Um ventilador plug é um impulsor centrífugo de pás curvadas para trás ou de perfil aerodinâmico, sem a carcaça em voluta. A remoção da carcaça pode parecer uma redução de custo; na realidade, trata-se de uma alteração na forma como o ventilador descarrega o ar, e só funciona se o plenum ao seu redor for projetado para essa finalidade.
O que muda com a remoção da carcaça
Um ventilador centrífugo com carcaça coleta o ar que sai do impulsor e converte a velocidade em pressão estática por meio da voluta expansiva, entregando-o em seguida através de uma saída retangular definida. Um ventilador plug não possui voluta: o ar sai radialmente do impulsor em todas as direções para o plenum ao redor, e a recuperação de pressão ocorre no próprio plenum.
Disso resultam três consequências.
A descarga não é direcional. A carcaça da unidade de tratamento de ar torna-se o volume pressurizado, e a saída da unidade pode ser posicionada onde o layout exigir — na parte superior, lateral ou extremidade — sem alterar o ventilador. Para unidades que precisam se adaptar a salas técnicas com espaço limitado, esse é o principal benefício prático.
O plenum deve ser suficientemente grande. É aqui que as instalações com ventiladores plug costumam apresentar problemas. O ar que sai do impulsor precisa de espaço para reduzir sua velocidade e recuperar pressão. Se o impulsor for instalado muito próximo da parede da carcaça ou da face de uma serpentina, parte dessa recuperação será perdida — o ventilador entregará então menos pressão do que a especificada no catálogo, e a deficiência será atribuída ao ventilador, e não ao plenum.
As condições de entrada são mais importantes, e não menos. Sem uma carcaça para organizar o fluxo, uma obstrução próxima ao cone de entrada se traduz diretamente em carregamento desigual do impulsor, perda de pressão e aumento do ruído.
Paredes de ventiladores
Como os ventiladores plug são compactos e descarregam o ar em um plenum compartilhado, vários ventiladores pequenos podem substituir um ventilador grande — uma configuração normalmente chamada de parede de ventiladores ou conjunto de ventiladores.
As vantagens são reais:
- Redundância. A falha de um ventilador em um conjunto de seis significa aproximadamente cinco sextos da vazão de projeto, e não vazão zero. Para uma instalação que não pode interromper a ventilação, isso muda completamente a abordagem de manutenção.
- Eficiência em redução de capacidade. Em carga parcial, operar quatro de seis ventiladores em seu ponto de máxima eficiência supera, em muitos perfis, operar seis ventiladores em velocidade reduzida.
- Manuseio. Seis ventiladores pequenos passam por uma porta. Um ventilador grande e seu motor talvez não passem, o que é importante para a substituição em um edifício existente.
- Menor comprimento da unidade, pois não há voluta nem uma longa transição de descarga.
Os custos também são igualmente reais: mais motores, mais controles, mais conexões elétricas e mais itens sujeitos a falhar individualmente. Além disso, um conjunto deve contar com proteção contra refluxo nos ventiladores inativos; caso contrário, o ar fará um curto-circuito no sentido inverso através das unidades paradas, e os ventiladores em operação trabalharão sem produzir resultado útil.
Acesso para manutenção
Um ventilador plug de acionamento direto possui essencialmente dois itens de manutenção: os rolamentos do motor e o impulsor. Ambos podem ser alcançados pela porta de acesso ao plenum sem desmontar os dutos, o que representa uma vantagem significativa em relação a um ventilador com carcaça instalado em uma unidade de difícil acesso.
A limpeza do impulsor é mais importante do que em um ventilador com carcaça. As pás de perfil aerodinâmico acumulam depósitos que desequilibram o rotor, e um rotor desequilibrado em alta velocidade danifica rapidamente os rolamentos. Quando o fluxo de ar contém qualquer quantidade de graxa ou fibras, os intervalos de limpeza devem ser definidos deliberadamente, em vez de serem deixados a cargo de um cronograma geral de manutenção.
Pontos de seleção
- Confirme as dimensões do plenum de acordo com as folgas mínimas do fabricante — entre o impulsor e a parede, entre o impulsor e a face da serpentina e entre o impulsor e o piso. O desempenho de catálogo pressupõe que essas condições sejam atendidas.
- Verifique a folga de entrada à frente do cone de entrada. Filtros ou serpentinas instalados muito próximos da entrada prejudicam o desempenho.
- Especifique o isolamento contra vibração. Não há uma carcaça para acrescentar rigidez; portanto, o ventilador é montado em uma estrutura, e essa estrutura transmite vibração à carcaça da unidade se não for isolada.
- Defina antecipadamente as medidas contra refluxo se for utilizado um conjunto de ventiladores.
- Confirme o grau de balanceamento. Os impulsores de ventiladores plug operam em alta velocidade sem uma carcaça para conter uma falha; a qualidade do balanceamento é uma questão de segurança, e não apenas de ruído.
Quando um ventilador com carcaça continua sendo a melhor escolha
Quando o ventilador precisa descarregar diretamente em um duto sem um plenum, um ventilador centrífugo com carcaça é simplesmente o componente correto — a voluta realiza a recuperação de pressão que, de outra forma, exigiria um plenum inexistente. Ventiladores com carcaça também continuam sendo preferíveis para fluxos de ar sujos, nos quais o volume fechado de um plenum é difícil de limpar, e para aplicações de alta pressão, nas quais a recuperação da voluta contribui de forma útil para a pressão total.