Um filtro de 45 € pode ter um custo de funcionamento inferior ao de um filtro de 30 €. O preço de compra paga-se uma vez por substituição; o custo da eletricidade continua enquanto o sistema funciona.
Para os comparar corretamente, calcule a energia associada à perda de carga média de cada filtro e acrescente os custos de aquisição, manutenção e eliminação no mesmo período. Mantenha presentes o desempenho de filtração exigido e o caudal efetivamente fornecido durante toda a comparação. Um resultado mais barato obtido com menos ar limpo corresponde a condições de serviço diferentes.
O exemplo seguinte apresenta as contas, incluindo um erro na perda de carga que pode alterar bastante a resposta.
Primeiro, defina o que o cálculo abrange
Para uma comparação de funcionamento durante um ano, use:
Custo anual associado ao filtro = aquisição de filtros + eletricidade do ventilador necessária para vencer a resistência do filtro + mão de obra de substituição + eliminação e outros custos relevantes.
Este é um cálculo anual simplificado do custo total de propriedade. Uma análise completa do custo do ciclo de vida ao longo de vários anos também pode incluir instalação, pressupostos de financiamento, variações de preços e o momento em que os custos futuros são pagos. As orientações da Eurovent sobre custo do ciclo de vida separam investimento, energia, manutenção e eliminação; a publicação de 2005 é útil para essa estrutura contabilística, mas as suas referências a antigas classes de filtros não devem ser usadas como especificação de seleção atual. Eurovent 4/10, Calculating Life Cycle Cost for Air Filters.
Um filtro passivo não consome diretamente potência elétrica. O ventilador fornece a pressão necessária para fazer passar o ar através dele. Esta distinção também surge no guia Eurovent de 2026 sobre declarações ambientais de produto para filtros de ar. Eurovent, EPD Guide for Air Filters, secção 2.3.
A fórmula da energia e o valor de pressão de que precisa
Para caudal constante e um rendimento global considerado constante:
E = q × Δp̄ × t ÷ (1 000 × η)
| Símbolo | Significado | Unidade ou formato |
|---|---|---|
| E | Eletricidade atribuída ao esforço de vencer a resistência do filtro | kWh |
| q | Caudal de ar através do filtro | m³/s |
| Δp̄ | Perda de carga média no tempo durante o período | Pa |
| t | Tempo de funcionamento | horas |
| η | Rendimento global desde a entrada elétrica até à potência útil transmitida ao ar | Decimal: 0,70 significa 70% |
A Eurovent 4/24–2023, Update 1, apresenta um método para estimar a energia associada aos filtros em condições de funcionamento. Usa a perda de carga média; as comparações energéticas normalizadas de filtros são tratadas separadamente na Eurovent 4/21. O cálculo apresentado aqui é um exemplo de engenharia com pressupostos explícitos, não um resultado de certificação Eurovent. Eurovent 4/24, secções 1–2.
Tenha atenção às unidades. Divida m³/h por 3 600 antes de introduzir o caudal nesta equação. Use o tempo de funcionamento em horas e o rendimento em formato decimal. O fator 1 000 converte watt-hora em quilowatt-hora; não converte horas em segundos.
Se o caudal, a pressão e o rendimento variarem o suficiente para afetar o resultado, divida o registo em intervalos de tempo e calcule a energia em cada intervalo. Multiplicar médias anuais separadas pode ocultar a forma como esses valores variaram em conjunto.
A diferença entre a pressão final e a inicial não é a perda de carga média
Suponha que um filtro começa a 100 Pa e termina a 200 Pa.
- O aumento da sua resistência é 200 − 100 = 100 Pa.
- Se a resistência aumentar linearmente com o tempo de funcionamento, a sua média é (100 + 200) ÷ 2 = 150 Pa.
Os dois valores respondem a perguntas diferentes. Usar o aumento de 100 Pa em vez da média de 150 Pa deixa de fora parte da resistência que o ventilador teve de vencer durante todo o período.
O valor intermédio continua a ser um pressuposto. Aplica-se a este exemplo porque admitimos que a resistência aumenta a uma taxa constante ao longo do tempo. Não substitui uma curva medida de acumulação de partículas; uma curva em função da massa de poeira de laboratório também não equivale automaticamente a uma curva em função das horas de funcionamento.
Comparação calculada: 45 € contra 30 €
Os valores de partida abaixo vêm do exemplo da página 68 do catálogo técnico publicado da Ulpatek. São dados de um exemplo histórico, não preços atuais nem uma previsão medida para a instalação de um cliente. Recalculamos a energia com o pressuposto explícito de que a resistência de cada filtro aumenta linearmente ao longo das mesmas 6 000 horas de funcionamento. Catálogo técnico de produtos Ulpatek, página 68.
Ambas as opções têm de cumprir o desempenho de filtração exigido pela aplicação. O exemplo de origem indica ePM1 85% e ePM1 80%, respetivamente; não devem ser descritos como classificações ISO 16890 idênticas. Se o projeto exige 85%, a opção de 80% não cumpre esse requisito, independentemente do custo.
| Dado de entrada | Filtro A | Filtro B |
|---|---|---|
| Caudal de ar | 3 400 m³/h | 3 400 m³/h |
| Perda de carga inicial | 100 Pa | 120 Pa |
| Perda de carga admitida ao fim de 6 000 horas | 200 Pa | 320 Pa |
| Perda de carga média no tempo admitida | 150 Pa | 220 Pa |
| Horas de funcionamento por ano | 6 000 | 6 000 |
| Rendimento global admitido | 0,70 | 0,70 |
| Tarifa de eletricidade considerada | 0,283 €/kWh | 0,283 €/kWh |
| Aquisição de um filtro por ano | 45 € | 30 € |
| Manutenção e outros custos neste exemplo | 6 € | 6 € |
Conversão do caudal:
3 400 ÷ 3 600 = 0,944444 m³/s
Para o Filtro A:
Eₐ = 0,944444 × 150 × 6 000 ÷ (1 000 × 0,70) = 1 214,29 kWh/ano
Para o Filtro B:
Eᵦ = 0,944444 × 220 × 6 000 ÷ (1 000 × 0,70) = 1 780,95 kWh/ano
Usando valores sem arredondamento até ao passo final, obtém-se:
| Resultado anual | Filtro A | Filtro B |
|---|---|---|
| Eletricidade atribuída à resistência do filtro | 1 214,29 kWh | 1 780,95 kWh |
| Custo da eletricidade | 343,64 € | 504,01 € |
| Aquisição, manutenção e outros custos do exemplo | 51,00 € | 36,00 € |
| Custo anual total incluído | 394,64 € | 540,01 € |
Com estes pressupostos, o Filtro A custa menos 145,37 € por ano, uma redução de 26,9% nos custos incluídos neste exemplo. O seu preço de compra é 15 € superior, mas o custo de eletricidade calculado é 160,37 € inferior.
Estes resultados são calculados a partir dos dados indicados. Não demonstram uma poupança universal para o Filtro A nem incluem uma paragem de produção não indicada, um custo separado de eliminação ou uma segunda substituição durante o ano. Acrescente esses custos quando se aplicarem.
Que redução de resistência compensa um preço de compra superior?
Os mesmos dados permitem uma verificação útil para a compra. A 3 400 m³/h, com 6 000 horas e rendimento global de 70%, cada redução de 10 Pa na perda de carga média poupa aproximadamente 80,95 kWh/ano. À tarifa considerada, equivale a 22,91 €/ano.
Se o único custo anual adicional forem 15 € na aquisição, a vantagem de perda de carga média necessária para atingir o ponto de equilíbrio é:
15 € × 1 000 × 0,70 ÷ (0,944444 × 6 000 × 0,283 €) = 6,55 Pa
É por isso que uma pequena diferença de preço não deve decidir a encomenda antes de verificar os dados de resistência. É também por isso que as horas de funcionamento e a tarifa contam. Com menos horas, uma tarifa inferior ou custos de substituição adicionais, o ponto de equilíbrio muda.
Quatro formas de fazer uma comparação de custos parecer melhor do que é
Usar a resistência do filtro limpo para o ano inteiro. O valor inicial descreve um ponto. Não mostra como o filtro acumula partículas. Peça a base do valor médio e distinga um registo medido, um resultado de laboratório e um pressuposto de modelo.
Atribuir mais horas de serviço a um filtro do que ao outro. Se uma opção exigir duas substituições no período de comparação, inclua duas aquisições de filtros e os custos associados de mão de obra, eliminação e eventuais verificações. Um objetivo de pressão final mais baixo pode reduzir a energia, mas aumentar o número de trocas.
Contar a redução de caudal como uma melhoria energética. Compare ao caudal fornecido exigido. Num sistema de velocidade fixa, uma alteração da resistência pode deslocar o ponto de funcionamento do ventilador. O filtro de menor resistência não garante a redução de eletricidade prevista por um modelo de caudal constante. Avalie em conjunto o ventilador, os controlos e o sistema. DOE, Improving Fan System Performance.
Chamar resultado certificado a um valor assumido. Uma etiqueta energética Eurovent é obtida nas condições definidas pelo programa de certificação. Um cálculo da instalação responde a outra pergunta, com os dados dessa instalação. Verifique o produto certificado, as dimensões, as condições de serviço e as características publicadas, em vez de atribuir certificação a uma folha de cálculo. Eurovent Certita Certification, apresentação do programa Air Filters.
O que pedir com uma proposta de filtros
Uma estimativa claramente identificada é útil para a comparação inicial. Numa compra de valor significativo, substitua os pressupostos por registos de funcionamento ou por um ensaio bem especificado sempre que possível. Mantenha constantes os requisitos de caudal e de filtração e registe cada alteração.
A questão de compra passa então a ser concreta: na nossa instalação, a menor resistência média compensa o custo adicional do filtro e da manutenção? É possível responder com números. Um preço unitário mais baixo, por si só, não responde.
Perguntas sobre o cálculo
Estes são os custos totais de energia da UTA?
Não. A equação estima a eletricidade associada ao esforço de vencer a resistência do filtro selecionado, com os pressupostos indicados. Baterias de permuta térmica, condutas, registos, outros andares de filtração, aquecimento, arrefecimento e outras cargas ficam fora do cálculo.
Posso usar a média entre a perda de carga inicial e a final?
Pode usá-la como uma aproximação explicitamente identificada quando se admite que a resistência aumenta linearmente com o tempo de funcionamento. Para maior precisão, use dados por intervalos de tempo ou um modelo com uma base clara. Subtrair a pressão inicial à final dá o aumento, não a média.
Uma classe de filtro superior consome sempre mais energia?
A classe, por si só, não permite calcular a energia. O caudal real, a construção, a área de meio filtrante, a perda de carga ao longo do serviço e o funcionamento do sistema determinam o resultado. Defina primeiro o desempenho de filtração exigido e compare depois produtos adequados.
Um cálculo de um ano equivale ao custo completo do ciclo de vida?
Não. Uma comparação anual pode apoiar uma decisão de compra, mas uma análise completa do ciclo de vida pode incluir investimento inicial, trocas repetidas, eliminação, atualização financeira e variações de preços ao longo de vários anos. Defina os limites do cálculo para que o leitor saiba o que está incluído no total.
Fontes
- Catálogo técnico de produtos Ulpatek, julho de 2024, página 68: dados históricos; energia recalculada aqui com pressupostos explícitos.
- Eurovent 4/24–2023, primeira edição, Update 1: avaliação energética em condições de funcionamento.
- Eurovent 4/10, 2005: componentes do custo do ciclo de vida.
- Eurovent, EPD Guide for Air Filters, 2026.
- Departamento de Energia dos EUA, Improving Fan System Performance.
- Eurovent Certita Certification, apresentação do programa Air Filters.
