Simulação Energética de Edifícios Energy Plus DOE USA. CASE: SUPERMERCADOS Abril 2014

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1 Simulação Energética de Edifícios Energy Plus DOE USA CASE: SUPERMERCADOS Abril 2014

2 Estudo de Caso de economia de energia em supermercados com a ferramenta computacional Energy Plus desenvolvida com o apoio do Departamento de Energia dos EUA. Dados climáticos da cidade de São Paulo (weather file) obtidos através das estações de monitoramento climáticas. Metodologia é utilizada para certificação de edifícios eficientes: GreenBuildings. Pode ser utilizado para certificação LEED, Aqua, Procel Edifica, etc...

3 Estudo de Caso - Supermercado Estrutura do prédio Área de loja: 1000 m 2 prédio de 40 x 25 m (25 m de frente). Pé direito = 6 metros. Zona 1 e 3 = 100 m 2, zona 2 e 4 = 175 m 2 e zona 5 = 450 m 2. Depósito no fundo prédio: 400 m2 prédio anexo 16 x 25 m Orientação solar: conforme figura 1

4 Estudo de Caso - Supermercado Vistas em perspectiva Metodologia: 1) definição de um caso base. 2) implantação de medidas de eficiência energética para avaliar o potencial de economia.

5 Caso Base Características do prédio Pé direito de 6 metros. parede de tijolos de seis furos de 20 cm de largura com reboco (2,5 cm) dos dois lados. Telhado: telha metálica (chapa galvanizada) com isolamento térmico 1 (sandwich). Janelas fachada oeste: 30 x 1 = 30 m 2 (área de loja zona 2). Janelas fachada leste: 30 x 1 = 30 m 2 (área de loja zona 4). 10 x 1 = 10 m 2 (área do depósito zona 6). Portas de entrada (zona 1): 5 x 2,1 = 10,5 m 2 /cada (duas portas). Porta do depósito (zona 6): 8 x 5 = 40 m 2.

6 Caso Base Cargas internas Iluminação: 25 W/m 2 (zonas 1 a 5) e 15 W/m 2 (zona 6) lâmpadas suspensas vapor metálico. NBR :2008. Ocupação na loja: 1 pessoa para cada 8,33 m 2 - NBR :2008. Ocupação barracão: 10 pessoas. Atividade das pessoas: caminhando, parado em pé, trabalho moderado (130 W/pessoa) NBR :2008. Equipamentos: 20 W/m 2 (zonas 2 a 6). 12 caixas 200 W / cada (zona 1) = 2400 W equivale a 24 W/m 2.

7 Caso Base outros Vazão de ar externo (renovação): 27 m 3 /h por pessoa Infiltração: 1 troca de ar por hora nas zonas que tem portas e/ou janelas. Condições internas de projeto: 24 o C / 50% (umidade sem controle) Condição externa: São Paulo-SP (Congonhas) Horário de atendimento da loja: 7 as 22 hs (segunda a domingo). Schedules Ocupação: 0:0 0 as 7:00 hs 0% 7:00 as 12:00 hs 60% 12:00 as 14:00 hs 80% 14:00 as 18:00 hs 60% 18:00 as 22:00 hs 100% 22:00 as 24:00 hs 5% Iluminação: 0:0 0 as 7:00 hs 25% 7:00 as 18:00 hs 75% 18:00 as 22:00 hs 100% 22:00 as 24:00 hs 75% Equipamentos: 0:00 as 6:00 hs: 25% 7:00 as 17:00 hs: 75% 18:00 as 22:00 hs: 100% 23:00 e 24:00 hs: 25%

8 Caso Base HVAC DX splitão/self condensação a ar COP= 2,5 (coeficiente de performance). Considerando ar na entrada com temperatura de bulbo seco igual a 26,7 o C e temperatura de bulbo úmido igual a 19,4 o C. Ar entrando no condensador a 35 o C. Ventilador de insuflamento: 400 Pa, 60% de eficiência e 90% de eficiência do motor elétrico.

9 Caso Base Refrigeração Self contained display case zona W/m - 12 metros Legumes, frutas, sucos, etc Temperatura (set point): 13oC Fan: 40W/metro Light: 75 W/m Diversos schedules Display case é casado com rack Energia do condensador está dentro da loja COP = 3,5 Meat Display Case zona 3 456,6 W/m - Lenght 12 m Carne, frango, peixe, etc. Case operating temperature: -4,4 oc Fan power = 47,2 W / m Light power = 86,8 W / m Diversos schedules Display case é casado com rack Energia do condensador rejeitado para fora da loja (rack de refrigeração). COP = 1,7 Self contained display case zona W/m - 12 metros Iogurtes, queijos, etc Temperatura (set point): 8oC Fan: 40W/metro Light: 75 W/m Diversos schedules Display case é casado com rack Energia do condensador está dentro da loja COP = 3 Freezers porta de vidro zona 5 615,8 W/m - 12 metros Comida congelada, sorvetes, etc. Case operating temperature: -23,3oC Fan: 58W/metro Light: 100 W/m Diversos schedules Display case é casado com rack Energia do condensador rejeitado para fora da loja (rack de refrigeração). COP = 1,5

10 Resultados caso base Iluminacao Equipamentos Ventilador Ar cond Aquecimento Refrigeração Total Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total/ano Demanda: 131,6 kw HVAC: 57,34 TR s e ventilador com motor de 10,76 CV Consumo anual de kwh Considerando a tarifa de 0,40 R$/kWh Despesa anual de R$ (R$ /mês)

11 Resultados caso base Caso base consumo anual de eletricidade = kwh iluminação equipamentos ; 28% ; 26% ventilador 6028; 1% ; 20% 46610; 7% ; 18% ar condicionado aquecimento refrigeração

12 Medidas de Eficiência Energética Inserido isolamento térmico nas paredes (20 mm) e aumentado a espessura do isolamento térmico das telhas metálicas para 2. reduzido a iluminação de 25 W/m 2 para 15 W/m 2 (zonas 1 a 5). Aumentado COP dos equipamentos de refrigeração comercial em 10%. COP (coeficiente de performance) dos equipamentos de ar condicionado foi aumentado de 2,5 para 3. Todas as demais características e definições do prédio permanecem inalteradas.

13 Resultados situação alta eficiência consumo annual de eletricidade = kwh iluminação ; 32% ; 22% equipamentos ventilador ; 21% ar condicionado 5562; 1% 95797; 17% 40270; 7% aquecimento refrigeração

14 Resultados Gerais Redução da demanda de eletricidade em quase 20% (131 kw para 106 kw). Redução da potência do sistema de ar condicionado de 57 TR`s para 49 TR`s (aproximadamente 14%). Redução do consumo anual em mais de 15% ( kwh para kwh). Economia anual de ~ R$ ,00. Escolha de tecnologias disponíveis no mercado buscando viabilidade econômica, devido ao maior investimento em equipamentos mais eficientes. Metodologia pode ser empregada para certificação de edifícios eficientes: LEED, Acqua, Procel Edifica, etc.