Ventilador - Modelo de sistema

El ventilador de modelo de sistema representa distintos tipos de ventilador mediante un modelo técnico relativamente sencillo. Puede utilizarse en aplicaciones de caudal de aire variable, caudal constante, encendido/apagado, dos velocidades o varias velocidades. Se diseñó para sustituir a los demás tipos de ventilador: Caudal constante, Encendido/apagado, y Caudal variable.

La potencia eléctrica consumida por el ventilador puede introducirse directamente o dimensionarse automáticamente mediante uno de tres métodos opcionales. Para ventiladores de caudal volumétrico variable, el rendimiento puede describirse mediante una curva de rendimiento independiente.

General

Nombre

Nombre único generado automáticamente para el ventilador. Cualquier referencia a este ventilador desde otro objeto utilizará este nombre.

Tipo

El tipo de ventilador de modelo de sistema está fijado como:

4-Modelo de sistema

Aumento de presión de diseño

Es el aumento total de presión de diseño del sistema que experimenta el ventilador (en Pascals o inH2O), a caudal máximo y con densidad estándar del aire seco ajustada por altitud a 20°C de bulbo seco.

Potencia eléctrica

Método de consumo eléctrico de diseño

Selecciona entre:

1-Dimensionamiento automático, donde EnergyPlus dimensiona automáticamente la Potencia eléctrica por unidad de caudal mediante uno de los métodos indicados más abajo en Método de dimensionamiento de la potencia de diseño.
2-Entrada manual, donde el Consumo eléctrico de diseño se introduce manualmente en el ajuste siguiente.

Consumo eléctrico de diseño

Este ajuste está disponible cuando el Método de consumo eléctrico de diseño se establece en 2-Entrada manual. Es el consumo eléctrico al Caudal máximo y al Aumento de presión máximos (en W). El valor introducido en este campo se usa para determinar el rendimiento del ventilador.

Método de dimensionamiento de la potencia de diseño

Este ajuste se utiliza cuando el Método de consumo eléctrico de diseño se establece en 1-Dimensionamiento automático para seleccionar cómo se dimensiona el consumo eléctrico de diseño del ventilador. Hay tres opciones:

1-Potencia por caudal, donde el valor introducido para Potencia eléctrica por unidad de caudal se usa para dimensionar el consumo eléctrico de diseño. Este método resulta útil en las primeras fases de diseño, cuando hay poca información para determinar el aumento de presión de diseño. Aunque el aumento de presión no se utiliza para dimensionar el Consumo eléctrico de diseño , sí se utiliza para determinar el calor añadido a la corriente de aire por el trabajo del ventilador.
2-Potencia por caudal y presión, donde el valor introducido para Potencia eléctrica por unidad de caudal y de presión se usa para dimensionar el Consumo eléctrico de diseño. Este método tiene en cuenta el aumento de presión de diseño al dimensionar el consumo eléctrico de diseño.
3-Rendimiento total y presión, donde los valores introducidos para Rendimiento total del ventilador y al Aumento de presión de diseño se utilizan para dimensionar la potencia.

Potencia eléctrica por unidad de caudal

Este ajuste se utiliza cuando el Método de consumo eléctrico de diseño se establece en 1-Dimensionamiento automático y el Método de dimensionamiento de la potencia de diseño se establece en 1-Potencia por caudal. Este valor se expresa en W/(m3/s) y se utiliza para escalar el Consumo eléctrico de diseño directamente a partir del Caudal máximo. Se define de forma que

Design electric power consumption = (Electric power per unit flow rate) * (Maximum flow rate).

Potencia eléctrica por unidad de caudal y de presión

Este ajuste se utiliza cuando el Método de consumo eléctrico de diseño se establece en 1-Dimensionamiento automático y el Método de dimensionamiento de la potencia de diseño se establece en 1-Potencia por caudal y presión. Este valor se expresa en W/((m3/s)-Pa) y se utiliza para escalar el Consumo eléctrico de diseño a partir del Caudal máximo y el Aumento de presión. Se define de forma que

Design electric power consumption = (Electric power per unit flow rate per unit pressure) * (Maximum flow rate) * Design pressure rise).

El valor predeterminado es 1.66667.

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 del rodete. Se utiliza cuando el Método de consumo eléctrico de diseño se establece en 1-Dimensionamiento automático y el Método de dimensionamiento de la potencia de diseño se establece en 3-Rendimiento total y presión. Este valor se utiliza para determinar el Consumo eléctrico de diseño a partir del Caudal máximo y el Aumento de presión. Se define de forma que

Design electric power consumption = (Maximum flow rate) * (Design pressure rise) / (Fan Total Efficiency).

El valor predeterminado es 0.7.

Caudales

Caudal máximo

Introduce el caudal volumétrico de aire a plena carga (m3/sec o ft3/min) instalado en el sistema HVAC. Este caudal volumétrico se convierte en caudal másico utilizando la densidad estándar del aire seco ajustada por altitud a 20 °C de bulbo seco. Este caudal a velocidad máxima sirve como límite superior para ventiladores que pueden variar su caudal.

Este campo puede dimensionarse automáticamente y aparece deshabilitado si el componente HVAC principal (por ejemplo, una AHU) define el caudal de aire de diseño.

Motor

Rendimiento del motor

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

Fracción del motor en la corriente de aire

Es la fracción del calor del motor que se añade a la corriente de aire. El valor debe estar entre 0 y 1. Un valor de 0 significa que el motor está completamente fuera de la corriente de aire y no se añade a ella su calor. Un valor de 1.0 significa que el motor está completamente dentro de la corriente y se añade a ella todo su calor.

Nota: Con independencia del valor indicado, se añadirá calor a la corriente de aire como resultado del trabajo realizado para moverlo. Este ajuste solo describe qué ocurre con el calor generado por el rendimiento imperfecto del motor. El calor perdido por el motor que no se añade a la corriente de aire puede añadirse a la zona térmica que rodea al motor mediante los ajustes siguientes.

Pérdidas del motor añadidas a la zona

El calor perdido por el motor que no se añade a la corriente de aire puede añadirse a la zona térmica en la que se encuentra el motor activando esta casilla y seleccionando la zona en el ajuste siguiente. Si el ventilador está en el exterior o no se desea modelar las pérdidas térmicas del motor, deja la casilla desactivada.

Zona de pérdidas del motor

Cuando la casilla Pérdidas del motor añadidas a la zona está activada, debes seleccionar la zona en la que se encuentra el motor del ventilador. En ese caso, la parte de las pérdidas térmicas del motor que no se añade a la corriente de aire se añade a la zona térmica circundante como ganancia interna de calor.

Fracción radiante de las pérdidas del motor

Cuando la casilla Pérdidas del motor añadidas a la zona está activada, puedes definir el reparto entre radiación térmica y convección de las pérdidas de calor del motor del ventilador. Si se mantiene el valor predeterminado cero, todas las pérdidas serán convectivas. Los valores deben estar entre 0 y 1.

Control de velocidad

Método de control de velocidad

Este ajuste permite seleccionar cómo puede variar la velocidad del ventilador. Hay dos opciones:

1-Continuo, que indica que la velocidad del ventilador es variable y puede cambiar de forma continua hasta el Caudal máximo.
2-Discreto, que indica que el ventilador solo puede funcionar a velocidades concretas y no puede variarse de forma continua.

Esta entrada indica al programa cómo calcular la potencia: mediante promedios ponderados por tiempo para el control discreto y promedios ponderados por caudal para el control variable.

Consejo: Para ventiladores de caudal constante o de encendido/apagado utiliza 2-Discreto con Número de velocidades igual a 1. Para ventiladores de caudal de aire variable utiliza 1-Continuo, en cuyo caso debe seleccionarse una curva de rendimiento del ventilador para Curva de potencia eléctrica en función de la fracción de caudal.

Fracción de caudal mínimo para la potencia eléctrica

Este ajuste solo está disponible cuando el Método de control de velocidad se establece en 1-Continuo. Describe hasta qué punto puede reducirse el funcionamiento de un ventilador de velocidad variable. Este valor se utiliza para calcular la potencia del ventilador a caudales bajos, pero no impone un límite inferior al caudal de aire durante la simulación. El valor es una fracción del Caudal máximo y debe estar entre 0 y 1.

Curva de potencia eléctrica en función de la fracción de caudal

Selecciona la curva de rendimiento que describe cómo varía el consumo eléctrico con el caudal de aire. La variable independiente «x» de la curva es una fracción de caudal normalizada, definida como el caudal actual dividido por el Caudal máximo. El modelo utiliza realmente la relación entre caudales másicos de aire (húmedo), teniendo en cuenta la humedad y la presión barométrica en el numerador. La variable dependiente resultante de la curva de rendimiento o de la tabla de consulta es una fracción que se multiplica por el Consumo eléctrico de diseño para determinar el consumo eléctrico en función del caudal. Puede utilizarse cualquiera de las curvas de una sola variable independiente.

Este campo está disponible si el Método de control de velocidad se establece en 1-Continuo. También se utiliza cuando el Método de control de velocidad se establece en 2-Discreto y el Número de velocidades es mayor que 1 y la casilla Fracción de potencia eléctrica a partir de la curva está activada.

Número de velocidades

Este campo numérico permite especificar el número de velocidades disponibles cuando el método de control de velocidad es Discreto. Este campo y los conjuntos de campos restantes no se utilizan cuando el Método de control de velocidad se establece en 1-Continuo. Para un ventilador de caudal constante introduce un valor de 1.0. El valor 1.0 utiliza el diseño máximo del ventilador y no requiere conjuntos de campos adicionales. Si el valor es mayor que 1, los campos restantes proporcionan un par de fracciones de caudal y potencia para cada velocidad.

Fracción de potencia eléctrica a partir de la curva

Esta casilla está disponible cuando el Método de control de velocidad se establece en 2-Discreto y el Número de velocidades es mayor que 1. En ese caso, al activarla se indica a EnergyPlus que calcule la fracción de potencia eléctrica para cada velocidad discreta.

Pares de valores de fracción de caudal y fracción de potencia eléctrica por velocidad

Introduce un par de valores de fracción de caudal y fracción de potencia eléctrica para cada velocidad. Los conjuntos deben definirse en orden creciente, de modo que las fracciones de caudal aumenten en los conjuntos sucesivos. Normalmente la velocidad máxima coincide con el máximo de diseño y tiene fracciones de 1.0.

Velocidad <#> Fracción de caudal

Es la fracción de caudal para la velocidad del ventilador. Se multiplica por el Caudal máximo para obtener el caudal cuando funciona a esa velocidad.

Velocidad <#> Fracción de potencia eléctrica

Es la fracción de potencia eléctrica para la velocidad del ventilador. Se multiplica por el Consumo eléctrico de diseño para obtener el consumo eléctrico cuando funciona a esa velocidad. Este campo solo está disponible si la casilla Fracción de potencia eléctrica a partir de la curva está desactivada. Si está activada, la potencia a esta velocidad se determina mediante la curva de rendimiento seleccionada para Curva de potencia eléctrica en función de la fracción de caudal.

Funcionamiento

Programación de disponibilidad

Es 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.

Este ajuste no puede editarse cuando la programación de disponibilidad de funcionamiento la define el componente HVAC principal (por ejemplo, una AHU).