Ventilação mecânica no certificado energético: SFP, Wvm e recuperação

A ventilação mecânica entra no certificado energético por dois caminhos: o consumo elétrico dos ventiladores e, quando há recuperação de calor, a redução das perdas por renovação do ar. Este artigo segue o Manual SCE ponto a ponto, com exemplos de cálculo.

Que ventiladores contam

Nos edifícios de habitação, para a avaliação do desempenho energético e a verificação dos requisitos, só se consideram os ventiladores de funcionamento contínuo ou cujo funcionamento não dependa da ação do utilizador (Manual SCE, subsecção 9.1.5). Um extrator ligado com a luz da casa de banho, ou um exaustor de cozinha ligado à mão, não entram.

Os ventiladores novos ou renovados devem cumprir os requisitos de conceção ecológica e ser qualificados segundo as normas da série EN 13141 e a EN 13142, que dão os caudais, a pressão de funcionamento e o consumo de energia.

As unidades Healthbox Go e Cbase (extração) e Flux+ (duplo fluxo com recuperação de calor) funcionam de forma permanente.

Potência específica (SFP)

Cada unidade caracteriza-se pela potência elétrica absorvida e pelo caudal, ou pela potência específica, specific fan power (SFP) (Manual SCE, Eq. 49):

$SFP = \frac{P_{abs}}{q_v} = \frac{\Delta P_{tot}}{3600 \cdot \eta_{tot}}$

em que $SFP$ é a potência específica da unidade de ventilação (W/(m³/h)), $P_{abs}$ é a potência elétrica absorvida pela unidade (W), $q_v$ é o caudal de ar da unidade (m³/h), $\Delta P_{tot}$ é a diferença de pressão total no ventilador (Pa) e $\eta_{tot}$ é a eficiência da unidade baseada na pressão total.

A Tabela 65 classifica a unidade em categorias:

Categoria	SFP (W/(m³/h))
SFP 0	≤ 0,083
SFP 1	> 0,083 e ≤ 0,139
SFP 2	> 0,139 e ≤ 0,208
SFP 3	> 0,208 e ≤ 0,347
SFP 4	> 0,347 e ≤ 0,556
SFP 5	> 0,556 e ≤ 0,833
SFP 6	> 0,833 e ≤ 1,250
SFP 7	> 1,250

Exemplo (cálculo). A Cbase, no ponto de funcionamento da ficha técnica de 230 m³/h a 100 Pa, absorve 24 W. $SFP = 24 / 230 \approx 0{,}104$ W/(m³/h), na categoria SFP 1.

Consumo dos ventiladores

O consumo elétrico anual dos ventiladores calcula-se assim (Manual SCE, subsecção 16.1.4, Eq. 125):

$W_{vm} = \frac{V_f}{3600} \cdot \frac{\Delta P_{tot}}{\eta_{tot}} \cdot \frac{H_f}{1000}$

em que $W_{vm}$ é o consumo de energia elétrica do funcionamento do ventilador (kWh/ano), $V_f$ é o caudal de ar médio diário escoado através do ventilador (m³/h), $\Delta P_{tot}$ é a diferença de pressão total no ventilador (Pa), $\eta_{tot}$ é a eficiência da unidade baseada na pressão total e $H_f$ é o número de horas anuais de funcionamento do ventilador (h/ano). Sem informação sobre o horário, $H_f = 8\,760$ h.

Quando $\Delta P_{tot}$ e $\eta_{tot}$ são desconhecidos, usa-se a Eq. 126 ou, num sistema misto de baixa pressão (inferior a 20 Pa), a Eq. 127:

$W_{vm} = 0{,}3 \cdot V_f \cdot \frac{H_f}{1000} \qquad\qquad W_{vm} = 0{,}03 \cdot V_f \cdot \frac{H_f}{1000}$

Pela Eq. 49, $\Delta P_{tot} / (3600 \cdot \eta_{tot})$ é a SFP. A Eq. 125 é, portanto, $W_{vm} = SFP \cdot V_f \cdot H_f / 1000$, e a Eq. 126 corresponde a admitir uma SFP de 0,3 W/(m³/h), na categoria SFP 3.

Exemplo (cálculo), admitindo funcionamento permanente no ponto de 230 m³/h:

Caminho	$W_{vm}$
Eq. 125, com a SFP da ficha técnica (0,104 W/(m³/h))	$0{,}104 \times 230 \times 8{,}76 \approx 210$ kWh/ano
Eq. 126, sem dados de pressão e eficiência	$0{,}3 \times 230 \times 8{,}76 \approx 604$ kWh/ano

Com a ficha técnica, o consumo calculado é cerca de um terço do valor por defeito. Nos edifícios de habitação com ventiladores que dependem da ação do utilizador, ou sem ventilação mecânica, $W_{vm}$ assume o valor 0.

Recuperação de calor

Com recuperação de calor, identifica-se a eficiência de recuperação, ensaiada segundo a EN 13141-7 ou a EN 13141-8 e obtida na ficha técnica (Manual SCE, subsecção 9.1.6, Eq. 50):

$\eta_t = \frac{T_{ins} - T_{ext}}{T_{ret} - T_{ext}}$

em que $\eta_t$ é a eficiência da recuperação de calor, $T_{ins}$ é a temperatura do ar insuflado (°C), $T_{ext}$ é a temperatura do ar exterior (°C) e $T_{ret}$ é a temperatura do ar de retorno (°C).

Na ausência de melhor informação, exceto em equipamentos novos, podem adotar-se os valores da Tabela 67:

Tipo de permutador	$\eta_t$
Placas, fluxos cruzados	0,60
Placas, contrafluxo	0,85
Roda térmica não higroscópica	0,69
Roda térmica higroscópica	0,67
Sistema com circuito	0,71

O efeito nas perdas por ventilação

A transferência de calor por ventilação na estação de aquecimento calcula-se assim (Manual SCE, subsecções 16.1.1.6 e 16.1.1.7, Eq. 91 a 94):

$Q_{ve,i} = 0{,}024 \cdot GD \cdot b_{ve,i} \cdot H_{ve,i} \qquad b_{ve,i} = 1 - \eta_{RC} \cdot \frac{\dot{V}_{ins}}{R_{ph,i} \cdot A_p \cdot P_d} \qquad H_{ve,i} = 0{,}34 \cdot R_{ph,i} \cdot A_p \cdot P_d$

em que $Q_{ve,i}$ é a transferência de calor por ventilação na estação de aquecimento (kWh/ano), $GD$ é o número de graus-dias na estação de aquecimento, na base de 18 °C (°C), $b_{ve,i}$ é o fator de correção de temperatura, $H_{ve,i}$ é o coeficiente de transferência de calor por ventilação (W/°C), $\eta_{RC}$ é o rendimento do sistema de recuperação de calor, $\dot{V}_{ins}$ é o valor médio diário do caudal de ar insuflado através do recuperador (m³/h), $R_{ph,i}$ é a taxa nominal de renovação do ar interior na estação de aquecimento (h⁻¹), $A_p$ é a área interior útil de pavimento (m²) e $P_d$ é o pé-direito médio ponderado (m). Sem recuperação de calor, $b_{ve,i} = 1$ (Eq. 91).

No cálculo de $H_{ve,i}$, se a taxa de renovação calculada for inferior a 0,5 h⁻¹, adota-se 0,5 h⁻¹.

Exemplo (cálculo). Numa habitação com $A_p = 100$ m² e $P_d = 2{,}60$ m, com $R_{ph,i} = 0{,}6$ h⁻¹, $\dot{V}_{ins} = 150$ m³/h e $\eta_{RC} = 0{,}85$ (valores escolhidos para o exemplo), no Grande Porto ($GD = 1\,250$ °C, Manual SCE, Tabela 9):

• $H_{ve,i} = 0{,}34 \times 0{,}6 \times 100 \times 2{,}60 \approx 53{,}0$ W/°C;
• $b_{ve,i} = 1 - 0{,}85 \times 150 / (0{,}6 \times 100 \times 2{,}60) \approx 0{,}183$;
• sem recuperação de calor, $Q_{ve,i} = 0{,}024 \times 1\,250 \times 53{,}0 \approx 1\,591$ kWh/ano;
• com recuperação de calor, $Q_{ve,i} \approx 1\,591 \times 0{,}183 \approx 291$ kWh/ano.

O fator de correção depende da parte do ar renovado que passa pelo recuperador. Infiltrações e aberturas que não passam pela unidade aumentam $R_{ph,i}$ e reduzem o efeito da recuperação.

O que pedir e guardar no processo

• Ficha técnica de cada unidade: caudal, pressão, potência absorvida ou SFP no ponto de funcionamento, e regime de funcionamento.
• Eficiência de recuperação de calor ensaiada segundo a EN 13141-7 ou a EN 13141-8, no caso do duplo fluxo.
• Relatório de medição e regulação de caudais, quando existir: ver Medição de caudais na entrega da obra.
• Fotografias datadas da unidade e da sua placa de características.

As fichas técnicas da archivent indicam os pontos de funcionamento e as eficiências declaradas de cada unidade, nos downloads. O guia para peritos qualificados resume o resto da avaliação da ventilação, e a calculadora de ventilação dá os caudais de projeto.

Fontes

• Manual SCE, aprovado pelo Despacho n.º 6476-H/2021, na redação atual: subsecções 9.1.5 e 9.1.6 (Eq. 49 e 50, Tabelas 65 e 67), 16.1.1.6, 16.1.1.7 e 16.1.4 (Eq. 91 a 94 e 125 a 127) e Tabela 9. https://www.sce.pt/wp-content/uploads/2024/02/Manual-SCE-05022023.pdf
• Renson. Fichas técnicas Cbase, Healthbox Go e Flux+.