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04 dez-14

Isolamento de Dutos: Vantagens e Redução do Consumo de Energia


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O isolamento correto dos dutos é de grande relevância na operação dos sistemas de HVAC&R (Heating, Ventilating, Air Conditioning and Refrigeration) em conformidade com o previsto em projeto. O efeito direto de uma instalação mal executada são as perdas no insuflamento de ar, o que eleva o consumo energético e o correspondente custo de operação do equipamento. Além disto, existe a possibilidade de condensação do ar na superfície externa dos dutos ou tubulações, o que causa gotejamentos no local e demais aborrecimentos na instalação.

De modo a comparar o consumo de energia de sistemas sem isolamento correto com a operação normal, foram realizadas diversas pesquisas referentes ao impacto do vazamento na performance energética geral do sistema. Um destes estudos1 indica que, ao longo da vida da instalação, o desperdício de energia causado pelo vazamento de ar pode chegar a doze vezes o gasto de energia que o fabricante teve em produzir o material isolante. Em adição, na média, 42% da energia que seria consumida por dutos não isolados são economizadas quando o sistema é isolado2.

Outro aspecto importante em sistemas isolados é que as emissões de gases poluentes como dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio são reduzidas. Em instalações bem executadas, o nível de emissão para a atmosfera destes gases reduz-se em doze vezes o nível de emissão de gases gerada no processo de fabricação do material isolante. Além disso, os fabricantes de isolamento têm utilizado cada vez mais materiais recicláveis em sua composição, o que indica uma tendência de redução na fabricação destes insumos.3

Como já mencionado anteriormente, o não isolamento dos dutos pode causar gotejamento do sistema. Este fenômeno ocorre quando a temperatura da superfície do duto ou da tubulação é igual ou menor que a temperatura do ponto de orvalho (dew point), causando, então, problemas de gotejamento. Além desta complicação, a elevada umidade pode favorecer o surgimento de bactérias, comprometendo assim a qualidade do ar interior do ambiente.

A tabela 1 foi retirada do Handbook ASHRAE4 e mostra a espessura do isolamento necessária para prevenir a condensação na superfície externa, considerando o fluido interno com 4°C, a temperatura externa como 27°C e a variação da umidade relativa do ar.

 

tabela1

 

O isolamento de dutos trás outros benefícios, como o melhor controle da temperatura do ar e redução de ruído. Os sons produzidos através de vibrações ou da expansão/contração do ar são absorvidos pelo isolamento, o que gera maior conforto dos ocupantes do ambiente. 4

A Norma 90.1 da ASHRAE5 define valores mínimos de resistência térmica que o isolamento de dutos deve ter em função do clima e da localização no recinto (e. g. entreforro, diretamente no espaço condicionado, espaço não condicionado). Considerando o isolamento de duto padrão utilizado atualmente, a lã de vidro, seguem dois exemplos:

  1. Na cidade de São Paulo, com um plenum de retorno localizado no entreforro – não é necessário isolamento;
  2. Já na cidade do Rio de Janeiro, com duto de ar localizado em ambiente externo – o isolamento deve ser realizado com lã de vidro de espessura mínima de 50 mm e com barreira de vapor (comumente, revestimento externo com papel de alumínio6) e proteção contra o tempo.

Em resumo, os benefícios obtidos através do isolamento de dutos são o menor consumo de energia, atenuação de ruído, melhor controle de temperatura e a prevenção da condensação na superfície do duto. Apesar de não ter o maior valor agregado na instalação, o correto isolamento da rede de dutos é essencial para a operação do sistema HVAC&R. O isolamento incorreto gera diversos inconvenientes aos ocupantes do ambiente bem como insatisfação da gestão predial e desperdício de recursos.



Referências


  1. NAIMA, “Duct Insulation – Do It Right The First Time”, Pub. nº AH147 5/06;
  2. ENERGY CONSERVATION MANAGEMENT, INC.; ALLIANCE TO SAVE ENERGY. BARAKAT & CHAMBERLIN INC.; “Green and Competitive – The Energy, Environmental and Economic Benefits of Fiber Glass and Mineral Wool Insulation Products”;
  3. NAIMA, “A Comparison of Air Duct Systems Energy Savings and Acoustical Performance”, Pub. nº AH109 5/00;
  4. 2013 ASHRAE HANDBOOK – Fundamental, Chapter 23;
  5. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013 – Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings;
  6. NAIMA, “An Essential Component of Indoor Environmental Quality… Fiber Glass HVAC Insulations”;



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