Eurovent publica guideline de classificação de filtros por consumo energético.

A Eurovent publicou no final de 2011 o guideline EUROVENT 4/11 cujo objetivo é a classificação de eficiência energética dos filtros de ar aplicados em ventilação geral (grossos, médios e finos).
Trata-se de um guia que utiliza uma série de dados obtidos nos ensaios de eficiência de filtragem realizados de acordo com a norma EN779 para classificar os filtros de ar de acordo com seu desempenho energético.
O principal objetivo deste documento é permitir aos usuários e projetistas comparar, sob condições de laboratório, o desempenho energético de dois ou mais filtros.
Na realidade, o que se compara é o perfil da curva de aumento de perda de pressão em função do acréscimo de pó ASHRAE (normalizado) durante o ensaio.
Para tanto, é necessário considerar o seguinte:

(1) Fórmula para cálculo do consumo energético do filtro de ar:

Onde: W= consumo energético anual em KWh; qV= vazão de ar do filtro no ensaio [0,944m³/s]; t = 6.000 horas e n = rendimento médio do ventilador [50%];

Dp = Perda de pressão média do filtro ensaiado, cálculada através da equação (2) abaixo:

Onde: Mx = quantidade de pó normalizado retido no filtro ensaiado [gramas]. Esta quantidade, para efeitos de classificação energética varia em função da classe de filtragem (conforme EN779) do filtro em questão:
Grossos - G4, Mx = 350 gramas;
Médios - M5 e M6, Mx = 250 gramas;
Finos - F7, F8 e F9, Mx = 100 gramas.

Os valores de a, b, c e d são provenientes do polinômio de 4a. ordem obtido como resultado da curva de acréscimo de pó ASHRAE plotada no ensaio de eficiência conforme EN779.

(3) Polinômio de 4a. ordem, resultante da curva de Acréscimo de pó x Perda de pressão, obtida no ensaio conforme EN 779:


Onde: Dpi = Perda de pressão inicial do filtro (sem pó acumulado);

Abaixo apresento o exemplo de curva de acumulação de pó disposto na Eurovent 4/11:

Neste exemplo temos:
a = -1,190367E-09
b = -1,474314E-07
c = +1,212068E-03
d = +2,792383E-1
Dpi = 77 Pa

Neste exemplo, o cálculo do Dp médio, conforme polinômio (3) e equação (2), resultará em 95Pa.
Utilizando este valor na fórmula (1), obtém-se o consumo anual W de 1074KWh ano.
Neste caso, por se tratar de um filtro F-7 (exemplo), a classificação se dará de acordo com a tabela abaixo:

Isto é, o filtro do exemplo seria classificado como A (máxima eficiência energética)

O quê significa classificar um filtro de acordo com seu consumo energético?

Em primeiro lugar, é sabido que os sistemas de HVAC e seus componentes são responsáveis por uma grande parcela de gastos com energia em instalações comerciais e industriais.
Os filtros, por serem componentes "dinâmicos", isto é, têm seu comportamento alterado ao longo do tempo (aumentando significativamente sua perda de pressão), colaboram para a elevação do consumo de um determinado sistema, devido à sua saturação.
Além disso, é plausível considerar que os filtros com melhor rendimento energético devem apresentar maior durabilidade quando comparados a filtros de mesma eficiência e rendimento energético inferior. Isto ocorre porque o perfil da curva de acúmulo de pó é mais favorável à obstrução nos filtros de pior rendimento, resultando em vida útil inferior. (* Nota: os ensaios são realizados com acréscimo de pó normalizado ASHRAE, o qual não corresponde aos contaminantes existentes na maioria das instalações. Entretanto, é possível admitir que a base de comparação com pó ASHRAE é válida para manter sob controle as condições de equivalência dos filtros ensaiados).

Resultados práticos:

Para efeito de verificação fiz a comparação da eficiência energética entre diversos filtros "aparentemente" iguais (conforme norma EN 779). Os dados utilizados foram obtidos nos respectivos relatórios de ensaios de laboratórios independentes. Os fabricantes e modelos dos filtros serão omitidos.

Conclusão:

A tabela acima demostra que, apesar de classificados como F-7 [EN 779] os filtros apresentam desempenhos distintos no que diz respeito ao consumo energético. Neste caso, por exemplo, o consumo energético do filtro B2 é cerca de 45% maior do que o filtro C1.

Discussão:

A adoção do critério de avaliação de consumo energético de filtros de ar é bastante pertinente tendo em vista o aumento das tarifas de energia, preocupação com as emissões de CO2 e sustentabilidade das instalações.
Além disso, este novo modo de olhar os filtros de ar certamente trará à discussão alternativas para a avaliação dos custos globais dos filtros ao longo de sua vida útil, tais como: preço unitário, consumo energético, gastos com mão de obra para troca, descarte, certificações etc.

E, na minha opinião, o Brasil não pode ficar fora dessa.

Por Eng. José Augusto Senatore

Economia de energia em sistemas de HVAC: - como os filtros podem ajudar?

O tema economia de energia ou eficiência energética em sistemas de HVAC vem sendo debatido com frequência cada vez maior. Muito se fala de soluções de engenharia, controles, arquitetura inteligente e outras tecnologias capazes de proporcionar o uso racional e econômico da energia em sistemas de HVAC.
Na prática, no entanto, estes conceitos ficam restritos aos grandes projetos quando executados por bons profissionais e, as instalações mais antigas são consideradas, por assim dizer, "sunk costs".
Ocorre que, mesmo nestes tipos de instalações é possível agir de modo a reduzir o consumo energético dos sistemas de condicionamento de ar e, o uso de filtros de ar "de baixo consumo" é uma alternativa barata e possívelmente aplicável na maioria dos sistemas.
Para ficar restrito somente aos pré-filtros G-4 geralmente encontrados em condicionadores de ar, exemplifico:

- Considerando a velocidade de face no filtro próxima de 2,5 m/s, rendimento do conjunto moto-ventilador de 50% e capacidade de acumulação de partículas e outras premissas idênticas para fins de comparação, teremos:

a) Filtro manta sintética PLANA - consumo energético anual: aprox. 3.680 KWh;
b) Filtro manta fibras de vidro PLANA - consumo energético anual: aprox. 3.000 KWh;
c) Filtro manta sintética PLISSADA - consumo energético anual: aprox. 2.200 KWh;
d) Filtro sintético PLISSADO alta vazão - consumo energético anual: aprox. 1.900 KWh.

Discussão

Lógicamente existem diversas maneiras e alternativas para a redução do consumo energético de um condicionador de ar.
No entanto neste comentário pode-se considerar que é possível reduzir sensivelmente o consumo energético de um condicionador adequando os filtros de ar, inclusive os pré-filtros grossos.
A simples troca de tipo de filtro e meios filtrantes já é, por si só, capaz de colaborar para a redução do consumo energético.
Trata-se somente de uma análise de custo x benefício da substituição.

Por. Eng. José A. Senatore

CEE-138 iniciará as discussões da norma brasileira de filtros de alta eficiência

Na próxima semana, o CEE-138 (comissão de estudos especiais da ABNT) irá iniciar as discussões da primeira série de normas brasileiras que trataram dos filtros de alta eficiência.
Ela deverá ser baseada na recém publicada norma ISO 29463:2011 que, como já mencionado anteriormente no blog, é subdividida em 5 partes.
A norma ISO divide os filtros de alta eficiência em 3 grupos: EPA (filtros de elevada eficiência - sub-HEPA); HEPA (filtros de eficiência muito elevada) e ULPA (filtros de penetração muito baixa).
O principal ponto discutível da norma, em função do mercado, é que ela subdivide em 13 categorias, de acordo com a eficiência dos filtros.
Isto ocorre para manter a correlação entre as eficiências encontradas na norma européia EN1822:2009 e na norma norte americana IEST RP CC 00-01, entre outras.
O fato é que, a série de normas deverá trazer à luz da discussão uma série de detalhes importantes a respeito dos ensaios aos quais os filtros devem ser submetidos em fábrica, tanto no seu meio filtrante como no filtro completo montado (incluindo selante, gaxetas etc).
Além disso, certamente será uma boa oportunidade para a discussão da relação entre os ensaios realizados em fábrica e o método de ensaio realizado em campo, para a determinação e verificação de vazamentos - conforme ISO 14644.
Fica o convite aos interessados: A CEE-138 (comissão ABNT equipamentos para a filtragem do ar e outros gases) se reune às terças-feiras, uma vez por mês, na sede da ABRAVA - SP.  Para participar, deve-se enviar um email para: cb55@abnt.org.br e aguardar o contato da secretaria da comissão.