Cogeração em Centros. A Eficiência de Recursos Energéticos na Saúde Desenvolvimentos e Oportunidades 18 setembro 2015

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1 Cogeração em Centros Hospitalares Projeto CHSJ A Eficiência de Recursos Energéticos na Saúde Desenvolvimentos e Oportunidades 18 setembro 2015

2 Caracterização infraestrutura Hospital 1100 camas Área de edifício ed m2 Infraestrutura com 50 anos Climatização muito parcial com chillers, splits, e aquecimento elétrico Central térmica com produção a nafta Grandes requisitos água quente e vapor Necessidades crescentes água gelada para a sua climatização Aumentos exponenciais dos consumos elétricos pág. 2 Rede elétrica com PT e rede distribuição a óleo

3 Fontes Primárias de um Hospital água potável água quente água gelada vapor eléctricidade oxigenio fontes primarias são todas as energias base de alimentação do edifício hospitalar necessárias ao funcionamento das infraestruturas e equipamentos. pág. 3

4 Cogeração solução energética e ambiental A cogeração é um sistema de produção de energia de alto rendimento ( 85%), que consiste na produção simultânea de energia térmica e de energia elétrica a partir de uma energia primária combustível pág. 4

5 Trigeração A Cogeração é uma tecnologia que consiste basicamente na produção combinada de energia térmica e eléctrica num mesmo equipamento, destinando-se ao consumo da própria de energia térmica, e produção de electricidade para a rede. As centrais convencionais de produção eléctrica convertem apenas aproximadamente 1/3 da energia do combustível, a restante energia são perdas sob a forma de calor. A Cogeração/Trigeração aumenta a eficiência do processo de produção em que mais de 4/5 da energia do combustível é convertida em energia útil, resultando benefícios ambientais e de ordem financeira. Trigeração Energia elétrica Água quente Água gelada As necessidades de um Hospital incluem para além de vapor e água quente, uma cada vez mais forte apetência pela climatização dos espaços, resultando num crescente consumo de água Gelada. A Cogeração com a água quente produzida e utilizando um ciclo de absorção, produzirá água gelada, denominando-se assim Trigeração com a introdução desta terceira pág. 5 forma de energia.

6 Balanço Energético Trigeração 48 un Caldeira 38 un Útil Térmico Total Produção Convencional un Produção Electricidade 18 un Rede Eléctrica 17 un Útil Eléctrico Energia Primária 100 un Cogeração Útil Térmico Total Produção Cogeração 86 Útil Eléctrico pág. 6

7 Recuperação energia nos sistemas trigeração Energia Eléctrica Motor Recuperaçãoscape (55%) Escape Vapor para: Esterilização, humidificação Lavandaria Recuperação Arrefecimento do motor (40%) Alta Temperatura Chiller de Absorção Água Gelada, Climatização - Água Quente Aquecimento - Água Quente Sanitária - Água Quente Chiller de Absorção Gás Natural Recuperação Arrefecimento Turbo-Compressor (5 %) Baixa Temperatura Pré-aquecimento de Água Quente Sanitária Chiller de Absorção Água Gelada, Climatização pág. 7

8 Potencia instalada em 12 hospitais Unidades Hospitalares Potencia Instalada em Cogeração potencia absorção potencia elétrica Produção Frio ( KW) ( KW) Absorção Produção Agua Quente Produção Vapor Hospital Pedro Hispano 2036 Kwe x x Hospital Garcia da Horta 2036 Kwe x x Hospital São Francisco Xavier 2036 Kwe 1100 x x Hospital São José 2036 Kwe x x Hospital São Bernardo 1519 Kwe 900 x x Hospital Santo Andre 2298 Kwe 900 x x x Hospital Fernando da Fonseca 3200 Kwe 1300 x x x Hospital São Joao 7290 Kwe x x x Hospital Distrital de Santarém 1600 Kwe 900 x x Hospital Barlavento Algarvio 1600 Kwe 1100 x x Hospital Egas Moniz 1600 Kwe 900 x x Hospital Dr. José Maria Grande 1200 Kwe 750 x x Unidades (Motores) Potência Elétrica - 28,13 MW Potência Térmica Água Quente - 30,5 MW Produção de Vapor - 8,6 Ton/h Potência Térmica Água Fria em Chillers de Absorção - 14,1 MW Total Investimento já realizado - 45 M pág. 8

9 Pontos estratégicos energéticos/ ambientais CHSJ lançamos um projeto de renovação infraestrutural e hoteleira do hospital - Tendo em conta o (dec-lei 78/2006 Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios SCE e o dec-lei 79/2006 Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios RSECE) é necessário: - levantamento necessidades energéticas agua quente, vapor e água gelada - anulação da central térmica com queima a nafta económicas e ambientais - centralizar a produção de água quente, água fria e vapor Central Termica - erradicar os aquecimentos elétricos - a implementação de Unidades de Cogeração como meio de racionalização do consumo de energia. -- melhoria do custo energia elétrica com construção subestação e alimentação pág. 9 60KV

10 Sistema produção elétrica e de água gelada Central de Cogeração/Trigeração com três Motores de Combustão a gás natural com uma potência eléctrica total de 7,3 MW inseridos em canópias de insonorização A central de produção de água gelada com dois Chillers de Absorção com uma potência total de 4,3 MW e um chiller eléctrico Centrifugo 3 MW. A central dispõe de reserva para mais 6 MW repartidos em dois Chillers eléctricos. A potência de Condensação é de 22 MW para a totalidade da água gelada 13,3 MW pág. 10

11 Central Térmica / Rede Distribuição A Central Térmica, Vapor e água quente: - Duas caldeiras de vapor a gás natural de 3 Ton/h, - Tês caldeiras de recuperação dos escape dos motores com uma produção de 1,8 Ton/h. - Uma caldeira de água quente de 2 MW. - A central está ainda dimensionada para ampliar a potência de água quente em 4 MW, repartidos em duas caldeiras de água quente. - Novo Desgaseificador e Dep. Condensados pág. 11

12 Caraterização global Consumos anuais Vapor: kwh Água Quente: kwh Água Gelada: kwh Características de qualidade e quantidade Vapor: 8 Bar (g), Saturado Água Quente Distribuição: Ida 85ºC, Retorno 75ºC Secundário: Ida 75ºC, Retorno 65ºC Água Gelada: Distribuição: Ida 7ºC, Retorno 12ºC pág. 12

13 Rede de Distribuição Termica Construção de uma rede de tubagem com respetivas estruturas para ligação às centrais autónomas existente, criando uma rede centralizada dimensionada para a climatização da totalidade do Hospital pág. 13

14 Edifício Energia pág. 14

15 Edifício energia pág. 15

16 Motores e Chillers pág. 16

17 Central Térmica pág. 17

18 Central Distribuição pág. 18

19 Balanceamento energético Com as ampliações previstas, introduzindo novos consumidores temos um consumo total anual de: Aquecimento + água Quente Sanitária kwh Arrefecimento kwh Vapor kwh Benefícios por substituição dos chiller existentes pelos novos Chillers eléctricos centrífugos As novas unidades possuem um rendimento de 5, comparativamente às existentes de 2,3. Novas unidades a instlar para a ampliação do Hospital teriam um rendimento de 3,2 Estimando que as novas unidades vão produzir anualmente de água gelada MWh As mesmas unidades na ampliação pág. 19 vão produzir MWh 2.953

20 Ganhos económicos / Consumos energéticos O beneficio estimado a preços constantes para as unidades existentes é de: ,41 Energia Termicas sistema tradicional termica nafta/ chillers sistema integrado cogeração O beneficio estimado a preços constantes para as Novas unidade é de: ,99 Total Beneficio Produção de Água Gelada ,40 Vapor Agua Gelada Água Quente Custo energético anual Consumo 2011 (KWh) Consumo 2012 (KWh) Jan-11 Fev-11 Mar-11 Abr-11 Mai-11 Jun-11 Jul-11 Ago-11 Set-11 Out-11 Nov-11 Dez-11 pág. 20

21 Ganhos ambientais/ energéticos CHSJ Redução consumo energia: 7630 Tep Redução emissão CO2: TON pág. 21

22 O ambiente A Cogeração como unidade representa uma racionalização dos consumos energéticos, contribuindo para o impacto ambiental que este projecto representa, tendo em conta a redução das emissões de gases de efeito de estufa em linha com as recomendações do Governo e os acordos Europeus tendo envista as metas 2020 Alteração do sistema de queima, de um combustível altamente poluente como a Nafta, para gás Natural. Instalação de equipamentos mais eficientes de produção de energia, não só a Cogeração mas também as novas unidades de produção de calor e água gelada (Chillers eléctricos) pág. 22

23 Energia e Ambiente para a verdadeira missão pág. 23