Prefacio
El centro neurálgico de sus operaciones en cualquier entorno industrial es el cuadro de control. Su buen funcionamiento no es ninguna ganga porque tiene que albergar algunas de las piezas más esenciales, como PLC, VFD y fuentes de alimentación. Sin embargo, el calor que producen estos componentes es una amenaza constante, ya que provoca una degradación del rendimiento, fallos prematuros y costosos tiempos de inactividad no planificados. Es aquí donde entra en juego el humilde pero muy necesario ventilador de refrigeración del cuadro eléctrico. Seleccionar el ventilador adecuado no es sólo una cuestión de mover aire; es un movimiento estratégico para proteger la inversión y mantener la continuidad de las operaciones.
Este es un boletín para el comprador industrial informado, el ingeniero, el responsable de compras y el integrador de sistemas. No sólo le presentaremos cinco fabricantes que son los mejores del sector, sino, lo que es más importante, los conocimientos técnicos (para que pueda tomar la decisión correcta). Vamos a entrar en los aspectos críticos de la selección de ventiladores, que incluyen los cálculos del caudal de aire y los tipos de cojinetes, y examinaremos el concepto de coste total de propiedad (TCO) para hacerle mirar más allá del precio inicial. Permítanos asegurarnos de que sus paneles de control puedan permanecer en una configuración más fresca, fiable y eficiente durante tantos años como sea posible.
ACDCFAN
Recomendación: ★★★★★
A B o C: B2B
Mercados principales: Global, con una fuerte presencia en Norteamérica, Europa y Asia.
En la actualidad, ACDCFAN es un fabricante profesional con más de 20 años de experiencia que trabaja exclusivamente en soluciones de gestión térmica. Ofrece una amplia gama de ventiladores axiales y radiales de CA, CC y EC de alta eficiencia para atender a diversos clientes de todo el mundo.
La diferencia con ACDCFAN es que ofrece un rendimiento y una fiabilidad de gama alta a un precio justo, lo que lo hace muy atractivo para los compradores industriales que no sólo hacen hincapié en la calidad, sino también en el valor de su compra. Basan su estrategia en la alta calidad de las materias primas y la perfección de las operaciones tecnológicas para garantizar unos estándares elevados.
Uno de los aspectos más destacados es que son duraderos a largo plazo. Al equipar sus ventiladores con rodamientos NMB de alta calidad, ACDCFAN puede garantizar una notable vida útil de aproximadamente 70.000 horas a 25 °C, lo que se traduce también en una sustancial reducción de los ciclos de mantenimiento. Su capacidad para funcionar a temperaturas extremas, tan bajas como -40 °C y tan altas como 120 °C, contribuye aún más a esta fiabilidad. El bastidor de aleación de aluminio, de gran calidad y reforzado con la adición de cobre, tiene el magnífico efecto de aumentar el rendimiento del aire estable en un 30%. Este énfasis en la ingeniería, unido a las completas homologaciones CE, UL, RoHS y EMC, ofrece a los compradores industriales una seguridad absoluta, al saber que están introduciendo un producto diseñado para sobrevivir mucho tiempo y que es muy seguro.
Ventiladores Orion
Recomendación: ★★★★☆
A B o C: B2B
Mercados principales: Principalmente Norteamérica, con distribución mundial.
Orion Fans es una división de Knight Electronics y se ha hecho un hueco importante en el mercado con una de las gamas más amplias de ventiladores de CA, CC y CE, sopladores y accesorios. Su posicionamiento central de venta de valor es una solución de gestión térmica de alta calidad, disponibilidad extrema y costes competitivos. Esto los califica como el proveedor integral para ingenieros y agentes de compras que requieren productos consistentes sin largos plazos de entrega, lo cual es un requisito esencial en los departamentos de producción y mantenimiento de alta velocidad.
Los ventiladores Orion son conocidos por ofrecer soluciones a una amplia gama de aplicaciones, como las relacionadas con armarios de control y automatización, telecomunicaciones y aplicaciones médicas. También se centran mucho en satisfacer determinados requisitos de los clientes, para lo que ofrecen diversas posibilidades de personalización, como funciones exclusivas (como salida de tacómetro, señales de alarma y control térmico de la velocidad). Su capacidad para ser una ventanilla única para muchos compradores se debe a esta flexibilidad y a su enorme inventario, así como a su potente tubería de distribución. Para respaldar su calidad en la fabricación, cuentan con la certificación ISO 9001 y se ajustan a las normas universales, lo que les da la seguridad de que sus productos tienen la calidad necesaria para garantizar la fiabilidad y también pueden implantarse en los sistemas más amplios de la industria.
Trumaxx
Recomendación: ★★★★☆
A B o C: B2B
Mercados principales: India y regiones circundantes.
Trumaxx es una importante empresa de la India dedicada a diversos tipos de servicios de refrigeración de soluciones de refrigeración específicas para paneles y armarios industriales. Su lema empresarial se basa en los principios de construcción robusta, rendimiento de calidad y asequibilidad. Para las empresas ubicadas o que importan en el territorio, Trumaxx representa una mezcla de bienes producidos localmente que cumplen las normas internacionales. Conocen las malas condiciones que prevalecen en las industrias, y sus ventiladores se ajustan a condiciones duras como el polvo, la humedad y las variaciones de voltaje.
El principal punto fuerte de Trumaxx es su profundo conocimiento del entorno industrial local y su capacidad para ofrecer un servicio y una asistencia eficaces. Normalmente, disponen de una línea de ventiladores axiales de varios tamaños en bastidores de tamaños comunes (por ejemplo, 4 pulgadas, 6 pulgadas, 8 pulgadas), tanto con manguito como con rodamiento de bolas. Puede que carezcan de la amplia presencia mundial de algunos competidores, pero al estar orientados a las necesidades exclusivas de los fabricantes de paneles y los integradores de sistemas en sus mercados principales, pueden ser una solución muy adecuada y fiable para proyectos en los que la disponibilidad y la asistencia locales son los principales factores críticos a tener en cuenta.
MÁS FUERTE
Recomendación: ★★★★☆
A B o C: B2B
Mercados principales: Principalmente India.
Como el nombre de su empresa indica, STRONGER se especializa en la fabricación de productos duraderos y resistentes que están hechos específicamente para durar en el ajetreado mundo de los paneles de control eléctrico. Se ha convertido en un fabricante especializado en ventiladores y accesorios para la refrigeración de cuadros. Este alto nivel de especialización les permite alcanzar un alto nivel de conocimientos y ofrecer productos muy adaptados a su uso: la necesidad de proteger los frágiles componentes electrónicos contra los peligros destructivos del calor. Su filosofía de producto y marketing gira en torno al concepto de proporcionar una larga vida útil y un sólido rendimiento a los sistemas de sus clientes.
Las ofertas de STRONGER son resistentes. Suelen estar fabricadas con armazones e impulsores metálicos, que tienen una capacidad más duradera que los de plástico, lo que supone una ventaja en una situación industrial pesada.
Se han centrado específicamente en los requisitos más básicos del flujo de aire de refrigeración de paneles, la construcción y el funcionamiento para ofrecer un refrigerador de paneles sin complicaciones a los fabricantes de paneles. Para un cliente que busca un nicho, un fabricante de aplicaciones compartidas que no se preocupa por tener un catálogo líder muy completo, sino por la resistencia y fiabilidad de sus productos, la oferta de STRONGER resulta muy tentadora y fiable.
NMB Technologies Corporation
Recomendación: ★★★★★
A B o C: B2B
Mercados principales: Global
NMB Technologies Corporation es un gigante multinacional en el diseño y la producción de componentes electromecánicos de precisión, y los ventiladores de refrigeración se encuentran entre sus baluartes. Al formar parte del Grupo MinebeaMitsumi, pueden utilizar las mejores capacidades mundiales de investigación, desarrollo y fabricación. NMB significa ingeniería de precisión, así como calidad inigualable. No sólo ensamblan ventiladores, sino que son una fábrica integrada verticalmente que fabrica sus propios rodamientos de bolas de alta precisión, frente a los cuales el ventilador es el corazón de cualquier ventilador de larga duración.
Hay una razón para elegir NMB como inversión en fiabilidad omnipresente. Sus seguidores se definen en aplicaciones de misión crítica dentro de las industrias médica, aeroespacial, informática de alta gama y automatización industrial, donde la disponibilidad no es un lujo. Aunque puedan tener costes elevados para sus productos que se venden, tienen razones válidas ya que sus productos tienen de muy alta vida útil, bajos niveles de ruido, y su rendimiento regular después de años y años de uso.
En el mismo mercado, a los clientes industriales que requieren los mejores equipos en las aplicaciones más exigentes o que requieren una vida útil muy larga, NMB está en condiciones de ofrecer el estándar de oro con el mayor tiempo de actividad y un coste total de propiedad muy bajo.
Factores a tener en cuenta al elegir un ventilador para paneles de refrigeración
Ventiladores AC vs. DC vs. EC: ¿Cuál es el adecuado para su aplicación?
La selección de ventiladores AC, DC y EC (Electronically Commutated) es una decisión primaria basada en la disponibilidad de potencia y los requisitos de eficiencia de su aplicación y necesidades de control. Los viejos caballos de batalla solían ser los ventiladores de CA (corriente alterna). Se accionan directamente mediante la red eléctrica (p. ej., 115 V, 230 V CA), son baratos y sencillos, y están diseñados para una refrigeración de encendido/apagado más sencilla, en la que el control de velocidad no es un factor importante. Pueden utilizarse en armarios de control de uso general que sólo requieran un flujo de aire continuo, constante y de calidad.
Los ventiladores de CC utilizan energía de corriente continua de bajo voltaje (por ejemplo, 12 V, 24 V, 48 V) y son más eficientes energéticamente que un ventilador de CA equivalente por definición. Son la elección habitual dentro de los equipos accionados por una fuente de corriente continua, y ofrecen la ventaja de que pueden controlarse fácilmente en velocidad mediante la regulación de la tensión o a través de una señal PWM. Los ventiladores EC son una encarnación de la media de oro. Incorporan un convertidor de CA a CC integrado, funcionan con alimentación de CA de la red y ofrecen la alta eficiencia y el control de velocidad total de un motor de CC. Las aplicaciones que requieren la máxima eficiencia energética y una refrigeración inteligente y activa recurren a los ventiladores EC, que están muy bien, pero son mucho más costosos.
Cálculo de las necesidades de refrigeración (CFM/CMM)
La capacidad de volumen de aire que puede mover un ventilador se mide en CFM (pies cúbicos por minuto) o CMM (metros cúbicos por minuto).
La elección del ventilador con el CFM adecuado es lo más importante para una refrigeración correcta. Las tres variables principales que deben tenerse en cuenta para calcular la cantidad de CFM necesarios son: la salida de calor en el armario (vatios), el tamaño del depósito del armario y el aumento máximo admisible de la temperatura (Delta T).
Una de las fórmulas más comunes para proporcionar una estimación admisible es CFM = (3,17 x P) / ΔT_°F (Carga térmica en vatios, temperaturas interior y exterior deseadas en grados Fahrenheit). En cómputo métrico: MMC = (0,088 x P) / ΔT_°C.
Digamos que sus componentes disipan 500 vatios de calor y que desea una temperatura interna que no supere los 18 °F (10 °C) por encima de la ambiente, necesitaría algo así como (3,17 x 500 ) / 18 = 88 CFM. Nunca necesitará menos de un margen de 25-50% para dar tiempo a que se gasten los componentes y se obstruyan los filtros.
Presión estática (Pa / "H2O): Superación de la resistencia del sistema
Mientras que los CFM le informan de la cantidad de aire que un ventilador puede mover en el aire libre, un valor de presión estática indica la fuerza con la que puede empujar el ventilador. Se trata de una de las especificaciones más críticas, pero que normalmente no se tiene en cuenta. Los mazos de cables, los accionamientos, los disipadores de calor y, sobre todo, los filtros de aire tienen que impedir el flujo de aire. Esto se denomina impedancia del sistema. Cuando esta resistencia se presenta a un ventilador con un alto CFM y baja presión estática, el flujo de aire real caerá en picado, y el ventilador no será capaz de enfriar el armario.
La presión estática se expresa en pascales (Pa) o pulgadas de agua ("H2O). Al elegir un ventilador, debe consultar siempre la curva de rendimiento del ventilador, y esta curva es un gráfico del caudal de aire (CFM) frente a la presión estática. Su objetivo es seleccionar un ventilador con un punto de funcionamiento (donde la curva de impedancia del sistema que ha calculado se cruza con la curva de rendimiento del ventilador), que suministrará los CFM necesarios. Con recintos de alta densidad o en casos en los que se utilicen filtros de alta eficacia (MERV o HEPA), es imperativo que se asegure de que se utiliza un ventilador con una clasificación de presión estática alta para poder alcanzar el nivel de caudal de aire necesario.
Tipos de rodamientos: Bola vs. Manguito
La vida útil, la cantidad de ruido que produce y su grado de fiabilidad vienen determinados por el sistema de rodamientos de un ventilador. Las dos formas generales son los cojinetes de manguito y los cojinetes de bolas. Los cojinetes de manguito son baratos, silenciosos y sencillos. Son ejes con material lubricante, con un eje giratorio que se encuentra en un manguito. Su lubricante, sin embargo, puede secarse (normalmente a temperaturas más altas), lo que provoca más ruido y un posible colapso. Su vida útil más corta (normalmente entre 25.000 y 30.000 horas a 25 °C) y sus especificaciones fácilmente adaptables hacen que sólo sean adecuados cuando se trata de aplicaciones no críticas y funcionan a temperatura ambiente.
Los rodamientos de bolas, en cambio, están diseñados para ser rodamientos de alto rendimiento y duraderos. Se diseñan utilizando rodamientos de bolas de precisión con el fin de eliminar la fricción y o utilizarlos a mayor temperatura y durante mucho más tiempo.
Un ventilador correctamente fabricado con rodamientos de dos bolas, como es el caso de los rodamientos NMB de fabricantes como ACDCFAN, tiene capacidad para alcanzar una vida útil de 70.000 horas y más. Algo más ruidosos y costosos a corto plazo, pero notablemente más fiables y duraderos, son la única opción posible cuando se someten a usos industriales críticos en los que un fallo del ventilador provocará costosos tiempos de inactividad.
Decodificación de las clasificaciones IP para entornos industriales
La clasificación IP (Ingress Protection) es un esquema normalizado que clasifica el nivel de protección que ofrece una caja eléctrica contra la entrada de objetos sólidos (por ejemplo, polvo) y líquidos (por ejemplo, agua). Se representa mediante dos cifras (por ejemplo, IP55). La primera cifra indica la protección contra sólidos (0-6) y la segunda, la protección contra líquidos (0-9). Cuanto mayor sea el número, mayor será el nivel de protección.
El concepto de clasificación IP es esencial en un entorno industrial. Un ventilador IP20 probablemente sería adecuado en una sala de control limpia y seca, pero en un taller polvoriento moriría al ser lavado en una zona de lavado. La clasificación IP55 es un ejemplo en el que el ventilador no sólo está protegido contra el polvo (el polvo no puede entrar en tal cantidad que afecte al trabajo), sino que es capaz de soportar un chorro de agua directo a baja presión (chorros en todas direcciones). Cuando se requiera resistencia a la intemperie o al lavado, será necesaria una clasificación IP67 o superior; esto significa que está completamente sellado contra el polvo y que puede sumergirse en agua momentáneamente. Esto es lo más básico que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un ventilador, ya que determina en gran medida su vida útil y fiabilidad en el entorno de funcionamiento real.
Más allá del precio: El coste total de propiedad (TCO) en la selección de ventiladores
Para un comprador industrial inteligente, el coste original de un componente no es más que una pequeña parte de un rompecabezas financiero mucho mayor. El precio real del ventilador de refrigeración de paneles sale a lo largo de todo el tiempo de funcionamiento del ventilador. Esta idea, denominada coste total de propiedad (CTP), ofrece una estructura presupuestaria más equilibrada y correcta para tomar decisiones. Hace que uno piense en términos diferentes de preguntar no cuál es el ventilador más barato disponible, sino más bien, cuál es el mejor ventilador, a la respuesta más económica y a largo plazo de "¿Cuál es la solución a la solución más valiosa y rentable?"
Evaluar el coste total de propiedad incluye no sólo mirar la factura y comprobarla, sino considerar todos sus costes, como los de energía, mantenimiento y servicios de sustitución, y el posible enorme coste de dejar el sistema fuera de servicio.
Debido a este hecho, ocurre con frecuencia que se descubre un ventilador bastante más costoso y mejor que el más barato con diferencia. Un ventilador de gama baja puede suponer un ahorro inicial de un par de dólares, pero el coste puede ascender a miles debido a la baja eficiencia, las sustituciones tempranas y la pérdida de producción. Podemos decir algunas palabras sobre los tres elementos principales del TCO.
Factor de coste | Ventilador de baja calidad (por ejemplo, cojinete de manguito, baja eficiencia) | Ventilador de alta calidad (por ejemplo, rodamiento de bolas, tecnología EC) |
Precio de compra inicial | Bajo | Moderado / Alto |
Consumo de energía | Alta (motor menos eficiente) | Bajo (hasta 70% más eficiente) |
Vida útil prevista | ~30.000 horas | ~70.000+ horas |
Mantenimiento/Reemplazo | Frecuentes (2-3 sustituciones durante el periodo de TCO) | Infrecuente (potencialmente cero sustituciones) |
Riesgo de inactividad | Alta | Bajo |
Coste total de propiedad | ALTO | BAJA |
Costes del consumo de energía
La energía no es gratis. En cualquier instalación que albergue cientos de paneles de control, la energía adicional consumida por los ventiladores de refrigeración puede convertirse en un coste empresarial considerable. Aquí es donde la eficiencia de los ventiladores entra directamente en juego en su cuenta de resultados. Un ventilador de CA de bajo rendimiento puede consumir entre 20 y 30 vatios, mientras que un ventilador de EC de alta eficiencia capaz de suministrar la misma cantidad de flujo de aire puede consumir entre 5 y 10 vatios. Aunque esta diferencia puede no parecer mucha en un solo ventilador, sólo aumentará cuando se multiplique por docenas o cientos de unidades funcionando 24 horas al día, 7 días a la semana.
Imagínese un ventilador que funcione 8.760 horas al año. Una diferencia de potencia de 15 W en una tarifa eléctrica de \$0,12/kWh aplicada a un ventilador se convierte en un ahorro de casi \$16 por ventilador al año. En el caso de una planta que tenga 100 paneles de este tipo, se ahorran \$1.600 al año. Los ventiladores con mayores posibilidades de ahorro energético son los ventiladores EC de alta eficiencia, ya que pueden ajustar su velocidad exactamente a la demanda, que además suelen amortizar los costes de instalación con las facturas de electricidad en uno o dos años.
Costes de mantenimiento y sustitución
Durante el cálculo del coste total de propiedad, también debe tenerse en cuenta el coste de sustituir un ventilador averiado, incluidos sus costes de mano de obra y material. Un ventilador más rentable que contenga un cojinete de manguito y tenga una clasificación de 30.000 horas de media o más requerirá con toda seguridad sustituciones una o incluso dos veces a lo largo de la vida útil del panel de control. Eso no sólo implica el dinero de un ventilador nuevo, sino también el tiempo de trabajo de un técnico de mantenimiento para diagnosticar el problema, encontrar la pieza de recambio y hacer la instalación.
Por el contrario, un ventilador de alta calidad con doble rodamiento de bolas y una vida útil de más de 70.000 horas puede durar más que la máquina que refrigera. La fiabilidad de instalar y olvidarse anula por completo el coste de sustitución en el futuro. El coste inicial ligeramente superior de un ventilador más duradero irá directamente a su cuenta de resultados en forma de menores costes de mantenimiento al año, y su personal técnico no dedicará su tiempo y experiencia a poner en peligro un sistema, sino que podrá concentrarse en aplicaciones más útiles de sus conocimientos. Teniendo en cuenta los precios de la mano de obra, un cambio será suficiente para superar fácilmente la diferencia en los precios iniciales de un ventilador barato y uno bueno.
El alto coste del tiempo de inactividad
Es la parte más importante y también la más olvidada del coste total de propiedad. Cuánto le costará a su empresa que se pare una línea de producción porque se estropee un ventilador que cuesta \$30 en un panel de control crítico?
El coste de las paradas imprevistas, que se cifra en miles o incluso decenas de miles de dólares por hora, es elevado en la mayoría de las operaciones industriales. Abarca el deterioro de la producción, el desperdicio de materias primas, la mano de obra improductiva y las posibles multas impuestas por retrasos en las entregas.
Considerado así, el coste del ventilador de refrigeración de paneles es prácticamente insignificante. La función clave del ventilador no es sólo refrigerar los componentes, sino también ser una especie de seguro contra tiempos de inactividad desastrosos. Entre las medidas y estrategias de mitigación de riesgos menos costosas que puede adoptar, invertir en un ventilador altamente fiable de un fabricante reputado con certificaciones de calidad y un historial probado es una oportunidad que no puede dejar escapar. La seguridad de saber que sus sistemas de alta prioridad están cubiertos por un elemento que no puede averiarse prematuramente es, para la mayoría de los compradores industriales, indiscutiblemente, algo que no tiene precio.
Reflexiones finales
La elección del ventilador de refrigeración de paneles adecuado debe ser una decisión tanto de ingeniería como empresarial que puede ir mucho más allá de una partida en una orden de compra. Se trata de enfoques proactivos para la protección de activos, la fiabilidad de los sistemas y decisiones financieras inteligentes a largo plazo. Si comprende correctamente los aspectos técnicos de los CFM, la presión estática y el tipo de cojinete, podrá realizar la transición a una elección informada y basada en datos.
Todos los fabricantes que hemos descrito, ACDCFAN, Orion Fans, Trumaxx, STRONGER y NMB Technologies, son competitivos a su manera, y la forma en que pueden servir mejor a sus propósitos depende de usted y de sus posibilidades para satisfacer las necesidades técnicas y los objetivos empresariales. Le sugerimos que, más allá de los precios de lanzamiento, se haga a la idea del coste total de propiedad. Gastar en calidad, eficiencia y fiabilidad no es sólo comprar un ventilador, sino que es comprar producción ininterrumpida, reducción de los costes de explotación y una larga vida útil de toda su operación industrial.