O que são ventiladores e as suas características

Uma ventoinha é um aparelho mecânico que é utilizado para fornecer ou retirar ar de uma divisão, bem como para fazer circular o ar através de condutas específicas. Funciona com a ajuda de motores eléctricos que accionam as pás, que possuem configurações e tamanhos únicos. Os vários tipos de ventiladores são definidos pela potência do motor, pelo design geral e pelas dimensões do dispositivo.

Classificação dos aparelhos

Existem dois tipos de sistemas de ventilação, divididos de acordo com o tipo de circulação do fluxo de ar. O primeiro tipo é a ventilação natural, que ocorre em salas que não têm ventiladores e depende do fluxo de ar natural para a ventilação. O segundo tipo é a ventilação forçada, que pode ser dividida em ventilação de alimentação e ventilação de exaustão. A ventilação de alimentação traz ar fresco do exterior, enquanto a ventilação de exaustão utiliza ventiladores para remover odores desagradáveis e exaurir o ar da divisão. Os ventiladores são normalmente utilizados em sistemas de ventilação forçada.

Por projeto

• axial ou paralelo;
• variante diagonal;
• tipo centrífugo;
• diametral;
• fluxo direto (sem pás).

Alguns ventiladores são classificados com base na direção de rotação: as pás podem rodar para a direita ou na direção diametralmente oposta.

Os ventiladores são utilizados em sistemas de ventilação contemporâneos de instalações industriais: oficinas ou edifícios onde são efectuadas pinturas sob pressão, sistemas de ar condicionado. Também são utilizados em sistemas industriais fechados para bombear ativamente vários gases ou melhorar o processo de combustão como forma de sobrealimentação.

Ventilador axial fixado à parede

Por condições de utilização

Existem diferentes categorias de ventiladores em função do ambiente ou das condições de utilização:

As ventoinhas normais são concebidas para movimentar ar ou gases com uma temperatura inferior a 80 graus;

Os ventiladores resistentes à corrosão são utilizados em ambientes com elevada humidade;

As ventoinhas resistentes ao calor são concebidas para serem utilizadas a temperaturas muito superiores a 80 graus Celsius;

Os ventiladores à prova de explosão são utilizados em ambientes onde existe o risco de explosão;

Os ventiladores resistentes ao pó são utilizados em locais com uma presença de matérias estranhas superior a 100 mg por metro cúbico.

De acordo com o método de ligação do acionamento

Os ventiladores industriais podem ser classificados com base no seu método de ligação de acionamento:

• O ventilador está diretamente ligado ao motor elétrico.
• É utilizado um acoplamento elástico.
• É utilizado um sistema de transmissão por correia trapezoidal.
• É utilizada uma transmissão de velocidade variável contínua.

Por tipo de instalação

Com base no método de instalação, os itens são categorizados em:

• tradicional – instalado num tipo de suporte específico (como uma estrutura de aço, uma fundação de betão armado ou estruturas semelhantes);
• versão de conduta – montada exclusivamente no interior da conduta;

• Normalmente, a instalação no telhado é feita nos telhados planos de estruturas contemporâneas.

Por características técnicas

Para além do acima mencionado, existe uma categorização baseada nas especificações técnicas dos produtos:

• capacidade de caudal, que é medida em metros cúbicos por hora;
• pressão, medida em Pascal;
• velocidade de rotação, medida em rotações por minuto;
• potência do dispositivo, medida em quilowatts;
• eficiência, que tem em conta as perdas por fricção dos componentes, o volume do fluxo de ar e a configuração das condutas de ar;
• impacto do nível de ruído nas pessoas que se encontram nas proximidades, medido em decibéis.

O último indicador é medido durante o processo de aspiração, quando o fluxo de ar entra na sala e sai através de uma rede de condutas para o exterior.

Classe de proteção IP

Muitas vezes, o utilizador não tem conhecimento das características de design ocultas de um ventilador específico. Por conseguinte, os ventiladores são normalmente classificados com base na sua utilização prevista. Por exemplo, existem exaustores de cozinha que são familiares a toda a gente. Existem também ventiladores que são instalados diretamente nos canais de ar da casa de banho. Além disso, existem modelos especificamente concebidos para substituir as aberturas de ventilação, bem como inúmeras outras soluções.

Ao selecionar um ventilador, é crucial avaliar com precisão as suas condições de funcionamento. Isto inclui considerar se o dispositivo irá funcionar num ambiente húmido ou seco, com ar limpo ou poeirento, e se existe o risco de queda de objectos sobre as lâminas. Nestes cenários, é vantajoso tomar nota da classe de proteção do dispositivo.

A norma IP fornece orientações sobre o nível de perigo que um dispositivo pode suportar devido a objectos mecânicos e água. A seguir às letras mencionadas, são fornecidos dois dígitos. O primeiro dígito descreve a tolerância para detritos e pequenos objectos que o dispositivo pode suportar sem ser danificado. Uma classificação de 0 indica que não há proteção, enquanto uma classificação de IP6 significa que o dispositivo é capaz de funcionar em ambientes com muito pó.

O nível de resistência à humidade é descrito pelo segundo dígito da norma. Uma classificação de 0 indica que não há proteção. No entanto, não é necessário pagar mais para obter a classificação mais elevada. Por exemplo, uma classificação IP42 significa que o dispositivo pode resistir a um único salpico ou a uma chuva ligeira e chuvosa. Um aparelho com uma classificação IP55 pode ser deixado cair no relvado enquanto está a ser regado. Em condições mais extremas, como durante uma tempestade num barco, uma ventoinha com classificação IP56 é capaz de funcionar.

Os dispositivos com os mais elevados índices de proteção contra a água podem resistir a condições severas. Por exemplo, uma classificação IP67 significa que o dispositivo é impermeável a qualquer fluxo de água e não será danificado após ser submerso em 1 metro de água durante 30 minutos. Os dispositivos mais dispendiosos, com uma classe de proteção IP68, podem mesmo funcionar durante longos períodos de tempo quando totalmente imersos em líquido.

Dispositivos axiais ou axiais

Um único eixo é o centro de rotação e as pás de trabalho destes dispositivos rodam em torno deste eixo, produzindo assim um fluxo de ar. O design é caracterizado pela sua leveza, o que o torna muito popular e habitualmente utilizado em electrodomésticos, tais como refrigeradores em unidades de sistema de PC e secadores de cabelo para secar o cabelo. Os dispositivos axiais têm uma eficiência elevada devido à sua baixa resistência ao fluxo de ar e às perdas mínimas por fricção. Têm uma estrutura semelhante a uma roda com lâminas em consola que estão rigidamente fixadas num ângulo específico relativamente ao fluxo de ar, que é sempre paralelo ao eixo de rotação do dispositivo. Para melhorar a aerodinâmica, é instalado um coletor especial na entrada para igualar ou endireitar o fluxo de ar.

Esta variante em particular, devido ao seu design distinto, apresenta um consumo de energia relativamente mínimo, embora dependente da ausência absoluta de correntes de ar opostas.

A estrutura das ofertas axiais é intrinsecamente simples: um invólucro equipado com pontos de fixação seguros para instalação, que aloja um motor elétrico no interior do aparelho, com o impulsor firmemente fixado ao eixo do motor. A altura do fluxo, bem como o caudal, é determinada pelo espaçamento entre as pás.

Unidades diagonais

O tipo axial e o tipo diagonal partilham uma direção de entrada de ar semelhante, mas diferem na direção de saída. A forma cónica da caixa diagonal permite aumentar a velocidade do fluxo de ar. Em comparação com dispositivos axiais de tamanho e desempenho semelhantes, a variante diagonal produz muito menos ruído.

Ao incorporar características de dispositivos radiais e axiais, o design atinge um nível único de compacidade e eficiência, chegando a 80%.

Ventiladores centrífugos

Os ventiladores centrífugos são conhecidos pela sua capacidade de proporcionar um elevado desempenho e excelentes valores de pressão de ar. São concebidos tendo em mente a simplicidade, o que garante a sua fiabilidade mesmo nas condições mais difíceis.

Do ponto de vista estrutural, um ventilador centrífugo é composto por vários componentes funcionais chave:

• Um motor
• Um sistema de bombagem de ar sob a forma de uma roda plana com lâminas
• Um invólucro que, para além de suportar, facilita a circulação do ar

Para melhorar ainda mais a sua funcionalidade, os ventiladores centrífugos são revestidos por um invólucro adicional, que serve de caixa de insonorização. Este invólucro é normalmente revestido com material de absorção de ruído.

O sistema de bombagem de ar utiliza um design único sob a forma de uma roda plana. Este sistema é composto por dois discos, sendo um sólido e ligado ao motor, enquanto o outro disco possui um grande orifício central. A ligação entre os dois discos é feita por lâminas de pás que revestem o perímetro. Quando os discos rodam, criam um fluxo de ar para o exterior.

O orifício central de um dos discos permite a aspiração do corpo de trabalho. Dependendo da configuração e da forma das palhetas, estas bombas têm a capacidade de:

• funcionam com componentes sólidos no caudal sem necessidade de elementos de disco
• mover o ar com o mínimo de impurezas sólidas utilizando soluções de disco único
• tratar o ar limpo com uma vasta gama de volumes e pressões de saída com os modelos clássicos de disco duplo

Nas bombas de três discos existem duas regiões de pás. Estes tipos de bombas podem inverter o motor para bombear o fluido de trabalho em duas direcções diferentes.

Como funciona

O funcionamento do ventilador centrífugo pode ser facilmente explicado.

1. Quando a unidade é ligada, o motor inicia a rotação do impulsor.
2. Sob a influência da força centrífuga, o ar entre as pás começa a deslocar-se para o exterior.
3. Isto cria uma região de baixa pressão no lado interior do impulsor.
4. Devido à diferença de pressão, o ar do exterior flui em direção ao centro da roda.
5. O movimento do ar em direção ao bordo do impulsor cessa no limite, que é a parede do corpo. É nesta altura que a energia cinética da substância de trabalho é convertida em pressão.
6. A pressão do ar gerada pelo impulsor faz com que o ar seja expelido através do tubo de saída.

A fiabilidade da solução de design do ventilador centrífugo é determinada por um esquema operacional tão simples. Este esquema pode ser visto em várias aplicações, desde sistemas de ventilação até à manutenção da integridade estrutural de insufláveis de rua. Além disso, é normalmente utilizado em sistemas que visam eliminar o pó e outras partículas sólidas do ar.

Tipos de pás

Os engenheiros têm a capacidade de diminuir o peso e os níveis de ruído da bomba, empregando várias configurações de palhetas. Isto porque as características de desempenho da bomba são determinadas pela disposição das suas pás e não apenas pela sua capacidade de produzir pressão e volume de ar.

1. A acumulação de pó no interior da ventoinha é evitada pelas pás curvadas na direção oposta. Isto torna-as ideais para o ar que contém um elevado nível de impurezas.
2. Para atingir uma pressão elevada, a bomba utiliza lâminas curvadas na direção da frente. Isto permite-lhe bombear o volume máximo de ar.
3. As pás radiais rectas, que são o tipo mais simples de pás, são utilizadas em bombas de baixa pressão. Estas pás são conhecidas pelo seu nível de ruído mínimo. Além disso, são tratados com compostos especiais para os proteger contra a erosão.

Ventiladores de secção diametral

Estes tipos de produtos são constituídos por uma caixa com um design único para a saída e a entrada: um difusor e uma torneira, respetivamente, e um cilindro que se assemelha a um tambor com elementos de trabalho paralelos e ligeiramente curvos durante a rotação. A particularidade destes produtos reside na passagem dupla e cruzada do ar pela hélice.

Os ventiladores tangenciais têm parâmetros aerodinâmicos impressionantes e têm a capacidade de criar uma configuração de caudal plano de vários tamanhos.

A sua instalação é muito prática e o fluxo pode ser rodado em qualquer direção.

Características únicas: quando se trata de outros ventiladores, destacam-se pela sua instalação compacta e eficiência excecional. São normalmente utilizados nos faingons, aparelhos concebidos para arrefecer ou aquecer as divisões. Além disso, durante o inverno, servem como cortinas de calor nas entradas de centros comerciais, supermercados e boutiques de renome.

Modelos de fluxo reto ou sem pás

O ventilador sem pás é um produto relativamente recente no mercado dos electrodomésticos. Estes dispositivos estão gradualmente a ganhar popularidade nas casas. Funcionam com base na lei de Bernoulli, em que o ar em movimento rápido flui através de uma estrutura cuidadosamente concebida, não só para iniciar o movimento de ar adicional, mas também para melhorar significativamente a eficiência global da ventilação.

O ventilador sem pás é composto por vários componentes essenciais:

1. A estrutura, geralmente de forma circular ou oval. Esta conceção permite a ejeção simultânea de ar do interior da caixa do ventilador e a entrada de ar do exterior.
2. A base, que serve de suporte para a fixação de todos os componentes.
3. Uma turbina compacta.
4. Um motor.

O ventilador funciona de forma simples. Um motor acciona a turbina, que, por sua vez, aspira o ar através das aberturas na base do aparelho. Simultaneamente, o design da turbina gera vórtices poderosos. Consequentemente, o ar é impulsionado até 15 vezes mais depressa. Este fluxo de ar acelerado é depois expelido através dos canais ranhurados na estrutura, criando um efeito envolvente. À medida que o ar se desloca a alta velocidade, produz uma redução da pressão, o que faz com que as correntes de ar exterior sejam captadas e atraídas para a área de baixa pressão criada.

Este princípio de funcionamento do ventilador oferece inúmeras vantagens.

1. O caudal de ar pode ser facilmente regulado numa base contínua.
2. Todas as peças móveis estão escondidas dentro da caixa, garantindo uma experiência de utilização segura.
3. A direção do fluxo de ar pode ser ajustada sem esforço, bastando reposicionar o anel.
4. Há uma redução significativa no consumo de energia, até 20% em comparação com os modelos tradicionais com desempenho equivalente.

No entanto, a taxa de adoção dos modelos sem pás no mercado é relativamente lenta. Este facto pode ser atribuído às particularidades de funcionamento, como o ruído gerado pelas ventoinhas. Além disso, a complexidade de fabrico dos seus componentes leva a um preço mais elevado.

Elaborámos uma lista completa dos principais tipos de ventiladores adequados para a ventilação de vários tipos de estruturas, tais como instalações industriais, instituições públicas, restaurantes, cantinas e edifícios de vários andares. Estes ventiladores são estrategicamente montados em locais discretos, na parte de trás ou no topo de lajes planas.

Além disso, existem modelos específicos disponíveis que possuem uma enorme capacidade, permitindo uma ventilação eficiente em várias condutas em simultâneo. No entanto, o aprofundamento dos pormenores destes dispositivos de elevada capacidade está para além do âmbito desta discussão.