Ventilador - Encendido/apagado

El ventilador de encendido/apagado modela un ventilador de caudal de aire constante previsto para funcionar de forma intermitente junto con un sistema de refrigeración o calefacción (es decir, el modo de control AUTO). También puede funcionar continuamente como un ventilador de caudal constante. Si se modela el funcionamiento continuo y este objeto forma parte de un sistema que utiliza Coil:Heating:Gas, Coil:Cooling:DX:SingleSpeed o Coil:Heating:DX:SingleSpeed, conviene comprobar que los caudales de aire sean adecuados (la fracción de carga máxima de batería y ventilador es menor o igual que 1 para todos los valores de la relación de carga parcial de la batería).

También se puede modelar el funcionamiento del ventilador a varias velocidades cuando el ventilador de encendido/apagado forma parte de un objeto compuesto que admite varias velocidades (por ejemplo, Unitary Heat Cool, PTAC, etc.). En ese caso, la relación entre el caudal de aire del objeto compuesto y el caudal máximo del ventilador determina la potencia a las otras velocidades. Para modelar este funcionamiento debe introducirse Fan Power Ratio Function of Speed Ratio Curve Name. También existe una curva opcional de relación de rendimiento total del ventilador para modelar diferencias de rendimiento entre velocidades.

Nombre

Nombre único asignado por el sistema a una instancia de ventilador de encendido/apagado. Otros objetos utilizan este nombre para referirse al ventilador.

Rendimiento total del ventilador

Es el rendimiento global del ventilador, es decir, la relación entre la potencia suministrada al fluido y la potencia eléctrica de entrada. Es el producto del rendimiento del motor y el rendimiento del rodete. El rendimiento del motor es la potencia suministrada al eje dividida por la potencia eléctrica de entrada al motor. El rendimiento del rodete es la potencia suministrada al aire dividida por la potencia del eje. La potencia suministrada al aire es el caudal másico de aire multiplicado por el aumento de presión y dividido por la densidad del aire. Este rendimiento debe estar entre 0 y 1.

Aumento de presión

El aumento de presión (en Pascals o inH2O) a caudal máximo y en condiciones estándar (nivel del mar) (20°C y 101325 Pa).

El aumento de presión necesario en un ventilador de UTA depende de la red de conductos a la que sirve. Por ejemplo, si se dimensiona la red con una pérdida de presión constante de 1 Pa/m, el recorrido más desfavorable (ruta de mayor caída de presión) es de 300 m y las pérdidas por accesorios suponen un 20% adicional, el aumento de presión necesario sería 300 x 1 x 1.2= 360 Pa.

Subcategoría de uso final

Permite especificar una subcategoría de uso final definida por el usuario, por ejemplo, "Central System", etc. Se crea un nuevo contador para cada subcategoría distinta (ref: Report Meter). Las subcategorías también se presentan en la tabla ABUPS. Si se omite este campo o se deja en blanco, el ventilador se asignará a la subcategoría de uso final "General".

Caudal máximo

El caudal volumétrico de aire a plena carga (m3/sec o ft3/min) a temperatura y presión estándar (aire seco a 20°C de temperatura de bulbo seco). EnergyPlus utiliza la presión barométrica local para tener en cuenta la altitud mediante la ecuación de presión "standard atmospheric" de la página 6.1 de ASHRAE 1997 HOF (edición SI), para inicializar los sistemas de aire simulados.

p=101325*(1-2.25577E-05*Z)**5.2559

donde p=presión en Pa y Z=altitud en m

Rendimiento del motor

La potencia del eje dividida por la potencia eléctrica consumida. Debe estar entre 0 y 1.

Fracción del motor en la corriente de aire

La fracción del calor del motor que se añade a la corriente de aire. Un valor de 0 significa que el motor está completamente fuera de la corriente de aire. Un valor de 1 significa que todas las pérdidas de calor del motor pasan a la corriente de aire y provocan un aumento de temperatura. Debe estar entre 0 y 1.

Curva de relación de potencia del ventilador en función de la relación de velocidad

Selecciona una curva de rendimiento exponencial. Esta curva permite simular motores de ventilador de varias velocidades y representa la relación entre la potencia real y la potencia nominal del ventilador cuando cambia su velocidad.

Curva de relación de rendimiento del ventilador en función de la relación de velocidad

Introduce el nombre de una curva de rendimiento cuadrática o cúbica . Esta curva permite simular motores de ventilador de varias velocidades y representa la relación entre el rendimiento total real y el rendimiento total nominal del ventilador cuando cambia su velocidad.

Funcionamiento

Programación de disponibilidad

Selecciona la Programación que define si el ventilador puede funcionar durante un periodo determinado. Un valor de programación superior a 0 (normalmente se usa 1) indica que el ventilador puede estar encendido durante ese periodo. Un valor inferior o igual a 0 (normalmente se usa 0) indica que está apagado.

Algoritmo

El modelo de ventilador de encendido/apagado es similar al modelo sencillo de ventilador de caudal constante, salvo que puede encenderse y apagarse durante un paso temporal de simulación. La proporción de funcionamiento se conoce como fracción de tiempo de funcionamiento. Su cálculo tiene en cuenta las pérdidas a carga parcial de otros equipos del sistema HVAC. Primero se calcula un factor de carga parcial (también llamado relación de carga parcial) como el cociente entre el caudal másico real de funcionamiento y el caudal másico máximo del ventilador. La fracción de tiempo de funcionamiento se calcula dividiendo el factor de carga parcial entre la fracción de carga parcial. Esta última la determinan otros equipos HVAC de la simulación.

f_flow = m / m_max

RTF = f_flow / PLF

La potencia total del ventilador se calcula multiplicando la potencia máxima por la fracción de tiempo de funcionamiento.

Q_tot = RTF.[m.δP/(e_tot.ρ_air)]

Q_shaft = e_motor.Q_tot

Q_toair = Q_shaft + (Q_tot - Q_shaft).f_motortoair

h_out = h_in + Q_toair / m

w_out = w_in

T_out = PsyTdbFnHW(h_out,w_out)

Nomenclatura:

f_flow es la fracción de caudal o relación de carga parcial

f_motortoair es la fracción del calor generado por el motor que pasa a la corriente de aire

Q_tot es la potencia del ventilador en W

m es el caudal másico en kg/s

m_max es el caudal másico máximo o de diseño en kg/s

RTF es la fracción de tiempo de funcionamiento

PLF es el factor de carga parcial

δP es el aumento de presión de diseño

e_tot es el rendimiento total del ventilador

e_motor es el rendimiento del motor

ρ_air es la densidad del aire en condiciones estándar (kg/m3)

Q_shaft es la potencia del eje del ventilador en W

Q_toair es la potencia que pasa al aire en W

h_out,h_in son las entalpías específicas de salida y entrada en J/kg

w_out,w_in son las relaciones de humedad de las corrientes de aire de entrada y salida

PsyTdbFnHW es la rutina psicrométrica de EnergyPlus que relaciona la entalpía y la relación de humedad con la temperatura.

Resultados del ventilador de encendido/apagado

HVAC,Average,Fan Electric Power[W]

HVAC,Average,Fan Delta Temp[C]

HVAC,Sum,Fan Electric Consumption[J]

HVAC,Average,On/Off Fan Runtime Fraction

Fan Electric Power [W]

Este campo contiene el consumo medio de potencia eléctrica del ventilador en Watts durante el paso temporal informado.

Fan Delta Temp [C]

Este campo contiene el aumento medio de temperatura del aire a través del ventilador (temperatura del aire de salida menos temperatura del aire de entrada) (en °C o °F) durante el paso temporal informado.

Fan Electric Consumption [J]

Este campo de salida contiene el consumo eléctrico del ventilador en julios durante el paso de tiempo notificado. También se añade a un contador con Resource Type = Electricity, End Use Key= Fans, Group Key= System (véase Report Meter).

On/Off Fan Runtime Fraction

Este campo de salida contiene la fracción de tiempo durante la que funcionó el ventilador en el paso temporal informado.