A maioria dos erros em cotações de ventiladores são erros de unidades. CFM versus m³/h, pressão estática versus pressão total, polegadas de coluna de água versus pascals — cada uma dessas combinações já resultou em pedidos de equipamentos incapazes de cumprir a tarefa, e todas poderiam ter sido evitadas em trinta segundos.
Vazão de ar
Vazão volumétrica, expressa em m³/h, m³/s, CFM ou L/s.
Conversões que vale a pena memorizar: 1 m³/h = 0.589 CFM, portanto 1 CFM = 1.699 m³/h. 1 m³/s = 3,600 m³/h = 2,119 CFM. 1 L/s = 3.6 m³/h.
A armadilha: vazão volumétrica não é vazão mássica. Um ventilador que movimenta 5,000 m³/h de ar a 20 °C movimenta uma massa consideravelmente maior do que o mesmo ventilador movimentando 5,000 m³/h de ar a 200 °C, porque o ar quente é menos denso. Quando o processo depende da massa — combustão, secagem ou qualquer aplicação com balanço químico ou térmico — especifique a temperatura à qual se aplica o valor volumétrico. Um valor sem temperatura é ambíguo.
Pressão e a distinção que importa
Três valores aparecem nas fichas técnicas, e confundi-los é o erro de especificação mais comum.
Pressão estática é a pressão que o ventilador desenvolve contra a resistência do sistema. É o que sua rede de dutos consome.
Pressão dinâmica é a energia cinética do ar em movimento, proporcional ao quadrado da velocidade.
Pressão total é a soma das duas.
Ventiladores em sistemas com dutos quase sempre são selecionados com base na pressão estática. Um fornecedor que cotar a pressão total apresentará um valor mais alto para o mesmo ventilador — às vezes 10–20% mais alto em sistemas de alta velocidade — e o ventilador parecerá superior ao de um concorrente que cotar a pressão estática. Antes de comparar, confirme sempre qual base foi usada na cotação.
Unidades: 1 polegada de coluna de água = 249 Pa. 1 mmH₂O = 9.81 Pa. 1 mbar = 100 Pa. Um sistema HVAC típico opera entre 200–1,500 Pa; processos industriais e sistemas de aspiração de pó, comumente entre 1,500–5,000 Pa; sopradores de alta pressão operam muito acima disso.
Potência e eficiência
Potência no eixo (potência absorvida) é a potência de que o ventilador realmente necessita no ponto de operação. Potência nominal do motor é a capacidade do motor e é sempre maior. Compare as cotações pela potência no eixo no seu ponto de operação — o tamanho do motor indica o que foi instalado, não do que o ventilador precisa.
A eficiência total do ventilador é a potência útil dividida pela potência no eixo. Valores realistas: centrífugo de pás curvadas para trás, 75–85%; de pás curvadas para frente, 55–70%; axial, 65–80% em um bom ponto de operação. Valores acima de 90% devem levar a questionamentos sobre a base de cálculo.
Verificação aproximada: potência no eixo em kW ≈ (vazão em m³/h × pressão em Pa) ÷ (3,600,000 × eficiência). Para 10,000 m³/h a 1,000 Pa, com eficiência de 75%: (10,000 × 1,000) ÷ (3,600,000 × 0.75) ≈ 3.7 kW. Se uma cotação indicar uma potência no eixo muito inferior a esse valor, a eficiência informada ou o ponto de operação informado está incorreto.
As leis dos ventiladores
Para o mesmo ventilador operando em outra velocidade, com a densidade inalterada:
- Vazão varia diretamente com a velocidade — 10% a mais de rpm resulta em 10% a mais de vazão
- Pressão varia com o quadrado da velocidade — 10% a mais de rpm resulta em 21% a mais de pressão
- Potência varia com o cubo da velocidade — 10% a mais de rpm resulta em 33% a mais de potência
A relação cúbica é o principal argumento a favor do controle de velocidade variável. Reduzir a velocidade para 80% reduz a vazão para 80% e a potência para cerca de 51%. Obter a mesma redução de vazão fechando um registro mantém o ventilador consumindo quase a potência total e desperdiça a diferença em calor e ruído.
As leis se aplicam a alterações de velocidade de um ventilador fixo em um sistema fixo. Elas não podem ser usadas para fazer projeções entre ventiladores de tamanhos diferentes e pressupõem que a curva do sistema permaneça inalterada.
Ruído
O nível de potência sonora, em dB, é uma propriedade do próprio ventilador. O nível de pressão sonora, em dB(A), é o que uma pessoa ouve a uma distância especificada e depende do ambiente. Uma especificação sem indicar a distância não tem significado.
Os decibéis são logarítmicos: +3 dB representa o dobro da energia acústica; +10 dB é percebido subjetivamente como aproximadamente o dobro do volume. Dois ventiladores idênticos funcionando juntos produzem +3 dB, não o dobro do valor.
O ruído aumenta acentuadamente com a velocidade — aproximadamente 50 log(razão de velocidades); assim, um aumento de 10% na velocidade acrescenta cerca de 2 dB. Selecionar um ventilador maior operando em velocidade menor para o mesmo ponto de operação é a maneira mais confiável de reduzir o ruído na fonte e, em geral, também melhora a eficiência.
Como analisar uma ficha técnica com atenção
Verifique a densidade de referência e se ela corresponde às suas condições. Confirme se a pressão é estática ou total. Verifique se a vazão se refere às condições na entrada ou na descarga, quando a temperatura for diferente. Confirme se a eficiência cotada é a eficiência total do ventilador ou se inclui o motor e a transmissão.
Em seguida, localize seu ponto de operação na curva e consulte a eficiência nesse ponto — não a eficiência máxima impressa na ficha, que corresponde a outra vazão. Um ventilador com eficiência máxima de 82% que opere a 55% no seu ponto de operação é pior do que um ventilador com eficiência máxima de 76% que opere a 74%.
Envie-nos as condições do seu ponto de operação e retornaremos uma curva com o ponto de operação, a potência absorvida e os dados de ruído nesse ponto, com a base claramente identificada.