Ventilador centrífugo: cuántos HP poner
Cargá el caudal y la presión que tiene que dar el ventilador, y mirá la potencia en el eje, lo que pide el arranque en frío y el motor a poner, en kW y en HP. Es un predimensionado: el ventilador definitivo se elige con la curva certificada del fabricante.
Arrastrá para girar, rueda o dos dedos para acercar. Pasá el mouse por una pieza para ver qué es. El giro se mira desde el lado de la transmisión, como en la norma AMCA 99-2406.
Leyes de los ventiladores
Conversiones
Aire y presiones
Potencia y motor
Rotor
Cómo se calcula
El ventilador mueve siempre el mismo volumen de aire a las mismas vueltas, pero la presión y la potencia cambian con la densidad. La densidad sale de la presión de la atmósfera estándar a esa altura y de la temperatura.
La presión total del ventilador es la estática más la presión dinámica de la descarga (norma AMCA 210). La potencia en el eje es el caudal por la presión total dividido el rendimiento total, o lo que es lo mismo, el caudal por la presión estática dividido el rendimiento estático. Nunca se mezclan.
Si el aire arranca más frío que en marcha, el mismo ventilador pide más potencia en proporción a la densidad. Al motor le llega la potencia del eje más lo que se pierde en las correas, y se elige el motor normalizado que cubre eso con el margen de servicio.
Para comparar con un cálculo en unidades de Estados Unidos: hp = cfm × pulgadas de c.a. / (6356 × η). La constante 6356 es la de los textos; la AMCA 210 usa 6343,3, y la diferencia es de 0,2 %.
De dónde salen los valores de partida
Rendimiento: son puntos de partida conservadores, por debajo de los picos publicados: radial de paletas, 60–65 % según un fabricante (Hartzell), y menos que un curvado hacia adelante según la guía FE-2400 de Aerovent; punta radial, hasta 75 % (Fan Sourcebook del Departamento de Energía de EE. UU.); inclinados hacia atrás, picos de unos 82 % (plano), 86 % (curvo) y 90 % (aerodinámico) según Aerovent; curvado hacia adelante, 55–65 % (DOE). Esas fuentes no aclaran si sus picos son totales o estáticos. Para estudios, la EPA usa entre 40 y 70 %.
Correas: las de V clásicas rinden entre 95 y 98 % recién instaladas y pierden rendimiento si patinan; las dentadas, alrededor de 2 % más; las sincrónicas, cerca de 98 % (DOE, Motor Systems Tip Sheet #5). Se toma la punta baja. Motor: el rendimiento mínimo de su clase según la IEC 60034-30-1 (edición 2014) para 4 polos a 50 Hz. Motores: potencias normalizadas IEC en kW; los HP entre paréntesis son las equivalencias comerciales de los catálogos, o la conversión exacta con «≈».
Lo que el cálculo no dice
El rendimiento real sale de la curva certificada del ventilador en tu punto de trabajo: lejos del pico, cae. Y el ventilador rinde en la obra lo que lo dejan rendir sus conexiones: un codo o una compuerta pegados a la boca de entrada hacen entrar el aire girando, y un codo justo en la descarga puede costar hasta 30 % del caudal; la descarga necesita al menos dos diámetros y medio de ducto recto hasta unos 12,7 m/s (AMCA 201). El rendimiento del motor es el de plena carga, y la potencia eléctrica es una estimación.
Con aire caliente baja la velocidad máxima segura del rotor, y la fija el fabricante (Aerovent FE-1600). Los ventiladores de filtros y de control de contaminación hasta 298 kW se balancean como categoría BV-3, grado G 6,3 (AMCA 204).
Preguntas frecuentes
¿Por qué el motor se elige para el arranque en frío?
Porque el aire frío es más denso y el ventilador, a las mismas vueltas, pide más potencia. En el ejemplo de la guía FE-1600 de Aerovent, un ventilador que en marcha a 177 °C pide 5,97 kW necesita 9,13 kW al arrancar a 21 °C. Hay dos caminos: un motor que cubra el arranque, o una compuerta que arranque cerrada y no se abra hasta que el aire se caliente.
¿Presión estática o total?
La total es la estática más la presión dinámica de la descarga. La potencia es caudal por presión total dividido rendimiento total, o caudal por presión estática dividido rendimiento estático. Lo que no se puede es mezclar: presión total con rendimiento estático da un motor de más, y al revés, uno de menos.
¿Qué rendimiento pongo?
El de la curva del ventilador que vas a comprar, en tu caudal y tu presión. Los valores de partida de la herramienta están por debajo de los picos publicados para cada rotor, justamente porque casi nunca se trabaja en el pico.
¿Puedo subirle las vueltas para sacar más caudal?
Sí, con cuidado. En el mismo ventilador, el caudal sube en proporción a las vueltas, la presión con el cuadrado y la potencia con el cubo: un 10 % más de vueltas pide un 33 % más de potencia. Antes hay que revisar el motor y la velocidad máxima que admite el rotor.
¿Correas o directo?
Las correas pierden algo de potencia, pero permiten ajustar las vueltas cambiando una polea, y en los radiales de servicio pesado son lo habitual. La transmisión directa no pierde nada en correas, pero en la disposición 4 el motor queda pegado al aire que se mueve: los fabricantes la limitan a unos 82 °C.
¿Y en altura?
El aire pesa menos, así que el ventilador da menos presión y consume menos a las mismas vueltas. Los catálogos vienen para aire estándar de 1,2 kg/m³: por eso la herramienta muestra también la presión equivalente en aire estándar, que es la que se busca en las tablas del fabricante.
¿Te fabricamos el ventilador?
Mandanos este cálculo y te cotizamos el ventilador con su rotor, la carcasa, la base y la transmisión, o el sistema completo con ductos, ciclón y filtro.