Introdução
No mundo moderno, nunca é demais sublinhar que operar de forma sustentável é fundamental. O mundo está numa era em que as empresas e as indústrias procuram formas de operar mais eficientemente e, ao mesmo tempo, tornarem-se mais amigas do ambiente. Uma área importante onde isto pode acontecer é no consumo de energia e também na implementação de sistemas de arrefecimento com ventilador eficientes em termos energéticos. Há muito espaço para melhorias neste domínio. Em muitas instalações, os sistemas de arrefecimento tendem a consumir muita energia em geral e os sistemas tradicionais podem ser incrivelmente desperdiçadores.
Um relatório publicado em 2021 pela agência internacional de energia afirma que os sistemas de refrigeração são uma das principais causas do consumo de eletricidade em todo o mundo. Estes factores constituem uma base sólida para a adoção de medidas de eficiência energética tendo em conta os sistemas de refrigeração. A adoção de medidas de poupança de energia pode ter três grandes benefícios para estas organizações - custos de eletricidade mais baixos, maior rentabilidade e níveis mais baixos de emissões de gases com efeito de estufa associados às operações. Esta publicação do blogue irá explorar os vários tipos de sistemas de arrefecimento com ventilador, as suas vantagens e como selecionar o mais adequado às suas necessidades específicas.
Sistemas de arrefecimento por ventilador e o seu papel na sustentabilidade
O que é um sistema de arrefecimento por ventoinha?
Em termos mais básicos, é uma técnica de arrefecimento que utiliza ventoinhas para fazer circular o ar e afastar o calor. Este sistema de ventoinhas pode ter a forma de uma única unidade de ventoinhas ou de um grupo de ventoinhas que, juntamente com outros acessórios de refrigeração e ventilação, criam um sistema de ventoinhas. O mesmo princípio é aplicado em sistemas industriais de arrefecimento do ar, sistemas de ventoinhas de arrefecimento para dispositivos electrónicos ou mesmo ventoinhas no sistema de arrefecimento para centros de dados.
Podem ser utilizados vários ventiladores, por exemplo, ventiladores axiais e ventiladores centrífugos, que têm caraterísticas de desempenho e aplicações diferentes. A seleção e a aplicação precisas de um ventilador para o sistema de arrefecimento giram em torno de questões de desempenho e de consumo de energia.
Importância dos sistemas de arrefecimento nas operações modernas
Os sistemas de refrigeração são muito importantes em muitas funções actuais. Uma refrigeração bem sucedida é fundamental para centros de dados e fábricas, sistemas AVAC e unidades de refrigeração, bem como para muitos equipamentos modernos, bens e até pessoas. Se as boas empresas de sistemas de refrigeração não apresentassem soluções e inovações para os problemas dos sistemas de refrigeração, muitos outros sectores teriam muitos problemas nas suas operações.
Por exemplo, os centros de dados requerem quantidades significativas de arrefecimento que se perdem ao contornar as dezenas, centenas ou milhares de servidores que têm uma dissipação térmica extremamente elevada. Os processos industriais também não podem prescindir de sistemas de arrefecimento, uma vez que podem evitar o sobreaquecimento e os danos nas operações das máquinas. O desempenho e a produtividade das empresas são diretamente afectados pela fiabilidade e pelo desempenho dos sistemas de refrigeração.
Para tal, qualquer empresa que procure otimizar as suas operações, a par de uma manutenção responsável do ambiente, tem de financiar adequadamente a instalação de sistemas de arrefecimento por ventilador robustos e energeticamente eficientes, como parte do seu esforço gradual para alcançar a sustentabilidade.
Tipos de sistemas de arrefecimento por ventoinha
Ventiladores axiais
Um dos tipos mais populares de ventilador utilizado em qualquer sistema de arrefecimento é um ventilador axial. Estes ventiladores funcionam aspirando o ar numa direção axial (paralela ao eixo do ventilador) e expelindo-o na mesma direção.
Por exemplo, imagine uma hélice de um avião - isto é um ventilador axial. Estes ventiladores são frequentemente utilizados devido ao seu baixo custo e fácil construção, bem como à sua força de fluxo de ar eficaz e adequada. A maioria das suas aplicações encontra-se no sistema de arrefecimento de unidades informáticas e pequenos electrodomésticos, bem como em combinação com outros sistemas de ventiladores. Mas os actuadores deste tipo não são tão bons a criar uma pressão estática elevada e, por isso, não serão muito eficazes ou adequados para aplicações em que encontrem grande resistência ao fluxo de ar. Assim, os ventiladores axiais são económicos, mas comprometem o desempenho.
Ventiladores centrífugos
O seu mecanismo de funcionamento consiste em puxar o ar através de uma entrada central e depois expulsá-lo perpendicularmente à rotação do impulsor por meio de um impulsor. Esta conceção permite que os ventiladores centrífugos suportem pressões estáticas mais elevadas em comparação com os ventiladores axiais, permitindo a sua utilização em áreas com maior resistência ao caudal de ar, tais como sistemas AVAC ou processos industriais.
Um exemplo das aplicações dos sistemas centrífugos pode ser um ventilador de um sistema de arrefecimento onde as perdas de pressão do filtro ou da conduta são elevadas. Normalmente, são mais complicados e podem até ser mais caros do que os seus homólogos, os ventiladores axiais, no entanto, os ventiladores centrífugos fornecem a pressão necessária para muitas das aplicações de elevado desempenho. Alguns ventiladores centrífugos são utilizados como ventiladores de ar para alguns sistemas AC.
Ventiladores de fluxo cruzado
Os ventiladores de caudal cruzado, por vezes referidos como ventiladores tangenciais, são distintos no que diz respeito à sua técnica de caudal de ar, bem como ao seu design. Estes ventiladores funcionam movendo o ar a 90 graus do eixo de rotação e, por outras palavras, através do ventilador. Isto cria um padrão de fluxo de ar razoavelmente largo e fino, tornando-os úteis para cortinas de ar, bem como para alguns sistemas de arrefecimento de ar. Podem estar presentes em frigoríficos ou servir como unidades de sistemas de refrigeração que exigem uma distribuição de ar específica para que as ventoinhas funcionem. Um número razoável destes ventiladores é utilizado como alternativa aos ventiladores axiais ou centrífugos que, na maior parte dos casos, apenas são utilizados em aplicações específicas, não sendo geralmente utilizados ventiladores de fluxo cruzado.
Soluções híbridas e personalizadas para ventiladores
Em casos particulares, a utilização de um ventilador axial, centrífugo ou de fluxo cruzado padrão seria ineficaz, pelo que, nesses casos, pode ser utilizada uma solução de ventilador híbrido. Estas soluções oferecem um melhor desempenho ou eficiência para cenários definidos, integrando caraterísticas de diferentes tipos de ventiladores ou outras tecnologias de arrefecimento.
Por exemplo, uma configuração híbrida pode incluir um ventilador centrífugo e um booster axial para gerar um caudal de ar elevado e uma pressão elevada. Além disso, as soluções de ventiladores podem ser modificadas de acordo com os requisitos específicos de uma aplicação final. Estas disposições de arrefecimento de ventiladores personalizados, juntamente com a eficiência energética, permitirão um melhor desempenho para problemas específicos de sistemas de arrefecimento avançados.
| Tipo de ventilador | Direção do fluxo de ar | Caraterísticas principais | Melhores aplicações |
| Ventiladores axiais | Paralelo ao eixo | Económica, conceção simples, bom caudal de ar, baixa pressão estática | Sistemas de arrefecimento para computadores, pequenos electrodomésticos, HVAC |
| Ventiladores centrífugos | Perpendicular ao eixo | Pressão estática elevada, conceção mais complexa, custo mais elevado | Sistemas HVAC, processos industriais, ar condicionado |
| Ventiladores de fluxo cruzado | Através da ventoinha | Fluxo de ar largo e fino, design compacto | Frigoríficos, cortinas de ar, sistemas de distribuição de ar |
| Soluções híbridas | Combinação de diferentes tipos de ventiladores ou tecnologias de arrefecimento. | Personalizado para necessidades específicas, maior desempenho | Aplicações que requerem caudal de ar e pressão elevados |
Principais benefícios da implementação de um sistema de arrefecimento com ventoinha energeticamente eficiente
Em várias indústrias, existe uma necessidade crescente e um esforço consciente na procura de um sistema de arrefecimento por ventilador energeticamente eficiente, de modo a funcionar de uma forma mais económica e ecológica. Estas poupanças vão para além das poupanças de energia e contribuem para melhorar o funcionamento do equipamento, reduzir os efeitos nocivos para o ambiente e aumentar a produtividade em geral.
Poupança de custos e ROI (retorno sobre o investimento) com facturas de energia mais baixas
Entre os muitos outros benefícios dos sistemas de arrefecimento com ventilador economizadores de energia, um dos mais prevalecentes é a diminuição das despesas de energia incorridas pelo sistema de arrefecimento com ventilador.
A introdução destas unidades permite observar uma redução heróica na quantidade de energia gasta por estas empresas, uma vez que, através das unidades de arrefecimento, o fluxo de ar, a pressão e a velocidade da ventoinha são optimizados e esta otimização minimizará invariavelmente a quantidade de eletricidade gasta no arrefecimento da empresa. A instalação de unidades energeticamente eficientes em sistemas que estão sempre a funcionar terá um retorno substancial do investimento, uma vez que a quantidade de energia gasta será menor.
Por exemplo, seria uma decisão prudente investir na substituição de unidades de ar condicionado mais antigas por modelos de refrigeração de ar mais eficientes e a empresa não se arrependeria de ter feito essa escolha, uma vez que pouparia imensos custos futuros. Estes dólares poupados podem ser aplicados noutras actividades comerciais, aumentando ainda mais os lucros e a sustentabilidade da empresa. É uma decisão acertada investir em sistemas de refrigeração eficientes.
Melhoria da longevidade do equipamento e redução dos custos de manutenção
O arrefecimento adequado constitui um fator importante para a saúde e a vida operacional do equipamento e dos subsistemas. Por exemplo, um sistema de arrefecimento por ventoinha eficiente reduz o sobreaquecimento e o stress térmico e, consequentemente, aumenta significativamente a vida útil prevista dos componentes críticos. Isto significa menos falhas, menos tempo de inatividade e menos despesas de manutenção.
Além disso, muitas reparações e a substituição frequente de peças são evitadas se o equipamento funcionar no intervalo de temperatura ideal. Por sua vez, isto resulta em poupança de custos e fiabilidade das operações.
Redução da pegada de carbono e do impacto ambiental
Com a sociedade a tornar-se mais consciente do ambiente, é uma luta para a maioria das organizações não se concentrarem na redução da pegada de carbono. Os sistemas de arrefecimento com ventilador energeticamente eficientes contribuem para este objetivo de uma forma simples, uma vez que consomem menos energia. Quanto menor for a energia utilizada, a emissão de gases com efeito de estufa também é dividida, ajudando assim as organizações a atingir objectivos de sustentabilidade enquanto trabalham para um futuro mais verde.
A utilização de opções de refrigeração energeticamente eficientes também demonstra preocupação com o mundo empresarial e proporciona uma forma de unir esforços de colaboração na luta contra o aquecimento global. Para além disso, a utilização de dispositivos e componentes com certificação UL também ajuda neste domínio. A recolha de informações sobre a utilização de energia e as emissões pode ser útil e ajudar a melhorar o desempenho ambiental numa base contínua
Como selecionar o sistema de arrefecimento com ventoinha e insuflador energeticamente eficiente certo
Um bom sistema de arrefecimento com ventoinha energeticamente eficiente nunca pode ser escolhido ao acaso, porque há demasiados aspectos a ter em conta, como os requisitos de espaço ou as especificações de arrefecimento. Por isso, é essencial fazer as escolhas certas, especialmente nestes locais, uma vez que garantem um desempenho ótimo e a máxima eficiência.
Avaliar as suas necessidades de arrefecimento: Requisitos de caudal de ar, pressão e temperatura
O primeiro aspeto que tem de ser completado antes de qualquer outra coisa é compreender os requisitos do sistema de arrefecimento da ventoinha, que é conhecido como as configurações de arrefecimento, tais como a capacidade do fluxo de ar, que também é conhecida como CFM ou pressão estática, que é medida em WG. A lógica subjacente a estes parâmetros deve-se à pressão térmica do aparelho, à temperatura do ambiente ou à humidade e à temperatura de cozedura preferida.
Por exemplo, os sistemas de arrefecimento dos motores necessitariam de uma ventoinha personalizada, uma vez que tendem a ter uma temperatura máxima de 100 graus Celsius; por outro lado, as unidades de refrigeração necessitariam de uma ventoinha que funcionasse eficazmente a temperaturas abaixo de zero, ou seja, -30 graus.
No entanto, só é possível escolher o tamanho e o tipo de ventilador adequados se for efectuada previamente uma análise detalhada de todos os requisitos.
Adequação do tipo de ventilador à aplicação para obter a máxima eficiência
Assim que tiver estabelecido a quantidade de arrefecimento necessária para os seus espaços, o próximo passo é escolher o tipo de ventilador correto. Como se recorda do ponto anterior, existem vários tipos de ventiladores, cada um dos quais funciona melhor em situações específicas.
Geralmente, os ventiladores axiais são utilizados na maior parte das aplicações em que é necessário um caudal volumétrico elevado e uma pressão baixa, enquanto os centrífugos são utilizados em aplicações de pressão elevada e de várias fases. Os ventiladores de fluxo cruzado são mais adequados para as aplicações em que o ar é necessário numa configuração de pás finas e largas.
Um bom conhecimento das caraterísticas e do desempenho de cada tipo de ventilador é muito importante para selecionar o mais adequado. Por exemplo, um sistema de refrigeração muito compacto destinado a componentes electrónicos delicados pode utilizar um ventilador centrífugo devido à sua capacidade de produzir um fluxo de ar concentrado, enquanto um sistema de refrigeração de ar num armazém utilizaria vários ventiladores axiais para proporcionar uma ventilação adequada.
Importância do dimensionamento e configuração corretos
Os sistemas de arrefecimento por ventoinha devem ser cuidadosamente dimensionados e moldados para garantir o desempenho e a eficiência. Uma ventoinha demasiado grande requererá mais energia do que a necessária, enquanto que, pelo contrário, uma ventoinha pequena não conseguirá satisfazer os requisitos de arrefecimento. As configurações corretas são a localização da ventoinha, o trabalho das condutas ou mesmo a utilização de dispositivos de controlo do fluxo de ar.
Por exemplo, em aplicações HVAC residenciais mais pequenas ou unidades ventilo-convectoras, as ventoinhas de arrefecimento variam entre 80 mm e 250 mm. Em empresas maiores, como sistemas de ar condicionado comercial ou de refrigeração de centros de dados, as ventoinhas de refrigeração do ar variam normalmente entre 250 mm e 630 mm.
Para garantir o dimensionamento e a configuração adequados, seria benéfico trabalhar com empresas de sistemas de arrefecimento com experiência na conceção e implementação de sistemas de arrefecimento com ventilador. Estas empresas podem resolver os problemas esperados dos sistemas de refrigeração e ajustar o sistema para que seja mais económico. O nível de ruído é também um fator importante a ter em conta. Em muitos ambientes, um funcionamento mais silencioso pode ser uma vantagem considerável.
Considerações finais
Reconhecendo a importância de soluções de refrigeração energeticamente eficientes em todas as organizações, com o objetivo de melhorar a sua sustentabilidade, reduzir as suas despesas operacionais e aumentar a fiabilidade do equipamento, é aconselhável utilizar um sistema de refrigeração com ventilador. Avaliando cuidadosamente as suas necessidades de arrefecimento, o tipo de ventilador deve ser escolhido de acordo com a dimensão e a disposição adequadas para se obter uma utilização óptima destes sistemas, no sentido de um ambiente equilibrado.
Para o ajudar a fazer a escolha mais adequada aos seus processos operacionais, não hesite em agendar uma avaliação gratuita ou consultar os nossos especialistas hoje mesmo e ver por si próprio.
English 
Spanish 
French 
Russian 
Japanese 
German 
Portuguese