Utilização Racional de Energia em Climatização Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e

Utilização Utilização Racional de Racional de Energia em Energia em

ClimatizaçãoClimatizaçãoHumberto JorgeHumberto Jorge

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresMestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Gestão de Energia em Edifícios e na IndústriaGestão de Energia em Edifícios e na Indústria

222003/042003/04 MEEC - Gestão de Energia em EdifícioMEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústrias e na Indústria

Sistemas de climatização AVACSistemas de climatização AVAC

Em edifícios os sistemas AVAC e a Em edifícios os sistemas AVAC e a iluminação são os consumidores de iluminação são os consumidores de energia mais importantes.energia mais importantes.

Em instalações industriais os processos Em instalações industriais os processos os processos são geralmente os maiores os processos são geralmente os maiores consumidores de energia.consumidores de energia.


Conforto humanoConforto humano

Varia:Varia: de indivíduo para indivíduode indivíduo para indivíduo com a idade com a idade com a quantidade de roupa vestidacom a quantidade de roupa vestida com a actividadecom a actividade

Num edifício depende:Num edifício depende: da temperatura do arda temperatura do ar velocidade do arvelocidade do ar temperatura radiante média das superfíciestemperatura radiante média das superfícies humidade relativa e odoreshumidade relativa e odores



Parâmetros que influenciam o uso de Parâmetros que influenciam o uso de energia: energia: Micro e macro climasMicro e macro climas Local e orientaçãoLocal e orientação ProjectoProjecto Ocupação e uso.Ocupação e uso.



Categorias de oportunidade de Categorias de oportunidade de racionalização de energia: racionalização de energia: Estratégias de operação e manutençãoEstratégias de operação e manutenção

Modificação do equipamentoModificação do equipamento

Novo equipamentoNovo equipamento

Níveis de custos crescentes.Níveis de custos crescentes.



Cargas de operação de um sistema de AVACCargas de operação de um sistema de AVAC:: Transferência de calor através da envolvente Transferência de calor através da envolvente

do edifícios (paredes, tecto, portas, janelas)do edifícios (paredes, tecto, portas, janelas)

Introdução do ar exterior por ventilação Introdução do ar exterior por ventilação forçada ou por infiltraçãoforçada ou por infiltração

Ganhos internos gerados por factores como Ganhos internos gerados por factores como iluminação, força motriz, pessoas, vapores de iluminação, força motriz, pessoas, vapores de cozinha, etc.cozinha, etc.


Princípios básicos de URE em Princípios básicos de URE em climatizaçãoclimatização

Embora o conforto tenha um significado relativo é normal Embora o conforto tenha um significado relativo é normal considerar como temperaturas de conforto, valores entre considerar como temperaturas de conforto, valores entre os 18 ºC e os 25 ºC e a gama de humidade relativa entre os 18 ºC e os 25 ºC e a gama de humidade relativa entre os 30 e os 50%.os 30 e os 50%.

No Inverno é perfeitamente admissível um ajustamento No Inverno é perfeitamente admissível um ajustamento das temperaturas entre os 18 e os 20 ºC tendo associado das temperaturas entre os 18 e os 20 ºC tendo associado um vestuário adequado à época, resultando economias um vestuário adequado à época, resultando economias significativas de energia e diminuindo a importância dos significativas de energia e diminuindo a importância dos choques térmicos.choques térmicos.

No Verão a mesma técnica pode aplicar-se ao regular-se No Verão a mesma técnica pode aplicar-se ao regular-se para temperaturas entre os 23 e 25 ºC.para temperaturas entre os 23 e 25 ºC.



O aquecimento nocturno só deve existir para O aquecimento nocturno só deve existir para garantir que a temperatura não desça abaixo garantir que a temperatura não desça abaixo dos 10 a 13 ºC.dos 10 a 13 ºC.

Só devem atingir as temperaturas de projecto Só devem atingir as temperaturas de projecto quando a ocupação da edifício ou zona do quando a ocupação da edifício ou zona do edifício o justificarem.edifício o justificarem.

A utilização de ar novo para renovação só deve A utilização de ar novo para renovação só deve ser utilizada quando o edifício estiver ocupado - ser utilizada quando o edifício estiver ocupado - a relação ar novo/ar de recirculação deve ser a relação ar novo/ar de recirculação deve ser optimizada.optimizada.



Evitar o arrefecimento e o aquecimento Evitar o arrefecimento e o aquecimento simultâneos.simultâneos.

Fornecer apenas a potência de aquecimento Fornecer apenas a potência de aquecimento ou arrefecimento necessárias - actuações ou arrefecimento necessárias - actuações nas temperaturas ou nos caudais em função nas temperaturas ou nos caudais em função das cargas reais que existam.das cargas reais que existam.

Seleccionar fontes de arrefecimento ou de Seleccionar fontes de arrefecimento ou de aquecimento que possibilitem maior aquecimento que possibilitem maior eficiência na utilização de energia.eficiência na utilização de energia.


Identificação de ORC’s em Identificação de ORC’s em climatizaçãoclimatização

Limpeza periódica dos filtros de distribuição de ar -Limpeza periódica dos filtros de distribuição de ar -redução da resistência à passagem do ar.redução da resistência à passagem do ar.

Limitar a velocidade dos motores aos valores Limitar a velocidade dos motores aos valores adequados - quanto menor velocidade menor potência adequados - quanto menor velocidade menor potência pedida à rede.pedida à rede.

Potência dos motores adequada.Potência dos motores adequada.

Utilizar sistemas AVAC de capacidade variável para Utilizar sistemas AVAC de capacidade variável para ajuste às necessidades.ajuste às necessidades.

Usar ar externo para arrefecimento sempre que Usar ar externo para arrefecimento sempre que possível (possível (free coolingfree cooling))


Identificação de ORC’s em Identificação de ORC’s em climatizaçãoclimatização

Canalização de água/ar quente/fria bem isolada e Canalização de água/ar quente/fria bem isolada e concebida de modo a reduzir as perdas dos fluídos. concebida de modo a reduzir as perdas dos fluídos.

Aproveitamento de calor dos fluídos aquecidos (uso de Aproveitamento de calor dos fluídos aquecidos (uso de recuperadores de calor).recuperadores de calor).

Volume e velocidade do ar adequados aos espaçosVolume e velocidade do ar adequados aos espaços

Temperaturas ( “set points” dos termóstatos) adequadas a Temperaturas ( “set points” dos termóstatos) adequadas a cada estação do anocada estação do ano

Funcionamento apenas nos períodos necessários com Funcionamento apenas nos períodos necessários com arranque/paragem óptimos do equipamentoarranque/paragem óptimos do equipamento


Caudal variávelCaudal variávelRedução de consumo:

(240 - 160) *103*3,6 kWh = 22222 kWh/ano

Economia anual (0,053 €/kWh):

22222*0,053 = 1177,77 €

Investimento no VEV:

2500 €

Retorno do investimento:

2500/1177,77 = 2,1 anos

1MJ = 3600 kWh


Recuperação de calor Recuperação de calor (“Heat pipe”)(“Heat pipe”)

• Reversível

• Sem contaminação de ar

• Campo vasto de aplicação


Recuperação de calor Recuperação de calor (Roda de calor)(Roda de calor)

• Accionamento por motor eléctrico de baixa potência

• Contaminação de ar admitido

• Condutas próximas


Recuperação de calor Recuperação de calor (Permutador ar-ar)(Permutador ar-ar)

• Condutas próximas• Económico • Eficiência aceitável• Simples


Recuperação de calor Recuperação de calor (Duas serpentinas)(Duas serpentinas)

• Possível localização afastada das duas condutas

• Consumo da bomba diminuto (Fiabilidade)


Bomba de calorBomba de calor

TEC

CTCCOP

COP - “Coeficient of performance”

CTC - Calor transferido no condensador

TEC - Trabalho efectuado pelo compressor


BombaBomba de calor de calor


Técnicas solares passivas em Técnicas solares passivas em climatizaçãoclimatização

Orientação do edifício.Orientação do edifício. Sombreamento.Sombreamento. Armazenamento de energia térmica.Armazenamento de energia térmica. Uso das propriedades de isolamento e Uso das propriedades de isolamento e

capacidade térmica do solo.capacidade térmica do solo. Uso de luz natural.Uso de luz natural. Arrefecimento e aquecimento por convecção Arrefecimento e aquecimento por convecção

natural.natural. Uso de abas e quebra ventos.Uso de abas e quebra ventos.


Princípios gerais de URE em Princípios gerais de URE em climatização climatização

Optimizar controloOptimizar controlo aquecer e arrefecer só quando é precisoaquecer e arrefecer só quando é preciso

Optimizar a capacidadeOptimizar a capacidade exemplo: bombagemexemplo: bombagem bem dimensionadas, prever bem dimensionadas, prever

caudais variáveiscaudais variáveis

Reduzir a cargaReduzir a carga reduzindo infiltrações, ganhos solares directos, perdas reduzindo infiltrações, ganhos solares directos, perdas

por condução ou radiação, ..por condução ou radiação, ..

Aquecer/arrefecer as pessoas e não os edifíciosAquecer/arrefecer as pessoas e não os edifícios não condicionar espaços desocupadosnão condicionar espaços desocupados


Princípios gerais de URE em Princípios gerais de URE em climatização climatização

Uso de processo e equipamentos eficientesUso de processo e equipamentos eficientes bombas de calor ...bombas de calor ...

Uso de conceitos passivosUso de conceitos passivos orientação e uso dos edifícios, palas sombreadoras, orientação e uso dos edifícios, palas sombreadoras,

materiais adequados, etc.materiais adequados, etc.

Recuperação de calorRecuperação de calor aproveitamento da energia na renovação de araproveitamento da energia na renovação de ar

Capacidade de armazenamento de EnergiaCapacidade de armazenamento de Energia tanques de armazenamento de água friatanques de armazenamento de água fria

Documents

Utilização Racional de Energia em Climatização Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e