Un ventilador plug es un impulsor centrífugo de álabes curvados hacia atrás o de perfil aerodinámico al que se le ha eliminado la carcasa espiral. Eliminar la carcasa parece una reducción de costes; en realidad, cambia la forma en que el ventilador descarga el aire y solo funciona si el plenum que lo rodea está diseñado para adaptarse a ello.
Qué cambia al eliminar la carcasa
Un ventilador centrífugo con carcasa recoge el aire que sale del impulsor y convierte la velocidad en presión estática mediante la espiral expansiva; después, lo entrega a través de una salida rectangular definida. Un ventilador plug no tiene espiral: el aire sale radialmente del impulsor en todas las direcciones hacia el plenum circundante, y la recuperación de presión se produce en el propio plenum.
De ello se derivan tres consecuencias.
La descarga no es direccional. La carcasa de la unidad de tratamiento de aire se convierte en el volumen presurizado, y la salida de la unidad puede colocarse donde lo requiera la distribución —en la parte superior, lateral o en el extremo— sin cambiar el ventilador. Para unidades que deben encajar en salas de instalaciones complicadas, este es el principal beneficio práctico.
El plenum debe tener el tamaño suficiente. Aquí es donde las instalaciones con ventiladores plug suelen fallar. El aire que sale del impulsor necesita espacio para desacelerarse y recuperar presión. Si el impulsor queda demasiado cerca de una pared de la carcasa o de la cara de una batería, se pierde parte de esa recuperación; el ventilador entrega entonces menos presión de la indicada en el catálogo, y el déficit se atribuye al ventilador en lugar de al plenum.
Las condiciones de entrada son más importantes, no menos. Al no haber una carcasa que organice el flujo, una obstrucción cerca del cono de entrada se traduce directamente en una carga desigual sobre el impulsor, pérdida de presión y aumento del ruido.
Paredes de ventiladores
Como los ventiladores plug son compactos y descargan en un plenum común, varios ventiladores pequeños pueden sustituir a un ventilador grande; esta configuración suele denominarse pared de ventiladores o matriz de ventiladores.
Las ventajas son reales:
- Redundancia. Un ventilador averiado en una matriz de seis implica aproximadamente cinco sextas partes del caudal de diseño, no cero. Para una instalación que no puede detener la ventilación, esto cambia por completo el planteamiento del mantenimiento.
- Eficiencia en la reducción de caudal. A carga parcial, hacer funcionar cuatro de seis ventiladores en su punto máximo de eficiencia supera, en muchos perfiles, a hacer funcionar los seis ventiladores a velocidad reducida.
- Manipulación. Seis ventiladores pequeños pasan por una puerta. Un ventilador grande y su motor quizá no, lo que importa para la sustitución en un edificio existente.
- Menor longitud de la unidad, porque no hay espiral ni una transición larga de descarga.
Los costes son igualmente reales: más motores, más controles, más conexiones eléctricas y más elementos que pueden fallar de forma individual. Además, una matriz debe contar con protección contra el tiro inverso en los ventiladores inactivos; de lo contrario, el aire retorna en cortocircuito a través de las unidades detenidas y los ventiladores en funcionamiento trabajan en vano.
Acceso para mantenimiento
Un ventilador plug de accionamiento directo tiene esencialmente dos elementos de servicio: los rodamientos del motor y el impulsor. Ambos son accesibles desde la puerta de acceso al plenum sin desmontar los conductos, lo que supone una ventaja significativa frente a un ventilador con carcasa instalado en el interior de una unidad.
La limpieza del impulsor es más importante que en un ventilador con carcasa. Los álabes de perfil aerodinámico acumulan depósitos que desequilibran la rueda, y una rueda desequilibrada a alta velocidad daña rápidamente los rodamientos. Cuando la corriente de aire transporta grasa o fibras, los intervalos de limpieza deben establecerse deliberadamente en lugar de dejarse al calendario general de mantenimiento.
Aspectos de selección
- Confirme las dimensiones del plenum comparándolas con las holguras mínimas del fabricante: del impulsor a la pared, del impulsor a la cara de la batería y del impulsor al suelo. El rendimiento del catálogo presupone que se cumplen estas condiciones.
- Compruebe la holgura de entrada delante del cono de entrada. Los filtros o las baterías colocados cerca de la entrada degradan el rendimiento.
- Especifique el aislamiento frente a vibraciones. No hay una carcasa que aporte rigidez, por lo que el ventilador se monta sobre un bastidor, y dicho bastidor transmite vibraciones a la carcasa de la unidad si no está aislado.
- Decida pronto las disposiciones contra el tiro inverso si se utiliza una matriz.
- Confirme el grado de equilibrado. Los impulsores de los ventiladores plug funcionan a alta velocidad sin una carcasa que contenga una posible avería; la calidad del equilibrado es una cuestión de seguridad, no solo de ruido.
Cuándo sigue siendo preferible un ventilador con carcasa
Cuando el ventilador debe descargar directamente en un conducto sin un plenum, un ventilador centrífugo con carcasa es sencillamente el componente correcto: la espiral realiza la recuperación de presión que, de otro modo, necesitaría un plenum inexistente. Los ventiladores con carcasa también siguen siendo preferibles para corrientes de aire sucias, en las que el volumen cerrado de un plenum resulta difícil de limpiar, y para aplicaciones de alta presión, en las que la recuperación de la espiral contribuye de forma útil al total.