Nº 8, Duxiu San Road, cidade de Ganlin, cidade de Shengzhou, cidade de Shaoxing, província de Zhejiang, China
A maioria dos refrigeradores de ar residenciais usa um motor de indução monofásico com capacitor classificado entre 80 watts e 250 watts. Refrigeradores pessoais pequenos (cobrindo de 150 a 300 pés quadrados) normalmente usam um Motor do refrigerador de ar na faixa de 80 a 120 watts. Resfriadores domésticos médios (cobrindo de 300 a 600 pés quadrados) usam motores de 125 a 185 watts. Grandes refrigeradores industriais ou de deserto (cobrindo de 600 a 1.500 pés quadrados ou mais) requerem motores de 200 a 750 watts ou mais.
O tipo de motor usado em praticamente todos os refrigeradores de ar vendidos para uso residencial e comercial leve é o motor de indução monofásico com capacitor , também conhecido como motor de capacitor dividido permanente (PSC). É a escolha dominante porque funciona silenciosamente, não requer escovas, tolera ambientes com alta umidade e oferece velocidade consistente com baixo consumo de energia. Compreender o tamanho correto do motor e o tipo correto de motor evita erros comuns: motores de baixa potência que superaquecem e falham prematuramente, e motores superdimensionados que desperdiçam eletricidade e geram ruído excessivo.
A questão de qual motor é utilizado em um refrigerador de ar tem uma resposta clara para a grande maioria dos produtos no mercado, mas o quadro completo inclui diversas tecnologias de motores utilizadas em diferentes segmentos e aplicações. Conhecer as distinções ajuda na substituição de um motor com falha, na atualização de um cooler existente ou na especificação de um motor para uma construção personalizada.
Este é o padrão Motor do refrigerador de ar em refrigeradores evaporativos residenciais e comerciais em todo o mundo. O motor PSC usa um capacitor de funcionamento permanentemente conectado em série com o enrolamento auxiliar para criar uma mudança de fase que produz rotação contínua e suave. Principais características de desempenho:
O motor do resfriador de ar PSC aciona duas cargas simultaneamente na maioria dos projetos de resfriadores: o conjunto de ventilador ou soprador que move o ar através das almofadas do resfriador e uma pequena bomba de água (geralmente uma bomba submersível separada de baixa potência, embora alguns projetos mais antigos de motor único usem uma bomba acionada por correia fora do eixo do motor principal). O eixo do motor principal se conecta diretamente ao cubo do ventilador por meio de um parafuso de fixação ou chaveta, facilitando a substituição.
Os motores de partida com capacitor usam um capacitor de partida que se desconecta depois que o motor atinge aproximadamente 75% da velocidade nominal. Eles produzem torque de partida mais alto do que os motores PSC, o que os torna adequados para grandes resfriadores evaporativos industriais, onde o ventilador e o sistema de acionamento são pesados e exigem mais força para começar a girar a partir da paralisação. Esses motores são encontrados em refrigeradores classificados acima 500 watts e em refrigeradores com sistemas de acionamento por correia conectando o motor à polia do ventilador. Eles são menos comuns em resfriadores residenciais modernos de acionamento direto porque o capacitor de partida adiciona um componente que pode falhar e porque os motores PSC fornecem torque de partida adequado para conjuntos de ventiladores de acionamento direto.
Um segmento crescente de refrigeradores de ar premium e baseados em inversores agora usa motores CC sem escovas para o acionamento do ventilador. Os motores do refrigerador de ar BLDC oferecem eficiência significativamente maior (normalmente 85% a 92% em comparação com 60% a 75% para motores PSC), controle de velocidade variável através do controlador eletrônico integrado sem a necessidade de um regulador de velocidade separado e vida útil mais longa (classificada em 30.000 a 50.000 horas devido à ausência de escovas e comutadores mecânicos). A compensação é um custo inicial mais elevado: um motor BLDC e seu controlador custam aproximadamente 2 a 4 vezes mais que um motor PSC equivalente. Os motores BLDC estão se tornando padrão em refrigeradores com classificação inverter e em marcas premium onde a eficiência energética e a operação silenciosa são prioridades de marketing.
Refrigeradores evaporativos pessoais e unidades de mesa muito pequenos às vezes usam um motor de indução de pólo sombreado classificado em 15 a 50 watts . Os motores de pólo sombreado são o projeto de motor de indução CA mais simples e barato, sem capacitor e sem enrolamento de partida, mas são extremamente ineficientes (normalmente Eficiência de 20% a 35% ) e produzem ruído relativamente alto em sua saída. Eles são aceitáveis apenas nas menores aplicações de resfriamento, onde o motor funciona por curtos períodos e o baixo custo é o principal fator.
| Tipo de motor | Faixa de potência típica | Eficiência | Melhor Aplicação | Custo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Indução PSC (funcionamento por capacitor) | 80W a 750W | 60% a 75% | A maioria dos refrigeradores residenciais e comerciais | Baixo |
| Indução de partida de capacitor | 370W a 1.500W | 65% a 78% | Grandes resfriadores industriais com acionamento por correia | Baixo to moderate |
| DC sem escova (BLDC) | 50W a 400W | 85% a 92% | Resfriadores premium e inverter | Alto |
| Indução de pólo sombreado | 15W a 50W | 20% a 35% | Mini coolers de mesa e pessoais | Muito baixo |
O tamanho do motor para um refrigerador de ar é determinado principalmente pela necessidade de fluxo de ar (medido em CFM, pés cúbicos por minuto) do espaço que está sendo resfriado, que por sua vez é determinado pelo volume da sala, pelas trocas de ar desejadas por hora e pela pressão estática que o motor deve superar para empurrar o ar através das almofadas de resfriamento úmidas. Usar o motor do refrigerador de ar de tamanho correto não envolve apenas a eficácia do resfriamento: um motor subdimensionado funciona dentro ou além de seus limites térmicos, encurtando sua vida útil drasticamente, enquanto um motor superdimensionado custa mais, consome eletricidade desnecessária e muitas vezes produz ruído excessivo e turbulência no fluxo de ar.
A regra padrão para dimensionamento de resfriadores evaporativos é atingir 20 a 40 trocas de ar por hora (ACH) no espaço refrigerado, sendo 30 ACH o alvo típico para um resfriamento confortável em climas quentes e secos. A fórmula é direta:
O CFM necessário é igual ao volume da sala (em pés cúbicos) multiplicado pela ACH alvo, dividido por 60 minutos.
Para uma sala medindo 20 por 15 pés com teto de 8 pés, o volume é de 2.400 pés cúbicos. A 30 ACH, o fluxo de ar necessário é 2.400 vezes 30, dividido por 60, o que equivale 1.200 CFM . Este é o alvo do fluxo de ar que o motor do refrigerador de ar e o conjunto do ventilador devem fornecer juntos.
A relação entre a potência do motor (watts) e o fluxo de ar fornecido (CFM) depende do diâmetro das pás do ventilador, do passo das pás e da pressão estática do sistema (resistência das almofadas molhadas). As seguintes relações gerais se aplicam a projetos típicos de resfriadores evaporativos residenciais com ventiladores centrífugos ou axiais de acionamento direto:
As almofadas de resfriamento úmidas criam resistência ao fluxo de ar que o motor deve superar. Essa resistência é medida em polegadas de coluna de água (pol. WC) e é chamada de pressão estática. Almofadas de favo de mel de celulose padrão de Espessura de 100mm criar aproximadamente 0,1 a 0,2 pol. W.C. de resistência. Almofadas de mídia rígidas mais espessas, com 150 mm de profundidade, criam 0,3 a 0,5 pol. W.C. O motor e o ventilador devem ser capazes de fornecer o CFM alvo na pressão estática operacional do sistema. Ao substituir um motor do refrigerador de ar, verifique a placa de identificação do motor original quanto à pressão estática nominal ou use os dados de resistência do fabricante da almofada para confirmar que o motor de substituição é capaz da mesma curva do sistema.
O motor do refrigerador de ar deve corresponder à alimentação elétrica disponível no local de instalação. Parâmetros principais a serem verificados antes de comprar qualquer motor de substituição ou atualização:
| Área do quarto (pés quadrados) | Volume da sala (teto de 8 pés, pés cúbicos) | CFM necessário (30 ACH) | Potência recomendada do motor | Aplicação Típica |
|---|---|---|---|---|
| 100 a 200 | 800 a 1.600 | 400 a 800 | 80 a 120W | Quarto, pequeno escritório |
| 200 a 400 | 1.600 a 3.200 | 800 a 1.600 | 125 a 185W | Sala de estar, hall médio |
| 400 a 700 | 3.200 a 5.600 | 1.600 a 2.800 | 185 a 250W | Apartamento em plano aberto, restaurante |
| 700 a 1.200 | 5.600 a 9.600 | 2.800 a 4.800 | 250 a 375W | Oficina, loja de varejo |
| 1.200 a 2.500 | 9.600 a 20.000 | 4.800 a 10.000 | 375 a 750W | Armazém, fábrica, local de eventos |
Cada motor do refrigerador de ar possui uma placa de identificação anexada ao corpo do motor listando seus parâmetros operacionais críticos. A leitura correta desta placa de identificação é essencial ao substituir um motor ou verificar se uma peça de reposição corresponde ao original. As especificações a seguir aparecem na maioria das placas de identificação dos motores e cada uma tem um significado específico para o desempenho do refrigerador.
A potência nominal é a potência de saída contínua que o motor fornece em seu eixo sob carga total projetada. Para um motor de resfriador de ar, isso é igual à potência mecânica necessária para girar o ventilador na velocidade nominal contra a pressão estática do sistema. As classificações comuns de motores de resfriadores residenciais são 80W, 100W, 125W, 150W, 180W e 200W. Os resfriadores industriais usam motores de 250 W, 370 W (0,5 HP), 550 W (0,75 HP) e 750 W (1 HP). Ao substituir, corresponda exatamente à potência nominal: não substitua um motor de 150 W por um original de 125 W sem verificar se o ventilador, o tamanho do eixo, as dimensões de montagem e a velocidade de operação também são compatíveis.
A velocidade determina o fluxo de ar e o nível de ruído do refrigerador. Um motor de velocidade mais alta movimenta mais ar, mas gera mais ruído e requer um conjunto de ventilador mais precisamente balanceado para evitar vibrações. Para refrigeradores residenciais, 1.400 a 1.450 RPM na alimentação de 50 Hz é a faixa padrão para motores PSC de 4 pólos. Alguns fabricantes usam 850 a 960 rpm (design de 6 pólos) para quartos mais silenciosos e refrigeradores pessoais. Os sistemas industriais de acionamento por correia podem usar um motor funcionando a 1.450 RPM conectado a uma grande polia de ventilador com uma relação de velocidade que reduz a velocidade do ventilador para 300 a 600 rpm , permitindo diâmetros de ventilador muito grandes sem velocidade excessiva da ponta da pá.
O capacitor de funcionamento de um motor PSC Air Cooler é fundamental para seu desempenho. O capacitor cria a mudança de fase no enrolamento auxiliar que produz rotação. Um valor incorreto do capacitor faz com que o motor funcione mais quente do que o projetado, reduz a eficiência e encurta a vida útil. Os valores típicos para motores de refrigeradores residenciais são 3 µF a 6 µF a 400 V ou 450 V CA . Motores industriais maiores podem usar capacitores de 8 µF a 20 µF . Sempre substitua um capacitor com falha por um com exatamente a mesma capacitância e pelo menos a mesma classificação de tensão. Utilizar um valor de capacitância maior causa superaquecimento do enrolamento auxiliar; usar um valor mais baixo reduz o torque de partida e a eficiência de funcionamento.
A classe de isolamento indica a temperatura operacional máxima que os enrolamentos do motor podem suportar com segurança. O isolamento Classe B (comum em refrigeradores residenciais padrão) é classificado para 130ºC . O isolamento Classe F (usado em resfriadores de melhor qualidade e em todos os motores de resfriadores industriais) é classificado para 155ºC . Quando um resfriador é usado em um ambiente muito quente ou funciona continuamente por longos períodos, um motor do resfriador de ar isolado Classe F oferece margem significativamente maior contra falhas no enrolamento. Muitos motores de resfriamento modernos também incluem proteção térmica integrada: uma chave bimetálica que abre o circuito se a temperatura do enrolamento exceder um limite seguro e reinicia automaticamente quando o motor esfria, evitando danos permanentes por sobrecargas ou bloqueio do fluxo de ar.
Os refrigeradores de ar operam em ambientes de alta umidade e podem ser expostos à névoa de água das placas de resfriamento. O invólucro do motor deve ser classificado adequadamente. Uma classificação mínima IP44 (proteção contra partículas sólidas maiores que 1 mm e contra respingos de água de qualquer direção) é necessária para qualquer motor do refrigerador de ar em contato direto com o fluxo de ar úmido. Os motores montados em posições onde possam receber pulverização direta de água (como na corrente de ar logo abaixo das pastilhas em alguns projetos) devem ter um Classificação IP54 ou IP55 . Um motor com uma classificação IP inadequada sofrerá corrosão prematura do rolamento e quebra do isolamento do enrolamento devido à entrada de umidade.
Substituir um motor de refrigerador de ar é uma tarefa simples que a maioria dos proprietários tecnicamente capazes podem concluir em 30 a 60 minutos com ferramentas básicas. As etapas críticas são corresponder exatamente às especificações do motor de substituição, manusear corretamente o capacitor e garantir que o ventilador esteja devidamente protegido antes do teste.
Entendendo por que um Motor do refrigerador de ar falhar ajuda a prevenir a recorrência após a substituição. Os modos de falha mais comuns são:
Quando um motor do refrigerador de ar falha e é necessária uma substituição direta, vale a pena considerar se uma atualização para um motor com especificações melhores é econômica. As melhorias a seguir oferecem benefícios significativos no mundo real.
Em climas quentes, onde os refrigeradores de ar operam de 10 a 16 horas por dia durante o verão, a temperatura do enrolamento é a principal causa do envelhecimento do motor. O isolamento Classe F (classificado para 155°C versus 130°C para Classe B) fornece um Margem térmica adicional de 25°C . De acordo com o modelo de envelhecimento de Arrhenius para isolamento, esta margem adicional duplica aproximadamente a vida útil do isolamento a temperaturas de funcionamento equivalentes, prolongando a vida útil esperada do motor de 8 para 12 anos para 15 a 20 anos em serviço residencial típico. O preço premium de um motor de resfriador de ar com classificação Classe F normalmente é de apenas 10 a 20% em relação a uma unidade Classe B equivalente, tornando-a um excelente valor em climas quentes.
Os motores mais antigos do resfriador usavam rolamentos de esferas abertos ou mancais de deslizamento que exigiam lubrificação periódica através de portas de óleo externas. Os motores modernos com rolamentos vedados de fábrica e permanentemente lubrificados eliminam totalmente esta tarefa de manutenção e proporcionam melhor resistência à entrada de umidade e poeira do fluxo de ar mais frio. Ao substituir um motor de rolamento aberto mais antigo, é sempre recomendável escolher um substituto de rolamento selado, independentemente de ser o tipo de rolamento original.
Em regiões com alta umidade ambiente ou onde o refrigerador é usado próximo a uma piscina, jardim ou outra área úmida, a atualização de um motor de refrigerador de ar com classificação IP44 para IP55 prolonga significativamente a vida útil. A diferença de custo total entre um motor IP44 e um motor IP55 com a mesma potência é normalmente US$ 5 a US$ 25 , o que é insignificante em comparação com o custo de mão-de-obra de uma substituição prematura do motor.
Para resfriadores usados muitas horas por dia, a atualização de um motor de indução PSC para um motor BLDC pode reduzir o consumo de energia do motor em 25% a 35% com saída de fluxo de ar equivalente. Para um motor PSC de 150 W funcionando 12 horas por dia durante 150 dias por ano, o consumo anual de energia é de aproximadamente 270 kWh . Uma substituição do BLDC que fornece o mesmo fluxo de ar a 100 W economiza aproximadamente 90 kWh por ano . Com tarifas médias de eletricidade de US$ 0,15 por kWh, isso economiza aproximadamente $ 13,50 por ano . Com o motor BLDC e o controlador custando aproximadamente US$ 60 a US$ 120 a mais que o motor PSC equivalente, o período de retorno normalmente é 5 a 9 anos , que se alinha razoavelmente bem com a vida útil do motor se a poupança de energia for uma prioridade.
| Atributo | Motor PSC padrão (150W) | Atualização BLDC (equivalente a 100W) |
|---|---|---|
| Eficiência do motor | 65% a 70% | 88% a 92% |
| Consumo anual de energia (12 horas/dia, 150 dias) | 270 kWh | 180 kWh |
| Custo anual de energia (US$ 0,15/kWh) | US$ 40,50 | US$ 27,00 |
| Vida útil nominal | 8.000 a 15.000 horas | 30.000 a 50.000 horas |
| Controle de velocidade | Requer regulador externo | Controle eletrônico integrado |
| Custo aproximado de compra do motor | $ 15 a $ 35 | $ 70 a $ 150 |
| Nível de ruído em velocidade máxima | 42 a 52dB(A) | 35 a 45dB(A) |
Para uma sala de 300 pés quadrados com teto padrão de 8 pés, o volume da sala é de 2.400 pés cúbicos. Com 30 trocas de ar por hora, o fluxo de ar necessário é de 1.200 CFM. Um motor de refrigerador de ar residencial avaliado em 125 a 150 watts em um projeto de resfriador centrífugo de acionamento direto normalmente fornecerá esse fluxo de ar. Se a sala tiver tetos altos (3 metros ou mais), aumente o motor para 150 a 185 watts para compensar o volume maior.
A esmagadora maioria dos refrigeradores de ar domésticos usa um motor de indução monofásico com capacitor (PSC) , também chamado de motor com capacitor dividido permanente. Este tipo de motor é compacto, silencioso, confiável e projetado para funcionar continuamente em ambientes úmidos. Requer um capacitor de funcionamento permanentemente conectado em seu circuito, normalmente classificado entre 3 µF e 6 µF. Os refrigeradores de ar premium e inverter usam cada vez mais motores BLDC (Brushless DC) para melhor eficiência e controle de velocidade variável.
Não diretamente. A saída de resfriamento de um resfriador evaporativo depende do fluxo de ar (CFM) e da área de evaporação da almofada, e não apenas da potência do motor. Um motor de maior potência só aumenta o fluxo de ar se o diâmetro e a inclinação das pás do ventilador também corresponderem à potência mais alta. Instalar um motor superdimensionado em um conjunto de ventilador existente fará com que o motor funcione com carga parcial, reduzindo a eficiência, e pode acelerar demais o ventilador além de sua faixa projetada, causando ruído excessivo, vibração e possível falha mecânica. Se for necessário mais resfriamento, a abordagem correta é selecionar um resfriador maior projetado como um sistema compatível, e não apenas substituir o motor.
Um motor que zumbe na tensão total da linha, mas não gira, quase sempre tem um capacitor de execução com falha . O capacitor fornece a corrente desfasada ao enrolamento auxiliar que cria o torque de partida. Sem ele, o motor desenvolve um campo magnético, mas não consegue produzir rotação. O capacitor pode ser testado com um medidor de capacitância ou por substituição por uma unidade em bom estado com a mesma classificação. Um capacitor com falha é o reparo mais comum e mais barato do motor do refrigerador de ar, normalmente custando US$ 3 a US$ 15 pela peça de reposição.
A maioria dos motores de refrigeradores de ar residenciais funcionam a 1.400 a 1.450 RPM on 50 Hz supply or 1.700 a 1.750 RPM com alimentação de 60 Hz (motores de 4 pólos). Os refrigeradores de quarto mais silenciosos usam motores de 6 pólos funcionando a 950 a 960 RPM em 50 Hz . Os resfriadores industriais com sistemas de acionamento por correia podem usar motores de alta velocidade conectados a polias de ventilador de grande diâmetro por meio de uma redução de velocidade da correia e da polia, resultando em velocidades do ventilador de 300 a 600 RPM na pá.
Na maioria dos refrigeradores modernos, a bomba de água é uma pequena unidade submersível separada (normalmente avaliada em 15 a 35 watts ) que circula a água do reservatório para as tubulações de distribuição acima das almofadas. O motor principal do refrigerador de ar aciona apenas o ventilador ou soprador. Em projetos mais antigos de motor único, o motor principal acionava a bomba através de uma correia fora do eixo do motor, mas esse projeto é em grande parte obsoleto porque a configuração da bomba separada é mais simples, mais barata de reparar e permite que o ventilador funcione independentemente da bomba para circulação inicial de ar antes que as almofadas estejam molhadas.
O número de pólos determina a velocidade síncrona do motor em uma determinada frequência de alimentação. Na alimentação de 50 Hz, um motor de 4 pólos tem uma velocidade síncrona de 1.500 RPM (velocidade real de aproximadamente 1.430 a 1.450 RPM sob carga). Um motor de 6 pólos tem uma velocidade síncrona de 1.000 RPM (aproximadamente 950 a 960 RPM reais). O motor de 6 pólos movimenta menos ar por revolução, mas em velocidade mais baixa, o que reduz o ruído aerodinâmico e o ruído da ponta da lâmina. Isso torna os motores de refrigerador de ar de 6 pólos a escolha preferida para refrigeradores de quarto e de estudo onde a operação silenciosa é uma prioridade, ao custo de um fluxo de ar máximo ligeiramente inferior para um determinado diâmetro de ventilador.
Um motor de resfriador de ar PSC de qualidade em um refrigerador com manutenção adequada normalmente dura 8 a 15 anos em uso residencial, correspondendo de 8.000 a 15.000 horas de operação. Motores em climas que exigem operação durante todo o ano, em ambientes muito empoeirados ou em resfriadores com almofadas entupidas que reduzem o fluxo de ar de resfriamento através do motor podem falhar em apenas 3 a 5 anos. Substituir o capacitor a cada 5 a 7 anos, limpar a parte externa do motor anualmente para manter o fluxo de ar e
Não, não sem mudar também a fonte de alimentação. Um motor de 110 V conectado a uma fonte de 220 V queimará imediatamente devido a danos por sobrecorrente. Um motor de 220 V conectado a uma fonte de 110 V funcionará com aproximadamente metade de seu torque nominal, consumirá corrente excessiva, superaquecerá e falhará. Sempre combine a tensão do motor do refrigerador de ar de substituição exatamente com a tensão de alimentação na instalação. Se você estiver realocando um refrigerador de um país ou região para outro com um padrão de tensão diferente, todo o motor deverá ser substituído por um classificado para a tensão de alimentação local, juntamente com quaisquer outros componentes sensíveis à tensão no refrigerador.
Um mínimo de IP44 é necessário para qualquer motor de resfriador de ar operando na corrente de ar úmido de um resfriador evaporativo. IP44 significa que o motor está protegido contra partículas sólidas maiores que 1 mm e contra respingos de água de qualquer direção. Para motores instalados em posições onde possam receber névoa direta de água do sistema de distribuição de pastilhas, um Classificação IP54 ou IP55 oferece melhor proteção. Evite usar motores com classificação IP20 ou IP40 (comuns em ventiladores de uso geral) dentro de um refrigerador de ar, pois a entrada de umidade causará falha prematura nos rolamentos e nos enrolamentos dentro de 1 a 3 temporadas.
Motor externo do refrigerador de ar BLDC DC149 220V / 700W
Motor externo do refrigerador de ar de DC149 220V 850W BLDC
Motor externo do refrigerador de ar de DC149 220V 600W BLDC
YS90L-4 380V 1500W Motor refrigerador de ar evaporativo trifásico
YS100L-4 380V 2200W Motor refrigerador de ar evaporativo trifásico
YS90L-4 380V 1500W Motor refrigerador de ar evaporativo trifásico