Comprender los componentes del ventilador dentro de su sistema HVAC

Jul 14, 2023

Las regulaciones de eficiencia de los ventiladores están por llegar, así que aprovecha los últimos avances para mantenerte a la vanguardia

La selección adecuada de los ventiladores de los componentes utilizados en los equipos HVAC sigue siendo una consideración principal en las estrategias para aumentar la eficiencia de refrigeración en los centros de datos. La nueva tecnología de ventiladores y las directrices pendientes sobre eficiencia de ventiladores indican que las metodologías de selección de ventiladores seguirán evolucionando a medida que las demandas en los centros de datos sigan aumentando.

La gestión del flujo de aire dentro de los centros de datos en los últimos años se ha visto favorecida por la llegada de la tecnología de ventiladores con conmutación electrónica (EC), que permite un rendimiento del flujo de aire igual o mejor a niveles de potencia reducidos, con un mejor control de la velocidad del ventilador para igualar la carga de calor real.

Los ventiladores centrífugos y los ventiladores axiales conmutados electrónicamente son ahora componentes estándar de las unidades CRAC y CRAH, y los condensadores enfriados por aire de los principales fabricantes de equipos de refrigeración de precisión.

Los sopladores centrífugos y los ventiladores axiales han sido un elemento básico en la industria HVAC durante algún tiempo por su capacidad para mover grandes volúmenes de aire. En un diseño centrífugo, las aspas colocadas alrededor del cubo o eje central están curvadas hacia afuera y hacia atrás desde la dirección de rotación del ventilador.

El aire que ingresa al eje es acelerado por la fuerza inercial o centrífuga y lanzado 90 grados desde la dirección de entrada. Esto produce un flujo de aire fuerte y constante adecuado para aplicaciones de refrigeración en hileras y habitaciones. Los ventiladores axiales hacen girar aire en paralelo al eje, como en un molino de viento, para obtener grandes volúmenes de aire a baja presión. Los ventiladores axiales son comunes en grandes unidades de condensación y enfriadoras. A menudo, estos ventiladores y sopladores se montan en un marco exterior para facilitar la instalación en equipos HVAC y minimizar la vibración.

Los productos de movimiento de aire, como los ventiladores y sopladores de componentes, utilizados en equipos de enfriamiento de precisión de centros de datos, se pueden clasificar en tres generaciones de productos diferentes:

De hecho, la tecnología EC existe desde mediados de la década de 1980, y los propietarios de centros de datos han obtenido el retorno de la inversión (ROI) con el tiempo en ahorros de costos de energía.

Las ventajas adicionales son la reducción de ruido y los menores costos operativos, ya que no hay correas de ventilador que puedan desgastarse y requieran reemplazo y no hay residuos o polvo contaminantes que puedan acumularse como ocurre con los sistemas impulsados ​​por correas.

Las ganancias de eficiencia y los ahorros de energía resultantes con los ventiladores y sopladores EC dependen de la selección adecuada del ventilador. Los fabricantes de ventiladores proporcionan habitualmente curvas de flujo de aire/presión/potencia de sus diversos productos a los OEM, y el software de selección de ventiladores cada vez más sólido que ponen a disposición estas empresas hace que elegir el ventilador correcto en el punto de trabajo requerido sea más fácil que nunca.

Sólo unos pocos fabricantes en el mundo ofrecen soluciones de ventiladores EC. Los principales proveedores mundiales de ventiladores y gestión térmica, que alguna vez fueron producto únicamente de la disidencia alemana, con instalaciones de fabricación e investigación a gran escala establecidas en Taiwán y China, ahora han entrado en el ámbito de la CE, impulsando la innovación continua y al mismo tiempo reduciendo el costo del producto en el mercado.

Si bien la directiva de productos relacionados con la energía en Europa (ErP 2015) exige el cumplimiento de pautas más estrictas de eficiencia de ventiladores para componentes de ventiladores utilizados en equipos HVAC comerciales e industriales, estos productos en los EE. UU. hasta ahora han eludido la regulación gubernamental. Sin embargo, esa marea está a punto de cambiar.

Citando que hasta el tres por ciento de toda la electricidad de EE. UU. alimenta los centros de datos, y que aproximadamente la mitad de esta energía se utiliza para refrigeración, se espera que el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) implemente regulaciones de eficiencia de ventiladores para 2020 para ayudar a minimizar el impacto de Consumo de energía del sistema HVAC en edificios comerciales e industriales.

El DOE ya ha publicado los plazos de cumplimiento energético para equipos de refrigeración comercial accionados por ventiladores, ventiladores de techo y ventiladores de calderas residenciales. Sin embargo, abordar los componentes de los ventiladores en equipos HVAC comerciales e industriales ha presentado un conjunto único de desafíos.

Los estándares y códigos de eficiencia de los ventiladores establecidos por el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) en conjunto con la Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) y la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (IES) en 2013 intentaron asignar un grado de eficiencia. a los fanáticos, utilizando terminología y criterios tomados de la Asociación de Control y Movimiento del Aire (AMCA).

Esta metodología, sin embargo, no estuvo exenta de deficiencias. Dado que mide el rendimiento de un ventilador sólo en el punto de funcionamiento de máxima eficiencia, no tiene en cuenta el rendimiento real del ventilador en el punto de diseño o de servicio, el flujo de aire prescrito ni la presión estática de la aplicación.

Por lo tanto, el DOE busca establecer una regulación federal basada en la potencia máxima de salida de los ventiladores en el punto de trabajo, mediante la cual un nuevo Índice de eficiencia de los ventiladores (FEI) desarrollado por AMCA podría usarse como herramienta de evaluación comparativa para comparar la energía de los ventiladores. Los fabricantes de equipos HVAC tendrían que cumplir con un mandato de valores mínimos de FEI dentro de un período de cumplimiento de dos años después de que se publique la regla final.

Los cambios en el etiquetado de los fanáticos también son parte de la discusión. Esto permitiría a los usuarios de ventiladores identificar, comparar y seleccionar fácilmente la mejor solución de ventilador para su aplicación específica.

Más allá del número de modelo y el número de serie, los requisitos de etiquetado del ventilador propuestos incluyen el flujo y la presión de diseño para puntos de diseño conocidos, la clasificación FEI, las RPM máximas y un enlace a un mapa completo de rendimiento del ventilador.

AMCA anunció recientemente la publicación del estándar ANSI/AMCA 208-18 que declara el Índice de eficiencia de ventiladores (FEI) como reemplazo del antiguo sistema de clasificación de eficiencia de ventiladores al que se hace referencia en varios códigos y estándares de energía.

Dado que una mayor eficiencia sigue siendo una prioridad para los propietarios y operadores de centros de datos, está claro que la tecnología de ventiladores desempeñará un papel importante en las estrategias que los diseñadores de centros de datos y los expertos en HVAC empleen para cumplir con las proyecciones, al tiempo que se adaptan a la creciente demanda de datos.

Andy Krug es gerente de producto en Delta Electronics y Will Williams es gerente de ventas nacional en Delta Electronics