Resposta direta: Para dimensionar um ventilador centrífugo de gabinete, primeiro calcule o CFM necessário usando CFM = (volume da sala em pés cúbicos x trocas de ar por hora) / 60, ou CFM = carga de calor (BTU/h) / (1,08 x aumento de temperatura em graus F) para resfriamento do equipamento. Em seguida, calcule a pressão estática necessária somando todas as resistências no caminho do fluxo de ar - fricção nos dutos, cotovelos, filtros, venezianas e coifas - medida em Pascal (Pa) e adicione uma margem de segurança de 10 a 15 por cento. Os números finais são então plotados na curva de desempenho do ventilador para confirmar se o ventilador do gabinete pode realmente fornecer aquele fluxo de ar naquela pressão, e não apenas um dos dois valores sozinhos.
Por que o CFM e a pressão estática devem ser calculados juntos
Um ventilador centrífugo de gabinete, também chamado de ventilador tipo caixa, aloja o impulsor, o motor e a voluta dentro de um gabinete selado que reduz o ruído e protege as peças internas contra poeira. A escolha da unidade errada quase nunca resulta da escolha de um ventilador "fraco" - trata-se do cálculo do CFM e da pressão estática separadamente, em vez de juntos. Um ventilador classificado para 3.000 CFM fornece esse número apenas com resistência zero. Uma vez conectado a dutos, filtros e grades, o fluxo de ar real diminui à medida que a resistência aumenta. É por isso que cada ficha técnica de ventilador de gabinete mostra uma curva de desempenho em vez de um único número, e é por isso que ambos os valores precisam ser calculados antes de um modelo ser escolhido.
| Prazo | Unidade | O que representa |
| CFM (fluxo de ar) | Pés cúbicos por minuto / m3 por hora | O volume de ar que o ventilador deve mover para ventilar, resfriar ou esgotar um espaço |
| Pressão Estática | Medidor de água em Pascal (Pa) / polegadas | A resistência total que o ventilador deve superar para empurrar o ar através do sistema |
Etapa 1: Calcule o CFM necessário
Existem duas maneiras comuns de chegar ao fluxo de ar necessário para um ventilador centrífugo de gabinete, e o método correto depende se o objetivo é a ventilação geral ou a remoção de calor do equipamento.
Método A - Trocas de Ar por Hora (ACH): Isto é padrão para salas, oficinas, cozinhas e gabinetes.
CFM = (Comprimento x Largura x Altura em pés x ACH necessário) / 60
Método B - Remoção de Carga Térmica: Isto se aplica quando o ventilador está resfriando gabinetes elétricos, gabinetes de servidores ou equipamentos de processo.
CFM = Carga de calor (BTU/h) / (1,08 x Aumento de temperatura permitido em graus F)
A tabela abaixo lista as taxas típicas de troca de ar usadas em aplicações comuns. Estes são valores de referência iniciais – os códigos locais e os dados do fabricante do equipamento devem sempre ter prioridade quando disponíveis.
| Aplicação | ACH típica | Notas |
| Escritório geral ou espaço comercial | 6 a 10 | Ventilação de conforto ocupada |
| Exaustor de cozinha comercial | 20 a 30 | Cargas de graxa e calor aumentam a exigência |
| Armazém ou oficina | 4 a 8 | Depende do calor do maquinário e da densidade de ocupantes |
| Gabinete elétrico ou de controle | Use o método de carga térmica | ACH não é confiável para resfriamento de equipamentos fechados |
| Sala limpa ou laboratório | 15 a 60 | Definido pela classificação de limpeza, não pelas necessidades de conforto |
Etapa 2: Calcule a pressão estática necessária em Pa
A pressão estática é a soma de cada ponto de resistência que o ar encontra entre a entrada do ventilador e o ponto de descarga. Cada componente adiciona uma perda mensurável, e essas perdas são somadas em vez de calculadas em média. Ignorar até mesmo um componente - um único filtro ou um único cotovelo de 90 graus - é um dos motivos mais comuns pelos quais um ventilador de gabinete apresenta desempenho inferior após a instalação.
| Fonte de resistência | Perda Típica (Pa) |
| Dutos retos, por 10 metros | 10 a 25 Pa |
| Cada cotovelo de 90 graus | 8 a 20 Pa |
| Filtro de ar padrão (limpo) | 30 a 80 Pa |
| HEPA ou filtro fino | 100 a 250Pa |
| Grelha ou capa contra intempéries | 15 a 40 Pa |
| Amortecedor (parcialmente aberto) | 10 a 30 Pa |
Depois que todos os componentes ao longo do caminho forem somados, aplique uma margem de segurança de 10 a 15 por cento para cobrir o acúmulo de poeira nos filtros ao longo do tempo e pequenas variações de campo em relação ao layout original. Este total ajustado é a pressão estática que o ventilador centrífugo do gabinete deve ser capaz de superar.
Exemplo resolvido: dimensionando um ventilador de gabinete para uma sala de 500 metros cúbicos
O exemplo abaixo mostra ambos os cálculos realizados desde as entradas brutas até a meta final de seleção do ventilador, usando um espaço de oficina que precisa de 6 trocas de ar por hora e tem um filtro, dois cotovelos e 15 metros de dutos instalados.
| Passo | Cálculo | Resultado |
| Volume da sala | Dado | 500 m3 |
| Fluxo de ar necessário | 500 m3 x 6 ACH | 3.000 m3/h (cerca de 1.765 CFM) |
| Perda por fricção no duto | 15 m a 1,8 Pa/m | 27 anos |
| Dois cotovelos | 2x15Pa | 30 Pa |
| Filtro | Classificação padrão | 50 Pa |
| veneziana | Perda fixa | 25 Pa |
| Subtotal | 27 30 50 25 | 132 Pa |
| Meta final com margem de 15 por cento | 132 Pa x 1,15 | Cerca de 152 Pa |
O alvo de seleção para este projeto é um ventilador centrífugo de gabinete capaz de fornecer cerca de 3.000 m3/h a uma pressão estática de 150 Pa, e não apenas um valor por si só.
Lendo a curva do ventilador para confirmar o ponto operacional
Cada folha de dados de ventilador centrífugo de gabinete inclui uma curva de desempenho que traça o fluxo de ar no eixo horizontal em relação à pressão estática no eixo vertical. A curva se inclina para baixo porque o fluxo de ar e a pressão trocam entre si dentro do mesmo ventilador. Para confirmar se um modelo se ajusta a um projeto, encontre o valor CFM calculado no eixo horizontal e o valor Pa calculado no eixo vertical - o ponto onde esses dois valores se encontram deve ficar na curva ou ligeiramente abaixo dela, nunca acima dela. Um ponto operacional calculado que fica acima da curva significa que o ventilador está subdimensionado para o sistema e o fluxo de ar será insuficiente depois de instalado. Um ponto bem abaixo da curva geralmente sinaliza um ventilador superdimensionado, que desperdiça energia e aumenta o ruído operacional além do necessário para o espaço.
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Os modelos a seguir ilustram a variedade de plataformas de ventiladores centrífugos usados para aumentar o fluxo de ar e a pressão até as metas calculadas acima, desde unidades de gabinete fechado até sopradores compactos acionados por CA, adequados para sistemas de dutos.
Erros comuns que levam a um ventilador subdimensionado
A maioria das reclamações sobre fluxo de ar fraco após a instalação de um ventilador de gabinete remonta a um dos erros abaixo, e não a uma unidade com defeito.
- Usando a classificação CFM de ar livre do ventilador como fluxo de ar de projeto, ignorando que esse número se aplica apenas a pressão estática zero.
- Esquecer de incluir a resistência do filtro, especialmente depois que um filtro acumulou poeira e sua perda ultrapassou a classificação de limpeza.
- Adicionar comprimentos de duto, mas pular acessórios, transições e grades, que juntos geralmente representam mais resistência do que o próprio duto reto.
- Selecionar um modelo de ventilador com base na potência do motor, em vez dos valores de fluxo de ar e pressão na curva de desempenho.
- Deixando de lado a margem de segurança, que é consumida no momento em que um filtro precisa ser limpo ou um amortecedor é ajustado após o comissionamento.
Referência rápida: CFM e pressão estática por aplicação comum
| Aplicação | Fluxo de ar típico | Pressão Estática Típica |
| Resfriamento de gabinete elétrico | 50 a 400 CFM | 50 a 150 Pa |
| Ventilação para pequenas oficinas | 800 a 2500 CFM | 100 a 250Pa |
| Exaustor de cozinha comercial | 2.000 a 6.000 CFM | 250 a 500Pa |
| Unidade terminal de ar condicionado canalizado | 500 a 3000 CFM | 150 a 400Pa |
| Sala limpa ou ar fornecido filtrado | 1000 a 8000 CFM | 300 a 700Pa |
Perguntas frequentes
Qual é a margem segura a ser adicionada à pressão estática calculada?
Uma margem de 10 a 15 por cento acima do total calculado é uma prática padrão, cobrindo a carga do filtro ao longo do tempo e pequenos desvios entre o layout projetado e a instalação finalizada.
Um ventilador centrífugo de gabinete classificado para CFM mais alto do que o necessário ainda pode funcionar?
Ele pode funcionar, mas funcionar muito acima do ponto exigido desperdiça energia e aumenta o ruído. Combinar o CFM e o Pa calculados com a curva do ventilador proporciona o melhor equilíbrio entre eficiência e nível de som.
Como faço para converter entre CFM e m3/h?
Multiplique CFM por 1,699 para obter m3/h ou divida m3/h por 1,699 para obter CFM. Para pressão estática, multiplique polegadas de medidor de água por 249 para obter Pascal.
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