrategia de control. Un condensador minorista que ejecuta un circuito de temperatura media impulsado por un inversor varía la velocidad del ventilador continuamente y mantiene la presión de condensación dentro de una banda estrecha mientras la carga de la tienda oscila durante la tarde; una unidad de velocidad fija que hace funcionar tres ventiladores en pasos funciona bien a una temperatura ambiente de 32 °C y tiene problemas a 2 °C, donde el serpentín se sobrecondensa, el subenfriamiento del líquido colapsa y la válvula de expansión pierde autoridad.

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En las unidades de condensación semiherméticas enfriadas por aire, el paquete de ventilador normalmente tiene un tamaño adecuado para un ambiente declarado con un pequeño margen, y la pregunta de diseño es dónde se ubica ese margen: el área adicional de la cara del serpentín es silenciosa, la velocidad adicional del ventilador no. Revisar la curva del ventilador frente a la caída de presión real del serpentín, en lugar de compararlo con un flujo de aire nominal, es el paso que más a menudo expone un desajuste antes de que la unidad salga de fábrica.

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Para tareas más grandes, las unidades de condensación de tipo tornillo generalmente hacen funcionar dos o tres ventiladores a través de un serpentín dividido, lo que permite el funcionamiento parcial del serpentín a baja temperatura ambiente y con un flujo de aire por etapas sin detener todo el condensador. En esa disposición, el espaciamiento de los ventiladores y la secuencia en la que arrancan importan tanto como el diseño de las aspas, porque un conjunto de ventiladores mal secuenciados puede tirar el aire de descarga a través de una sección de serpentín vecina y cancelar el beneficio de la superficie adicional.

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Comprobaciones de puesta en marcha que exponen un problema de diseño del ventilador.

La mayoría de las fallas del lado del aire se pueden encontrar en una sola visita si las verificaciones se realizan en orden, en el ambiente de diseño o cerca del diseño, con la unidad con carga estable.

1. Confirme la dirección de rotación y el paso de las aspas contra la placa de identificación: un ventilador trifásico invertido todavía mueve aire, pero mucho menos.
2. Mida la corriente del motor y compárela con la cifra nominal; un ventilador que se acerca a la clasificación nominal generalmente está luchando contra una bobina restringida o un venturi mal ajustado.
3. Verifique la temperatura de aproximación: la temperatura de condensación menos la temperatura ambiente debe estar en la banda de 8 a 12 K en un serpentín limpio con el flujo de aire de diseño.
4. Pase un lápiz de humo alrededor de la entrada del serpentín y la parte superior de la unidad para encontrar la recirculación, la falla más común en los tejados.
5. Registre la velocidad de vibración y la temperatura del rodamiento después de treinta minutos de funcionamiento; cualquier cosa por encima de aproximadamente 4,5 mm/s RMS justifica una mirada al equilibrio y la holgura de la punta.
6. Verifique la etapa de control (velocidad mínima, banda muerta y cantidad de ventiladores permitidos en condiciones ambientales bajas) con la secuencia para la que fue diseñada la unidad.

Qué escribir en las especificaciones de un ventilador

Cuatro líneas separan una especificación útil de un ventilador de una vaga: flujo de aire requerido con la caída de presión real del serpentín en lugar de aire libre; presión sonora permitida a una distancia y banda de octava establecidas; el rango de control, expresado como porcentaje mínimo de velocidad; y la temperatura ambiente a la que aún se debe entregar la capacidad total. Agregue la clase de corrosión (los sitios costeros y de procesamiento de alimentos necesitan acabados de motor y aspas diferentes a los de una sala de plantas seca en el interior) y el requisito de acceso para mantenimiento, porque un ventilador que no se puede quitar sin cortar las tuberías no recibirá servicio.

Un buen diseño de ventilador de condensador enfriado por aire rara vez se compara con el impulsor más avanzado del mercado. Se trata de hacer coincidir un impulsor con la resistencia real de la bobina, mantener la holgura de la punta honesta, elegir un diámetro que permita que el motor funcione lentamente y dejar que la estrategia de control utilice ese rango durante todo el año. Si esos cuatro son correctos, el condensador mantendrá su temperatura de condensación de diseño hasta agosto, el compresor obtendrá lo que prometía la hoja de datos y nadie en el edificio de al lado presentará una queja por ruido.

Si está especificando una unidad de condensación o reemplazando un paquete de ventilador en un serpentín existente, nuestro equipo de ingeniería puede comparar el punto de funcionamiento instalado con sus condiciones ambientales y perfil de carga. contáctanos con el dibujo de la bobina y los detalles del sitio.