Um ventilador EC custa significativamente mais do que o equivalente em CA, e o argumento de venda é sempre a economia de energia. A validade desse argumento depende quase inteiramente de um dado que nunca aparece no folheto: quantas horas por ano o ventilador realmente funciona e com que proporção da capacidade máxima.
EC — comutado eletronicamente — significa um motor CC sem escovas, de ímanes permanentes, com a eletrónica de acionamento integrada no motor. CA, neste contexto, significa um motor de indução convencional, que funciona a velocidade fixa ou é alimentado por um variador de frequência separado.
Eficiência à carga máxima e a diferença à carga parcial, que é mais importante
À carga máxima, a diferença é real, mas não dramática. Um motor de indução bem fabricado, nos tamanhos utilizados em ventiladores, costuma situar-se entre os setenta e muitos e os oitenta e muitos por cento; um motor EC com a mesma potência nominal normalmente fica entre os oitenta e muitos e os primeiros noventa por cento. Por si só, essa diferença raramente justifica o preço adicional.
A diferença aumenta à carga parcial. A eficiência de um motor de indução cai acentuadamente abaixo de aproximadamente metade da sua carga nominal, e as perdas num variador de frequência somam-se a isso. Um motor EC mantém grande parte da sua eficiência mesmo a baixas velocidades, porque a comutação é eletrónica e o rotor tem ímanes permanentes em vez de correntes induzidas.
Isto importa porque os sistemas de ventilação passam a maior parte do tempo à carga parcial. Um ventilador dimensionado para um dia de projeto que ocorre apenas algumas vezes por ano funciona a 40–70% da capacidade durante o resto do tempo. Se o sistema modular a velocidade, a comparação com o EC deve ser feita às velocidades que realmente mantém, não à velocidade máxima.
Calcular o retorno com rigor
O cálculo exige quatro dados, mas os compradores normalmente só têm dois:
- Horas de funcionamento por ano. O funcionamento contínuo corresponde a cerca de 8,760 horas; um ventilador de edifício em turno único pode funcionar 2,500 horas.
- O perfil de velocidade. Não a velocidade média, mas a distribuição. A potência do ventilador varia com o cubo da velocidade; por isso, o tempo a baixa velocidade quase não contribui para o consumo, enquanto o tempo à velocidade máxima é determinante.
- Tarifa de eletricidade no local. O mesmo ventilador recupera o investimento em um terço do tempo num mercado com tarifa elevada, em comparação com um mercado subsidiado.
- A diferença de preço do modelo específico, não uma percentagem genérica.
Como orientação geral: ventiladores de funcionamento contínuo com modulação de velocidade efetiva, num mercado com tarifas moderadas a elevadas, costumam atingir o retorno do investimento dentro de dois a três anos. Ventiladores de velocidade fixa que funcionam cerca de dois mil horas por ano frequentemente não chegam a esse retorno durante a vida útil do equipamento.
O que mais muda com EC
O controlo é mais simples. A velocidade é comandada diretamente no motor por um sinal de 0–10 V ou uma entrada digital, eliminando o painel de acionamento separado, a necessidade de arrefecimento do armário do variador e os limites de comprimento do cabo do motor associados à comutação do acionamento. Num banco de ventiladores com uma dúzia de ventiladores, eliminar uma dúzia de variadores representa uma poupança real, tanto no custo como no espaço do painel.
O comportamento harmónico também é diferente. Vários variadores de frequência numa alimentação injetam harmónicas, que por vezes exigem medidas de mitigação; os motores EC têm características próprias do lado da alimentação, que devem ser verificadas, mas que, em geral, são tratadas ao nível da unidade.
Três situações em que CA continua a ser a melhor escolha
- Temperatura ambiente elevada junto ao motor. A eletrónica de acionamento EC fica dentro do motor e tem o seu próprio limite de temperatura. Em correntes de ar quentes — extração de cozinhas, alguns sistemas de exaustão de processos — um motor de indução instalado fora da corrente de ar é mais robusto; além disso, os ímanes permanentes também perdem fluxo a temperaturas elevadas.
- Velocidade fixa e poucas horas de funcionamento. Sem modulação, não há vantagem à carga parcial; e, com poucas horas de funcionamento, há pouco a recuperar. O valor adicional acaba simplesmente por ser gasto.
- Locais remotos com acesso limitado a assistência técnica para eletrónica. Um motor de indução pode ser rebobinado em praticamente qualquer lugar. Uma avaria no controlador EC normalmente implica substituir o conjunto do motor, e os prazos de entrega de um modelo específico podem ser longos.
Quando um ventilador modula a velocidade, funciona muitas horas e está num ambiente com temperatura normal, o EC costuma ser a recomendação direta. Se faltar qualquer uma destas três condições, convém fazer o cálculo antes de assumir essa escolha.