La mayoría de los ventiladores de conducto en línea en servicio están sobredimensionados, y el comprador pagó dos veces por ello: una vez en el precio de compra y después continuamente en energía y ruido. El sobredimensionamiento casi siempre se debe a un margen de seguridad añadido sobre un valor de resistencia que ya incluía uno.
Establezca la resistencia antes de consultar los modelos
Un ventilador de conducto en línea debe vencer la resistencia total del tramo en el que está instalado. Ese total es la suma de:
- Fricción del conducto recto: depende de la velocidad, las dimensiones del conducto y la superficie interna. En los conductos rectangulares se calcula utilizando el diámetro equivalente.
- Accesorios: codos, transiciones, derivaciones en T y compuertas. En una sala técnica compacta, los accesorios suelen contribuir más que el conducto recto.
- Equipos terminales: rejillas, difusores, lamas y atenuadores.
- Filtros y baterías, en su condición sucia, no limpia.
Este último punto es donde aparece el primer margen oculto. La resistencia del filtro en la condición de sustitución puede ser el doble del valor en condición limpia y, si el cálculo ya utiliza el valor sucio, añadir otro margen encima supone contabilizarlo dos veces.
Por qué un margen de seguridad amplio empeora las cosas
Un ventilador seleccionado muy a la derecha de la curva del sistema no se limita a suministrar más aire sin consecuencias. Se producen tres efectos:
El punto de funcionamiento se aleja del pico de eficiencia. Las curvas de los ventiladores tienen una zona de máxima eficiencia; un ventilador que trabaja muy por encima de ella consume más energía por unidad de aire desplazado.
El ruido aumenta considerablemente. La potencia acústica aumenta aproximadamente con la quinta potencia de la velocidad periférica. Un ventilador elegido con un tamaño excesivo y luego estrangulado mediante una compuerta genera ruido tanto en la compuerta como en el propio ventilador.
Las compuertas de equilibrado convierten el margen en calor. Toda la presión que produce el ventilador sobredimensionado por encima de la necesaria se disipa a través de la compuerta. La energía se compra y luego se destruye deliberadamente.
Un margen de aproximadamente el 10 % sobre la presión calculada es una medida de prudencia normal en ingeniería. Los márgenes del 30–50 %, habituales en la práctica, generalmente indican que no se confió en el cálculo; la respuesta correcta es mejorar el cálculo.
Efecto del sistema: las pérdidas que nunca aparecen en el cálculo
El rendimiento de catálogo se mide con un conducto recto y sin perturbaciones en la entrada y la salida. Las instalaciones reales rara vez ofrecen esas condiciones, y la diferencia se denomina efecto del sistema.
Los dos casos más perjudiciales son:
- Un codo inmediatamente en la entrada. El aire entra en el ventilador con un remolino y una distribución irregular de velocidades. Son habituales pérdidas del 10–20 % de la presión del ventilador y, si el remolino gira en el mismo sentido que el impulsor, la pérdida puede ser aún mayor.
- Una transición abrupta en la salida. El aire sale de la descarga del ventilador a alta velocidad y necesita un tramo recto para recuperar presión. Instalar un codo o una expansión repentina directamente en la salida elimina esa recuperación.
La regla práctica consiste en proporcionar un tramo de conducto recto de varios diámetros de conducto en la entrada y de al menos dos o tres diámetros en la salida antes de cualquier accesorio. Cuando la sala técnica realmente no permite hacerlo, la pérdida por efecto del sistema debe añadirse explícitamente a la resistencia calculada, en lugar de absorberse en un margen impreciso.
Aspectos específicos de los conductos rectangulares
Los ventiladores para conductos rectangulares se eligen porque el conducto es rectangular y una transición a sección circular ocuparía espacio y provocaría una pérdida de presión. Hay que comprobar dos aspectos:
Relación de aspecto. Un conducto muy plano tiene más perímetro mojado por unidad de área que uno cuadrado, por lo que la fricción es mayor para la misma sección transversal. Las relaciones superiores a aproximadamente 4:1 empiezan a generar una pérdida de presión apreciable.
Acceso para el mantenimiento. Un ventilador de conducto en línea instalado en un espacio sobre el techo sin panel de acceso no podrá recibir mantenimiento. Es necesario poder acceder a los rodamientos y los impulsores, y esto se decide durante la fase de distribución, no en el momento de la compra.
Antes de realizar el pedido
Confirme si el cálculo de resistencia especifica que los filtros están en condición limpia o sucia; confirme los tramos rectos de entrada y salida disponibles en la instalación; y confirme que el ventilador se ha seleccionado cerca de su pico de eficiencia para el régimen de diseño, en lugar de hacerlo en el extremo de su curva. Estas tres comprobaciones eliminan la mayor parte del sobredimensionamiento que, de otro modo, se incorporaría al sistema.