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Ventilador para ar-condicionado e refrigeração


O ventilador é um equipamento que você nunca vai deixar de encontrar em um sistema de ar-condicionado embora ele não seja essencial ao ciclo de refrigeração. O que o torna praticamente indispensável é o fato que todos os sistemas de ar-condicionado precisam criar fluxos de ar e ele é exatamente o responsável por isso.

Os ventiladores podem ser divididos em dois grupos básicos denominados: axiais e centrífugos. Como regra geral, os ventiladores axiais são utilizados quando é necessária a produção de fluxos de ar elevados e com baixa resistência, sendo contrariamente, os centrífugos, usados quando se encontrem presentes condições de fluxo baixo e resistência elevada.

Ventiladores axiais

Existem quatro tipos básicos de ventiladores axiais, denominados de hélice simples, de hélice com invólucro, axial tubular (ou ventilador de duto) e tubular centrífugo

Ventilador de hélice simples

São usualmente utilizados para efetuar a movimentação quando existam baixas pressões estáticas e para processos nos quais seja necessária uma ventilação geral.

O microventilador utilizado em unidades condensadoras e freezers é um perfeito exemplo de ventilador axial de hélice simples

Dois tipos de pás são utilizadas: pás dispostas no disco quando não devam trabalhar no interior de dutos, pás estreitas ou de hélice para efetuar a movimentação do ar contra baixa resistência.

Seu desempenho é muito sensível quando é necessário vencer uma resistência mais elevada ou quando estas sejam adicionadas, devido a que um pequeno aumento, significará uma redução apreciável do fluxo de ar.

Apresenta baixa eficiência, sendo sua construção barata, podendo ter 2 ou mais pás. São utilizados quando é necessário movimentar um elevado volume de ar, usados em aplicações tais como a de proporcionar uma boa circulação de ar no interior de um espaço ou através de uma parede e sempre que esta não deva ser efetuada mediante dutos.

Esses são os tradicionais ventiladores que encontramos nos ares-condicionados de janela. A baixa eficiência desse tipo de ventilador é o principal motivo porque não se deve tentar dutar um ar-condicionado de janela.

Ventilador axial de hélice com invólucro e Ventilador de duto

exemplo de ventilador axial

Tem pás de hélice estreitas localizadas num cilindro de pequeno diâmetro, sendo de acionamento direto, ou seja, encontrando-se o motor no interior do invólucro. Estes ventiladores podem movimentar o ar contra pressões moderadas, não possuindo qualquer tipo de aletas direcionais.

Podem ser adaptados a um sistema de dutos e ser usados em aplicações que apresentarem baixa e média pressão, de ar-condicionado ou em alguns processos industriais tais como: fornos de secagem ou exaustores de fumaça.

Ventilador axial com pás (Vaneaxial)

Possui uma configuração integrada por aletas direcionais e um cubo cilíndrico no qual se encontram montadas as pás ou lâminas. Se comparado com outros tipos de ventiladores axiais é mais eficiente. Pode ser utilizado com sucesso em utilidades de aquecimento geral, ventilação e ar-condicionado, em aplicações de baixa, m´rdia e alta pressão. É relativamente mais compacto que determinados sistemas centrífugos utilizados para a mesma função.

O ventilador axial com pás (ou vaneaxial) suporta alta pressão e é mais compacto que sistemas centrífugos utilizados para a mesma aplicação

Ventiladores centrífugos

Os ventiladores centrífugos se subdividem em três categorias

Os ventiladores centrífugos se subdividem em três outras categorias, conforme a conformação do seu rotor e posicionamento das respectivas pás. A direção do ângulo da pá permite construções de pá de ângulo positivo, negativo ou nulo: os primeiros, formam os rotores de pá curvadas para trás; os rotores de pás curvadas para frente são de ângulo positivo e os denominados rotores radiais de pás retas e ângulo nulo.

Pás curvadas para frente

São denominados comumente como de "jaula de esquilo", possuindo pás curvadas no sentido de rotação. Ocupam pouco espaço, têm pouca velocidade e apresentam uma operação isenta de ruídos. São utilizados normalmente quando se deva trabalhar com pressões estáticas baixas ou moderadas, como as que são utilizadas em ar-condicionado e sistemas de troca de ar.

Nunca devem ser utilizados em operações com elementos particulados ou que possam aderir, causando consequentemente o desbalanceamento do rotor. A eficiência destes ventiladores é menor que aqueles que utilizam pás do tipo aerofólio.

Usualmente são construídos em materiais leves o que reduz seu custo.

Para determinadas aplicações o rotor é o de menor diâmetro de todos os tipos centrífugos, operando em baixa velocidade. É utilizado em aplicações de aquecimento de baixa pressão, ventilação e ar-condicionado tais como estações centrais ou pequenas instalações efetuadas no teto.

Pás curvadas para trás

As pás se encontram curvadas para trás, ou seja, em sentido contrário ao de rotação do ventilador. Este tipo pode desenvolver normalmente elevadas velocidades, proporcionando elevada eficiência e níveis de ruído relativamente baixos. Possui a denominada caraterística de "sem-sobrecarga" de potência.

Neste tipo de ventilador a potência máxima ocorre perto do ponto ótimo de operação, sendo que qualquer variação que possa acontecer na resistência do sistema resultará na diminuição da potência de operação.

As pás que podem ser utilizadas neste tipo de ventilador, podem ser classificadas como: pás ou lâminas de simples espessura e pás tipo aerofólio.

Aerofólio: Corpo de forma apropriada a produzir uma reação aerodinâmica normal à direção do seu movimento relativo.

As primeiras podem trabalhar com poeira ou umidade, não devendo ser utilizadas quando da presença de elementos particulados ou que possam depositar na parte interna da sua superfície.

As do tipo aerofólio apresentam elevada eficiência e baixo ruído. Podem erosionar-se estiverem transportando elementos materiais, sendo amplamente utilizadas em sistemas de umidificação.

O tipo de ventilador que utiliza no seu rotor as pás denominadas de aerofólio, usualmente entre 9 a 16 unidades, possui a maior eficiência dos ventiladores centrífugos, estando estas curvadas para trás.

A profundidade dos espaços existentes entre as pás permite que o ar se expanda, motivo pelo qual o ar deixa o ventilador a uma velocidade menor que a de pico. Seu uso limita-se a sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado, sendo que a economia de potência, pelo fato manifestado, é sensivelmente baixa.

Rotores radiais

Como o título o define, os rotores possuem pás retas ou radiais. Existe uma série de tipos de rotores disponíveis, desde os denominados "de alta eficiência mínimo de material" os de "resistência a elevados impactos".

Este tipo de rotor permite o trabalho quando passam pelo ventilador elementos particulados, sendo utilizado normalmente em sistemas de exaustão. Pode ser qualificado como o ventilador centrífugo de menor eficiência. É mecanicamente forte, podendo efetuar-se as eventuais reparações mais simples no local no qual se encontra instalado. Não é utilizado nos sistemas de ventilação ou ar-condicionado.

Inspeção e manutenção de ventiladores

Uma inspeção periódica do ventilador, verificando seus níveis de vibração, pode evitar danos maiores. Existem tabelas que podem ser obtidas junto ao fabricante de ventiladores que determinam se a frequência das vibrações está dentro de parâmetros normais de operação.

Os itens que devem ser monitorados são:

  • mancais: lubrificação, desgaste e temperatura;
  • vibração;
  • tensão e alinhamento das correias, se existirem;
  • alinhamento e balanceamento da hélice ou rotor
  • parafusos soltos ou mal apertados;
  • alinhamento e acoplamento ao duto, se existir

A rotação do ventilador deve ser medida com um tacômetro ou estroboscópio, mediante ser necessário ou não contato.

Troca de ventiladores

Caso o ventilador apresente problemas e seja necessária a sua troca, procure substituí-lo exatamente por um do mesmo tipo.

São feitos vários cálculos para se escolher um ventilador para um sistema de ar-condicionado. Ao colocar um ventilador não apropriado, vários problemas podem surgir como aumento no nível de ruído, diminuição da capacidade de insuflamento e retorno, redução da capacidade do sistema, etc.

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