Por que os sopradores de ar central / forno são tão ineficientes?

Posso comprar um ventilador de teto da Home Depot capaz de mover 5.000 CFM de ar por cerca de US $ 50, e ele usa apenas 50-60 watts ao fazê-lo. Por outro lado, a maioria dos fornos parece ter sopradores que operam em uma faixa CFM muito mais baixa, mas usam motores de 1/2 ou 3/4 de cavalo de potência que usam 600 watts ou mais quando energizados.

Como isso faz algum sentido? Por que é necessário um motor de 1/2 cavalo-vapor ou maior para um forno ou CA central, mas um ventilador de teto pode funcionar com um motor menor e mais eficiente e mover mais ar? Ou um ventilador de teto CFM não é o mesmo que um ventilador de forno CFM? Será que o soprador requer uma RPM muito mais alta para empurrar o ar através da tubulação, de modo que o soprador CFM seja mais um valor "entregue" do que um valor "fornecido"?

É possível substituir esses animais por versões mais eficientes? Essas coisas existem?

Ok, acho que descobri o motivo e aprendi muito sobre HVAC no processo.

A resposta é que um ventilador de teto está movendo o ar a basicamente zero "pressão estática". Pressão estática em um contexto de HVAC significa a quantidade de resistência que o ar tem para se mover. Em um ambiente livre, isso é zero, ou quase, mas em um sistema restrito de dutos, será muito maior. Uma ventoinha de teto é classificada em CFMs ... mas com pressão estática zero. Eles não dizem isso porque é óbvio; você provavelmente não está montando seu ventilador de teto na abertura de um duto cilíndrico de quatro pés de diâmetro. Se você encontrasse uma curva de CFM versus pressão estática para qualquer ventilador, provavelmente cairia abruptamente. Mas é claro que não haveria razão para isso, porque o objetivo de um ventilador de teto não é empurrar o ar através de um duto, mas circulá-lo em uma sala aberta,

Isso é agravado pelo fato de que a maioria dos trabalhos de dutos é terrivelmente feita, de modo que os fabricantes de fornos erram ao exagerar o tamanho do soprador para garantir que a unidade não sofra falta de ar (fazendo com que ela funcione mal ou até morra cedo), ou seja incapaz de fornecendo ao ambiente vivo o calor necessário. Qualquer uma dessas coisas faria as pessoas culparem o forno e a empresa parecer mal.

Portanto, a resposta curta é que você precisa usar um soprador poderoso em um sistema HVAC porque os dutos são ruins. Uma unidade / sistema sem duto provavelmente poderia funcionar com um soprador muito menos potente, porque não precisaria trabalhar tanto.

Só porque o ventilador do forno está classificado em 3/4 ou mais de potência, não significa que ele esteja realmente funcionando nesse nível de potência.

Para esclarecer isso, considere o extremo com um motor elétrico sem nada conectado (apenas um eixo saindo) girando a toda velocidade: ele quase não usa energia: talvez apenas 3 watts, embora sua placa de classificação diga 700 VA, por exemplo .

Além disso, se o funcionamento do ventilador realmente precisasse de 3/4 de potência (como em um sistema muito grande), o motor falharia ao funcionar com potência máxima mais cedo do que esperamos - talvez em menos de um ano. O motor do ventilador é superestimado para confiabilidade, operação mais silenciosa e para acomodar variabilidade (como quando o vento sopra através de uma janela para uma sala com dutos e cria mais contrapressão).

Resposta básica: Um ventilador de teto é basicamente uma bomba axial na qual o fluido movido é o ar. Um ventilador é uma bomba de ar centrífuga. Axial é extremamente eficiente quando não há resistência ao fluxo. Quando há resistência ao fluxo, um axial se move pouco ou nenhum ar e é necessária uma centrífuga.