Transporte del Aire de Ventilación Climatización y Ventilación Transporte del Aire de Ventilación www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Ventiladores El corazón de todo equipo de aire es el ventilador. Este transporta el aire desde una presión incial inferior (presión de succión) a una presión final mayor. Para una relación de presión inferior a 1,1 (presión final a presión inicial) se habla de ”forzadores“. Estos no generan una compresión importante sino sólo un movimiento del aire. www.energymanager.eu

Estructura de Ventiladores Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Estructura de Ventiladores Ventilador radial con álabes curvados hacia atrás Ventilador radial con álabes de terminación radial Ventilador radial con álabes curvados hacia adelante Ventilador de flujo transversal Fuente: DENA www.energymanager.eu

Estructura de Ventiladores Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Estructura de Ventiladores Ventilador axial, de pared Ventilador axial sin rueda directriz Ventilador axial, contracorriente Ventilador axial con rueda directriz Fuente: DENA www.energymanager.eu

Estructura de Ventiladores Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Estructura de Ventiladores www.energymanager.eu

Criterios de Selección Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Criterios de Selección La magnitud central de dimensionamiento para un ventilador es el flujo de Aire. Éste resulta de los requisitos de la planta y se debería determinar con la mayor precisión posible. Si el ventilador no pone a disposición sufiente aire, entonces la planta no puede cumplir corréctamente con su función. Cada metro cúbico en exceso implica costos energéticos innecesarios. www.energymanager.eu

Criterios de Selección Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Criterios de Selección Por eso, el lema debe ser: “Tanto como se necesite, lo mínimo posible “. Mientras un pequeño ventilador de mesa habitualmente impulsa un flujo aire de 30 m³/h, con una potencia de apenas cientos de Watts. La potencia de aire de determinados ventiladores en grandes proyectos industriales puede ser muy superior a 100.000 m³/h, con motores de 100Hp. www.energymanager.eu

Equipos y Curvas características de Ventiladores Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Equipos y Curvas características de Ventiladores Para comprender las regulaciones de la potencia de ventiladores, hay que saber, cómo resulta el punto operativo del equipo de aire. Por punto operativo se entiende el par de variables de Presión y Caudal con que trabaja el equipo. El punto operativo se puede determinar como intersección de dos curvas características en un diagrama del ventilador. www.energymanager.eu

Equipos y Curvas características de Ventiladores Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Equipos y Curvas características de Ventiladores Curva del ventilador Punto operativo Presión Curva del equipo Flujo volumétrico V www.energymanager.eu

Consumo de Corriente - Ventilador Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Consumo de Corriente - Ventilador D p AU ZU Ventilator h UM www.energymanager.eu

Pérdida de presión D p Curva de Planta Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Pérdida de presión D p Curva de Planta Pérdida de pres. D p [Pa] = D p estático (piezas) + D p dinámico (Flujo másico) = S piezas (z x r/2 x c²) + r/2 x c² = k x V´² !!! www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación BSU 90° Dimensión [mm] Pa Perdida de presión D pt [Pa] www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Pa/m Dimensión [mm] Perdida de presión D pt [Pa] www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Pérdida de Presión D p de Equipos Tipo de Equipo Clase de Equipo Flujo volumétrico total (m3/h) Valor-guía simple Δpo (Pa) Valor-guía mejorado Δpv (Pa) Equipo sólo extracción 1 hasta 300 250 150 1000 300 200 desde 10 000 400 Eq. inyección y extracción sin WRG 2 600 800   3 500 700 450 Eq. inyecc. y extracc. con intercambiadores para refrigeración o climatizac. y WRG 4 3000 1200 900  Valores-guía simples y mejorados de la pérdida de presión total de equipos de ventilación de diferente tamaño y clase. Los valores intermedios se pueden interpolar. www.energymanager.eu

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Pérdida de presión D p de equipos Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Pérdida de presión D p de equipos Partes D p Serpentina 100 - 200 Pa Filtro limpio 40 - 60 Pa Filtro sucio 250 - 300 Pa ¡Las pérdidas de presión de un equipo no son constantes, sino que dependen de la regulación y del mantenimiento! ¡Hasta 30% pérdida por fugas en equipos de climatizacion! www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Regulación del Flujo Volumétrico s/ necesidades Tipo de uso Tiempo de Operación (h/a) Condiciones de Uso Horas a plena carga transporte de aire Valor- guía simple hL e(h/a) Valor-guía mejorado hL v(h/a) Oficina 2750 con ventilación mecánica 2000 Aula escolar aulas escolares normales, de práctica, química, etc.. 1200   Auditorios, salas de conferencia 1500 500 Ventas 3600 3300 Restaurant 1000 700 Habitac. hotel 1300 Dormitorio 8760 8000 Área circulac. 2750* guardarropas, sanitarios con ventilac. mecánica Depósito poco uso 600 uso frecuente requiere ventilación constante 5500 Taller con requisitos de eliminac. de sustancias y calor Estacionam.** en edificios de oficinas y comerciales 6500 edificios de cocheras públicas *) Tiempo de operación de uso principal **) sin aberturas Parámetros de regulación: Ocupación Extracción / Inyecc. calor / frío Aire de salida Humedad Control: Registro de Personal Tiempos de ocupación Sensores: de movimiento, temperatura, humedad Sensores de calidad de aire: CO, O2, VOC www.energymanager.eu

Eficiencia de sistemas h Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Eficiencia de sistemas h Eficiencia de sistemas h Sistema = h FU * h Motor * h Ventilador Convertidor de frecuencia Motor Ventilador Pérdidas Uso de energía 100% tomado de red Energía aprovecha-ble del flujo Eficiencia del sistema www.energymanager.eu

Eficiencia del Sistema h Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Eficiencia del Sistema h Potencia eléctria P el (normalizada) Potencia neumática (normalizada) www.energymanager.eu

Cálculo de la demanda de potencia Ps Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Cálculo de la demanda de potencia Ps 1280 Pa 8200 m³/h = 2,28 m³/s h system 60% www.energymanager.eu

Flujo volumétrico V’ según demanda - antes Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Flujo volumétrico V’ según demanda - antes Red de Ventilación V´ 20% - 100% Bypass V´ Dp P ? Esclusa V´ Dp P Regulac. bypas esclusa Potencia P/P100 Regulac. de torsión Regulac. rpm Ventilador axial V´ 20% - 100% teórico Posic. álabes 10° - 35° Flujo volumétrico V/V100 Motor Flujo volumétrico V´ ON / OFF 0% - 100% Corte de onda 10% - 100% Conmutador polos 50% - 100% Convertid. frecuencia 10% - 100% DC / EC 10% - 100% Motor con revoluciones variables n [rpm] ~ V´ P1/ P2 = (V´1 / V´2)³ www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación consumo de corriente con flujo volumétrico V` según necesidad Consumo de potencia de un ventilador axial FC050 a lo largo de la curva característica de una ventilación de establo Consumo de energía eléctrica para una distribución típica del tiempo de opera-ción a lo largo de la curva característica del equipo www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Consumo de corriente Ventilador Entrada / salida de aire, torre de refrig. Bombas Circuito calefacc./frío, Humidificador, torre de regriferación Equipo de frío Compresor / Enfriador Motores Actuadores, Rotor Humidificador por vapor M www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Consumo de corriente Una regulación de acuerdo a la demanda también repercute sobre los demás consumidores de electricidad / energía, si estos también son regulables. La potencia máxima de los equipos de aire frecuentemente sólo se requiere durante un lapso breve. Para el resto del tiempo basta una parte de la potencia para cumplir la función prevista. Regulando la potencia del equipo a la demanda real se pueden lograr ahorros considerables en energía. www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos Rotor radial con álabes inclinados hacia atrás VENTILADOR Rotor radial con álabes inclinados hacia atrás Selección: 7.500 m³/h 1.000 Pa www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos Rotor radial con álabes inclinados hacia atrás Densidad Rho1=1.2 kg/m3 Tipo instalac.= A Grosor líneas rojas = umbrales de área de uso recomendada Presión estat (Pa) **solo admite RDH EA/E6 **sólo admite RDH E6 ** no usar en esta área Flujo volumétrico (m3/h) www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos Rotor radial con álabes curvados hacia adelante VENTILADOR Rotor radial con álabes curvados hacia adelante Selección: 7.500 m³/h 1.000 Pa www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos Rotor radial con álabes curvados hacia adelante Densidad Rho1=1.2 kg/m3 Tipo instalac.= A Grosor líneas rojas = umbral del área de uso recomendada Presión estática (Pa) **sólo admite ADH E4 **no usar en esta área Flujo volumétrico (m3/h) www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos Accionamiento Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos Accionamiento Correa plana o en V Accionamiento por correa Correa plana Correa en V www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Costos de Operación El ventilador en la central de tratamiento de aire: Ventilador Otros componentes Costos de inversión Costos de operación www.energymanager.eu

Ley de Proporcionalidad Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Ley de Proporcionalidad Caudal– proporcional - rpm El flujo volumétrico varía en forma proporcional a la relación de revoluciones. Presión – proporcional - rpm² El aumento de presión varía en forma propor- cional a la 2ª potencia de la relac. de revoluciones Potencia – proporcional - rpm³ La potencia de accionamiento varía en forma proporiconal a la 3ª potencia de la relac. de revoluciones www.energymanager.eu

Comparación de tipos constructivos - Resultado Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Comparación de tipos constructivos - Resultado Seleccionar el tipo de ventilador adecuado a cada aplicación. Contemplar rentabilidad. ¡Ante cambio de condiciones (p. ej. ampliación de equipo, cambio de tiempos de funcionamiento) verificar también el ventilador! En base a las curvas características (de la documentación existente) se puede hacer con facilidad una apreciación energética. www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Selección En la selección se debe prestar atención a la eficiencia la capacidad de regulación el comportamiento estable en el área de operación y a la generación de ruido En los motores y accionamientos es importante utilizar componentes de alta eficiencia. www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Selección Verifique las eficiencias de los ventiladores utilizados o en cuestión para distintos puntos de operación. Mientras no haya razones técnico-operativas o de aislación acústica que se le opongan, debería utilizar ventiladores con una alto número de revoluciones. Reemplace los accionamientos ineficientes, p.ej. correas en V, por otros más eficientes, como p. ej. correas planas; mejor aún una transmisión directa de fuerzas. www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Higiene Clase de filtro EU x, cuanto mayor es x, tanto mayor el grado de filtrado y la pérdida de presión. Filtros de Olores (p. ej. carbón activado) se emplean para sustancias volátiles, orgánicas, ciclones + filtros eléctricos para quitar polvo de aire despedido. Para garantizar la higiene en equipos de tratamientos de aire la norma exige limpieza y pruebas periódicas. USO FARMACEUTICO. Areas criticas. www.energymanager.eu

Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Higiene y Limpieza ¡Un equipo de climatización se debe mantener y limpiar periódicamente! ¡Para ello debe ser accesible (aberturas de mantenimiento)! www.energymanager.eu

Costos de operación y consumo Climatización y Ventilación– Transporte del Aire de Ventilación Costos de operación y consumo Sin service Costos de operación y consumo Ahorro por service Service Service Service Service Construcc. nueva Migración Modernizac. Migración Vida útil Bild: HLH Bd. 60 www.energymanager.eu

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