Se o uso cuidadoso de “energia” como recurso costumava ser importante por razões de custo, hoje também acontece por uma maior conscientização ambiental. Tudo isso também se torna obrigatório graças aos requisitos legais e ao avanço da tecnologia. Neste artigo, você pode ler sobre como o monitoramento contínuo de filtros influencia de maneira crucial a eficiência energética de um sistema, ajudando assim a cumprir os requisitos legais.
Comparação: Filtro novo – filtro usado
Seja nos filtros de ar nos sistemas de ventilação e ar condicionado, ou nos filtros de óleo nos circuitos hidráulicos, em ambos os casos, a crescente contaminação do elemento filtrante leva a uma queda de pressão significante. Para manter o fluxo do fluido (ar ou óleo) constante, o ventilador ou a bomba (respectivamente), devem aplicar mais energia, o que aumentando o consumo. O monitoramento do filtro sinaliza uma queda crescente da pressão através do filtro contaminado. A substituição do filtro, garante a diminuição do fluxo do meio, portanto, impede o aumento do consumo de energia do ventilador ou da bomba.
Bases juridicas
Com a adoção do Protocolo de Kyoto em 1997, o Brasil se comprometeu a reduzir as emissões de CO2.
Medidor de pressão com contato elétrico, modelo PGS21
Alta resistência – alto consumo de energia
É fácil entender que um elemento filtrante contaminado é mais resistente ao fluxo de um meio do que um elemento novo e limpo. Fisicamente, a pressão na entrada (entrada do filtro) aumenta, o que pode ser monitorado perfeitamente usando um instrumento de medição de pressão e assim a vazão é reduzida. Como o fluxo requerido é especificado, deve-se introduzir mais energia para compensar a restrição no filtro.
Custos da troca do filtro
Considerações ligadas a energia, comparado aos custos
Do ponto de vista energético, um filtro levemente sujo deve ser substituído imediatamente. Isso entra em conflito com o fato de a própria troca gerar custos materiais e trabalhistas. Além disso, a troca só pode ocorrer na ausência de pressão e fluxo e, portanto, a máquina ou o processo deve ser interrompido. Com base nessas considerações, também fica claro que uma troca após um período fixo de uso, como estamos familiarizados com os serviços anuais em carros, por exemplo, não é uma solução ideal.
Compromisso: Monitoramento de filtro
O comprometimento é um nível aceitável de contaminação, significando uma pressão diferencial máxima especificada no filtro. Os valores-limite normais para a pressão diferencial (ΔP) de um filtro hidráulico estão entre 1 e 5 bar. Nos sistemas de ventilação, os valores limite estão entre 50 e 5.000 Pa (0,5 a 50 mbar). O monitoramento da queda de pressão reduz os custos operacionais, uma vez que a troca dos filtros ocorre apenas quando se aproxima o nível de contaminação aceito pelo filtro. Uma vantagem adicional é que, através do monitoramento contínuo, a substituição do filtro pode ser agendada no processo operacional.
Monitoramento do filtro através da medição da queda de pressão
Em cada caso, a queda de pressão no filtro é medida, então, termos o controle do ΔP entre a entrada e a saída do filtro. No entanto, a perda de pressão através do filtro também aumenta com o fluxo de volume. O ΔP como indicador da contaminação do filtro pode, portanto, ser avaliado apenas no estado operacional definido (vazão e temperatura média). Os filtros para líquidos podem exceder o limite ΔP como resultado de breves picos de pressão. Devido à inércia, estes não são um problema para interruptores mecânicos. Para sensores, é aconselhável fornecer um tempo morto curto na avaliação eletrônica (controle).
Caso especial: Monitoramento de filtro em circuitos hidráulicos
Os filtros de retorno em um circuito hidráulico são um caso a parte. Como o nome sugere, eles estão na linha de retorno, pouco antes do óleo voltar ao tanque. Há pressão ambiente (pressão atmosférica) no tanque. Isso significa que a pressão ambiente também está presente na saída do filtro. Isso simplifica o monitoramento, pois agora um sensor de pressão diferencial pode assumir a tarefa de medição. Isso tem um efeito favorável nos custos do monitoramento do filtro. Por um lado, esses sensores de pressão são mais baratos que os sensores de pressão diferencial. Por outro lado, você economiza na necessidade de uma linha de pressão desde a saída do filtro até a conexão de baixa pressão do sensor ΔP. A medição da temperatura do óleo é essencial em circuitos hidráulicos. Isso permite que a alta viscosidade do óleo hidráulico, que ainda está frio na partida, seja levada em consideração, evitando alertas falsos. A temperatura do óleo hidráulico é necessária para controlar o radiador de óleo. Tem uma influência significativa no tempo em que o óleo é usado.
Cálculo da pressão excessiva devido à alta viscosidade do óleo frio
A tendência no monitoramento de filtros
Sensor de pressão A-1200 com io-Link
Para a “manutenção preventiva” a “Indústria 4.0” e soluções cloud IloT, há uma demanda por dados em todos os lugares. Isso pode ser visto claramente na mudança de instrumentos de medição tradicionais com displays ópticos por sensores elétricos com sinais de saída analógicos ou digitais. Ao monitorar os filtros de pressão, podemos ver a tendência de substituir o sensor de pressão diferencial por sensores de pressão manométrica antes e depois do filtro. Isso permite conhecer ao mesmo tempo a pressão do sistema e a pressão na saída do filtro, o que um sensor de pressão diferencial não oferece. A queda de pressão, a diferença entre os dois sinais, é então calculada no controle eletrônico, na estação de controle ou na nuvem.
Nota
Além dos sensores de pressão para monitoramento do filtro, o portfólio WIKA cobre todos os parâmetros de medição relevantes que são necessários para controlar e regular os estados operacionais de uma máquina ou sistema. Outros exemplos de aplicação podem ser encontrados em nosso site na seção “Segmentos”.