ESTRATÉGIAS PARA REDUÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA

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1 ESTRATÉGIAS PARA REDUÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 1/66

2 ESTRATÉGIAS PARA REDUÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA Passivas: sem uso de equipamentos mecânicos Ativas: uso de um ou mais equipamentos mecânicos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 2/66

3 Iluminação = 15 W/m 2 Equipamentos = 11 W/m 2 Ocupação = 11 m 2 /pessoa Planta = 30 m X 35 m WWR = 40% Climatização: sistema central de água gelada condensação a água compressor alternativo Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 3/66

4 Matriz de Consumo Desagregado Ar Condicionado total = 36,7% 1,5% 6,3% 28,9% 26,8% Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas 36,5% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 4/66

5 Consumo anual [kwh/ano] PME Ar Condicionado e Ventilação Comparação de consumo Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas São Paulo Bélem Brasília Manaus Recife Rio de Janeiro Santa Maria -RS Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 5/66

6 ESTRATÉGIAS PASSIVAS - Uso de sombreamento externo (brise) 1,0 m AMBIENTE EXTERNO AMBIENTE INTERNO Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 6/66

7 Ganho de calor anual [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS PASSIVAS - Uso de sombreamento externo (brise) Redução média =44,7% sem brise com brise Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 7/66

8 Consumo de energia anual [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS PASSIVAS - Uso de sombreamento externo (brise) Redução média (Ar Condicionado): 10,8% Redução média (Total): 4,5% sem brise com brise Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 8/66

9 Ganho de calor (vidros) [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS PASSIVAS: Uso de filmes reflexivos Redução média =44,2% FS=0,837 FS=0, Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 9/66

10 Consumo de energia [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS PASSIVAS: Uso de filmes reflexivos Redução média (Ar Condicionado): 10,0% Redução média (Total): 4,2% FS=0,837 FS=0, Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 10/66

11 ESTRATÉGIAS PASSIVAS: ventilação mista Museu de Ciência e Tecnologia (Hangzou, China) Cook, J.M.; Lomas, K.J.; Ji, Y. Hybrid ventilation for low energy building design in South China, 2006 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 11/66

12 Consumo anual [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS PASSIVAS: ventilação mista Redução média (Total): 25,6% Redução média (Ar Condicionado): 44,6% Ventiladores e Bombas Resfriamento Iluminação Equipamentos Total edificação Sistema com ventilação mecânica simples Sistema com ventilação mecânica mista Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 12/66

13 ESTRATÉGIAS PASSIVAS: impacto da envoltória 51,3% 43,4% Iluminação Equipamentos Climatização 5,3% Edificação: Shopping center Área total: m2 Região: Sul Iluminação: 12,5 W/m 2 Equipamentos : 25 W/m 2 Ocupação média: 2 m 2 /pessoa Climatização : 2 resfriadores com compressores centrífugos (COP=6,16) Capacidade: 1478,4 kw (420 TR) cada Área envidraçada: 12,4% da envoltória Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 13/66

14 22,9% 4,6% Iluminação Equipamentos Climatização 72,5% Iluminação: 12,5 W/m 2 Equipamentos : 25 W/m 2 Ocupação média: 2m 2 /pessoa Climatização : 2 resfriadores com compressores centrífugos (COP=6,16) Capacidade: 1478,4 kw (420 TR) cada Área envidraçada: 38,6% da envoltória Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 14/66

15 Estratégia 1. Mudança do set point da água gelada na entrada dos fancoils de 7,0 para 6,0 C e temperatura de entrada da água de condensação de 29,44 para 28 C = 3,62% 2. Uso de ventilação noturna (período adotado: das 01:00 às 7:00 em todos os dias de operação)= 4,1% 3. Aplicação conjunta das estratégias 1 e 2=7,7% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 15/66

16 Consumo anual [kwh/ano] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS ATIVAS: Comparação condensação a ar e água Consumo anual total (São Paulo): Condensação à água = 2834 MWh Condensação a ar = 2959 MWh Redução percentual = 4,2% Bélem =4,3% Brasília = 4,0% Manaus = 3,9% Recife = 4,6% Rio de Janeiro = 3,8% São Paulo = 4,0% Condensação á água Condensação ar Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 16/66

17 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Sistemas de climatização mais eficientes Redução (Ar condicionado): 10,6% Redução (Total): 3,2% COP=4,2 COP=4, Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 17/66

18 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Qualidade do ar interno Crise do petróleo (1973): foco na redução de consumo de energia Maiores os níveis de renovação de ar Maior consumo de energia MISTURA AMBIENTE CLIMATIZADO RENOVAÇÃO SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO INSUFLAÇÃO EXPURGO RETORNO Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 18/66

19 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Redução de consumo de energia Redução da renovação de ar Menor diluição dos poluentes e maior disseminação de particulados Aumento de casos de problemas respiratórios Síndrome do Edifício Doente (Sick Buildings) Reavaliação das taxas de renovação de ar Avaliação da qualidade do ar interno Aumento da exigência nos sistemas de filtragem e manutenção dos sistemas de distribuição de ar (NBR 16401) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 19/66

20 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 20/66

21 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Exemplo : TBS = 25 C UR = 50% h=50,4 kj/kg w= 0,00993 kg vapor/kg ar seco TBU=17,9 C Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 21/66

22 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Ambiente: TBS = 24 C UR = 50% Ar externo: TBS = 32 C UR = 70% Ar de insuflação: TBS = 14 C UR = 50% Ar de mistura: TBS = 26,2 C w = 0, kg vapor/kg ar seco Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 22/66

23 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Taxa de renovação de ar 34 m 3 /(h.pessoa) para 68 m 3 /(h.pessoa) MISTURA AMBIENTE CLIMATIZADO RENOVAÇÃO SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO INSUFLAÇÃO EXPURGO RETORNO Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 23/66

24 Consumo de energia anual [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle da vazão de ar externo Aumento médio (Ar Condicionado): 5,4% Aumento médio (Total): 2,0% m3/h/pessoa 68 m3/h/pessoa Resfriamento Iluminação Equipamentos Ventiladores Bombas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 24/66

25 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor e desumidificação Ambiente de escritório com 100 pessoas Taxa de renovação de ar : 30 m 3 /h/pessoa Taxa total de renovação: 3000 m 3 /h= 0,97 kg/s Carga térmica total: W Condições do ambiente: 24 C e umidade relativa 50% Condições do insuflamento: 14 C e umidade relativa 90% Condições do ar externo: 32 C e umidade relativa 70% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 25/66

26 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor e desumidificação Taxa de renovação de ar = 30 m3/h/pessoa TBS= 14 C UR=90% AMBIENTE CLIMATIZADO MISTURA TBS= 32 C UR=70% RENOVAÇÃO SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO INSUFLAÇÃO EXPURGO RETORNO TBS= 24 C UR=50% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 26/66

27 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor e desumidificação Vazão de insuflamento : 3,58 kg/s (balanço no ambiente) Vazão de renovação : 0,97 kg/s Vazão de retorno: 3,58 0,97=2,61 kg/s Condição de saída da caixa de mistura: Temperatura na saída da caixa de mistura: 26,2 ºC Umidade absoluta na saída da caixa de mistura: 0,01327 kg vapor/kg ar seco ( umidade relativa = 58,9%) Balanço na serpentina/ambiente Carga térmica total: W / W Carga térmica sensível: W Carga térmica latente: W Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 27/66

28 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor e desumidificação TBS= 26,2 C UA=58,9% TBS= 14 C UR=90% AMBIENTE CLIMATIZADO MISTURA TBS= 32 C UR=70% RENOVAÇÃO SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO INSUFLAÇÃO EXPURGO RETORNO TBS= 24 C UR=50% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 28/66

29 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor Referência Recuperação de calor (TBS externa = 29 C) TBS mistura [ C] w mistura [kg vapor/kg ar seco] 26,2 0, ,4 0,01328 Carga Térmica serpentina [W] (43.502/83.364) (9,4%) (40.606/74.307) TBS= 32 C UR=70% EXPURGO TBS= 29 C UR=70% TBS= 25,4 C UR=70% TBS= 14 C UR=90% RENOVAÇÃO SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE CALOR MISTURA SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO TBS= 24 C UR=50% AMBIENTE CLIMATIZADO Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 29/66

30 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Desumidificação Referência Desumidificação (Ur externa = 50%) TBS mistura [ C] w mistura [kg vapor/kg ar seco] 26,2 0, ,2 0,01229 Carga Térmica serpentina [W] (43.502/83.364) (12,8%) (43.502/67.714) TBS= 32 C UR=70% EXPURGO TBS= 32 C UR=50% TBS= 26,2 C UR=54,7% TBS= 14 C UR=90% RENOVAÇÃO SISTEMA DE DESUMIDIFICAÇÃO MISTURA SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO AMBIENTE CLIMATIZADO TBS= 24 C UR=50% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 30/66

31 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Recuperação de calor e desumidificação TBS mistura [ C] w mistura [kg vapor/kg ar seco] Carga Térmica serpentina [W] Referência 26,2 0,01328 (43.502/83.364) Recuperação de calor + Desumidificação 25,4 0, (20,1%) (40.606/60.809) TBS= 32 C UR=70% EXPURGO TBS= 29 C UR=50% TBS= 25,4 C UR=57,3% TBS= 14 C UR=90% RENOVAÇÃO SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE CALOR E DESUMIDIFICAÇÃO MISTURA SISTEMA DE CLIMATIZAÇÃO TBS= 24 C UR=50% AMBIENTE CLIMATIZADO Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 31/66

32 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle de vazão de ar externo por nível de CO 2 Combinação de duas tecnologias: Sensores de CO 2 para monitoramento da qualidade do ar interior Sistemas de distribuição de ar automatizados com controle de vazão de ar Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 32/66

33 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle de vazão de ar externo por nível de CO 2 Aplicação: Grande flutuação de ocupação Taxa de utilização alta Climas quentes e úmidos Alta parcela de contribuição da ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 33/66

34 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle de vazão de ar externo por nível de CO 2 Custos iniciais: Controles (maior) Projeto (pouco maior) Custos de operação Energia (menor) Manutenção (pouco maior) Treinamento da equipe de manutenção (um pouco maior) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 34/66

35 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle de vazão de ar externo por nível de CO 2 Estudo de caso: edifício comercial kwh/ano $/ano Referência Referência com controle por CO 2 Redução Redução (%) ,4 Demand-Controlled Ventilation saving energy and taxpayer dollars using CO 2 Sensors Federal Energy Management Program Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 35/66

36 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Controle de vazão de ar externo por nível de CO2 Estudo de caso: edifício comercial análise de ciclo de custo de vida Período : 15 anos - Juros : 3% a.a. Investimento inicial [$x10 6 ] Custo operacional [$x10 6 ] Retorno de investimento (anos) Ref. Ref. com CO2 (-) 1,79 9,46 8,46 3 Redução (-) 1,00 Demand-Controlled Ventilation saving energy and taxpayer dollars using CO 2 Sensors Federal Energy Management Program Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 36/66

37 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Sistema dedicado de ar externo Edificação: Hipermercado Área total: m 2 Região: Sudeste Iluminação: 20 W/m 2 Equipamentos : 14 W/m 2 Ocupação média: 10 m 2 /pessoa Refrigeração de produtos: 358 kw Climatização : 9 resfriadores com condensação a ar (COP=3) Capacidade total: 881 kw (250 TR) cada Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 37/66

38 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Sistema dedicado de tratamento de ar externo Cenário 1: Salão de vendas com climatização atual Cenário 2: Sistema dedicado de tratamento de ar externo Harrison, L. G. (editor). Munters The Dehumidification Handbook, 2nd edition Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 38/66

39 ESTRATÉGIAS ATIVAS: Sistema dedicado de tratamento de ar externo Comparação de cenários Cenário 1 Cenário 2 15,9% 13,0% 17,8% 41,2% Climatização Iluminação Equipamentos 22,1% 33,7% Climatização Iluminação Equipamentos Refrigeração Refrigeração 25,1% 31,1% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 39/66

40 Consumo anual [kwh] PME Ar Condicionado e Ventilação Cenário 1 Cenário 2 Uso final Cenário 1 Cenário 2 Redução Climatização ,0% Refrigeração ,8% Total(salão) ,4% Total(edificação) 11,6% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 40/66

41 Tendências futuras Projeto baseado em desempenho Imóveis Produtos Construção da edificação Acionistas Operação da edificação Mercado Capital Regulamentos e normas Conhecimento Becker, R. Fundamentals of Performance- Based Building Design, 2008 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 41/66

42 Tendências futuras Aspectos a serem contemplados em projeto baseado em desempenho: Funcionalidade: características espaciais e acessibilidade, serviços, operação e manutenção, durabilidade estrutural Segurança: estrutural, incêndio, acidentes, pessoal, patrimonial Saúde e bem estar: qualidade do ar interior (controle de umidade e particulados), controle climático, controle acústico, conforto visual, higiene e qualidade da água Sustentabilidade: eficiência energética, durabilidade, impacto ambiental Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 42/66

43 Tendências futuras Projeto baseado em desempenho Conhecimento e ferramentas de projeto Meio ambiente Edificação Caracterização da edificação e sua ocupação Usuários Medição e Verificação Processo de projeto Desenvolvimento de metodologias para análise e para avaliação do desempenho Definição dos critérios de: Funcionalidade Segurança Saúde e bem estar Sustentabilidade Requisitos e critérios de desempenho Desenvolvimento e avaliação de indicadores Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 43/66

44 Novas tecnologias Tendências futuras Sistemas de desumidificação de vários estágios e com recuperação com aquecimento solar Sistemas de climatização com coletores solares Resfriamento e aquecimento geotérmico Han, H et al. New developments in ilumination, heating and cooling techniques for energy-efficient buildings, Energy, 2009 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 44/66

45 Alternativas para edificações climatizadas : Maior envolvimento dos diversos profissionais durante as fases de projeto, instalação,operação e manutenção (Comissionamento) Uso de equipamentos mais eficientes Campanhas para promover o melhor uso dos recursos pelos usuários Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 45/66

46 Alternativas para edificações climatizadas : Aumento do uso de tecnologias passivas para resfriamento de edificações,como: Orientação adequada Ventilação natural Uso de materiais adequados ás condições climáticas Envidraçamento e sombreamento adequados Uso de vidros eletrocrômicos e brises com envidraçamento para controle de radiação solar e iluminação natural Pré-resfriamento do ar utilizando o solo como sorvedor de calor Resfriamento noturno da edificação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 46/66

47 Alternativas para edificações climatizadas : Sistemas de absorção com múltiplos estágios e multi-efeitos Sistemas combinados de absorção e compressão de vapor Sistemas combinados de absorção e ejetores Uso de termoacumulação com redução de consumo e custo de instalação e operação em média de 15% Uso de ciclos combinados de geração de energia a gás com ciclos de absorção com aumentos de eficiência de até 60% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 47/66

48 Tendências futuras Intensificação do uso de fontes alternativas (solar e células fotovoltaicas) Integração de equipes multidisciplinares de projeto Uso de componentes mais eficientes com integração inteligente: Menor consumo Instalação elétrica mais enxuta Usuário mais envolvido em todas as fases do projeto Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 48/66

49 Tendências futuras Setor da construção civil extremamente conservador (Progresso lento) Papel do governo (Regulamento de Avaliação para Eficiência Energética) Definição de metas claras fundamentada em aspectos técnicos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 49/66

50 Condições climáticas interiores satisfatórias: Controle mais severo de microorganismos Climatização individual Impacto ambiental: Tendências futuras Emissão de poluentes Redução dos recursos naturais Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 50/66

51 Sistemas de controle: Tendências futuras Gestão otimizada das utilidades (energia elétrica, gás, água, etc..) Algoritmos de controle para minimizar consumo de energia e manter conforto térmico baseados em voto médio estimado, níveis de qualidade do ar, etc.. Gestão da manutenção de forma preditiva utilizando programas de diagnóstico baseados em parâmetros de operação (temperatura, pressão, vibração, etc.) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 51/66

52 Tendências futuras Conceito de sustentabilidade e edifícios verdes: o Impactos econômicos, ambientais e de desempenho o Todas as fases do projeto, execução, operação e manutenção o Extração dos materiais, fabricação dos equipamentos e produtos, reutilização e descarte de resíduos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 52/66

53 Tendências futuras Diversos países adotam normas e padrões de sustentabilidade e eficiência como: ASHRAE 90.1 ASHRAE 92 ASHRAE 62 ASHRAE 189 ASHRAE Guideline The HVAC Commissioning Process Certificação Leed, HQE, BRYANT, etc.. Regulamento brasileiro (obrigatório a partir de 2012) Adoção das práticas de sustentabilidade estão provocando mudanças significativas na indústria da edificação e setores relacionados Necessidade do envolvimento da sociedade na iniciativa na forma de: Políticas governamentais Conscientização dos usuários Qualificação do corpo técnico Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 53/66

54 Estudo de caso 1 Edificação comercial com sistema composto por: Resfriador de 300 TR Distribuição com fancoils e CAV Modificações propostas: Aumento da temperatura de saída da água gelada de 1ºC Aumento da temperatura ambiente climatizado de 1ºC Retrofit de CAV para VAV com uso de variador de frequência nos fancoils Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 54/66

55 Estudo de caso 1 PME Ar Condicionado e Ventilação Matriz de consumo desagregado do sistema de água gelada 22% 6% 46% Chiller Bombas de água gelada Bombas de água de condensação Ventiladores Torres Ventiladores Fancoils 11% 15% Aumento da temperatura de saída da água gelada de 1ºC: reduções de 1,1 % Aumento da temperatura ambiente climatizado de 1ºC: reduções de 2,2 % Retrofit de CAV para VAV com uso de variador de frequência nos fancoils: reduções de 53% Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 55/66

56 Estudo de caso 2 PME Ar Condicionado e Ventilação Pesquisa em 118 edifícios com foco em problemas relacionados com sistemas de controle Divisão em 04 categorias: 1. Hardware i. Entrada de dados ii. Controladores iii. Equipamento controlado iv. Comunicação 2. Software i. Implementação de I/O ii. Programação iii. Gerenciamento de dados iv. Sistema operacional Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 56/66

57 Estudo de caso 2 3. Fator humano i. Erros de operação ii. Falta de qualificação do operador iii. Interferência do operador iv. Indiferença do operador 4. Não especificado: qualquer outro problema que não pudesse ser classificado nas outras categorias Distribuição percentual de problemas: Hardware: 32,1 % (quebra/mau funcionamento de sensores/controladores) Software: 34,7% (programação errada de setpoints e lógica) Fator humano: 21,4% (calibração de sensores) Não especificado: 11,2% (mau funcionamento dos economizers) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 57/66

58 Alternativas para edificações climatizadas Uso de ciclos combinados em supermercados Opções Resfriador de absorção COP Fluido Temperatura média [ºC] 1 Simples efeito (NH 3 /H 2 O) 0,58 Propilenoglicol -8 a -4 2 Duplo efeito (NH 3 /H 2 O) 0,40 Propilenoglicol -8 a -4 3 Simples efeito (LiBr/H 2 O) 0,71 Água 7 a 14 4 Simples efeito com temperatura baixa(libr/h 2 O) 0,62 Água 7 a 14 5 Adsorção (Sílica gel/h 2 O) 0,60 Água 7 a 14 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 58/66

59 Alternativas para edificações climatizadas : Uso de ciclos combinados em supermercados Opções Resfriador de absorção Simples efeito (NH 3 /H 2 O) Duplo efeito (NH 3 /H 2 O) Simples efeito (LiBr/H 2 O) Simples efeito com temperatura baixa(libr/h 2 O) Adsorção (Sílica gel/h 2 O) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 59/66

60 Alternativas para edificações climatizadas : Sistema de absorção solar Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 60/66

61 Alternativas para edificações climatizadas : Sistema de adsorção solar: semelhante a absorção porém utilizando material sólido como absorvedor (silica-gel) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 61/66

62 Alternativas para edificações climatizadas : Aplicações de sistemas de absorção adsorção solar Tecnologia COP Aplicação Temperatura entrada [ºC] Disponibilidade Absorção (LiBr/H 2 O) Simples efeito 0,5 0,75 AC C Duplo efeito 0,8 1,20 AC C (NH 3 /H 2 O) Simples efeito 0,5 AC-R C Duplo efeito 1,20 1,30 AC-R C Adsorção Um estágio (sílica/gel) 0,3 0,70 AC C Dois estágios (sílica/gel) 0,35 AC L Adsorvedor/coletor 0,1 0,50 R C AC=ar condicionado; R=refrigeração C=comercial; L=laboratório Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 62/66

63 Alternativas para edificações climatizadas : Integração de sistemas de controle com objetivo de otimização de recursos e redução do consumo de energia e custos operacionais Uso de painéis com resfriamento para teto de ambientes climatizados Resfriamento evaporativo Sistemas de desumidificação química para recuperação de calor e redução de carga latente nas serpentinas (retornos de investimento de 2 a 3 anos em localidades com umidade absoluta alta) Quebra de paradigmas: Temperatura de conforto mais altas: 25ºC e não 20ºC Temperaturas de água de condensação abaixo de 29,5ºC Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 63/66

64 Alternativas para edificações climatizadas : Análises de ciclo de custo de vida das edificações : ações com prazos de retorno maiores que 2 a 3 anos devem ser consideradas (vida útil média de edificações (ASHRAE 189): 50 anos) Sistemas de manutenção com caráter mais preditivo otimizam os recursos Maior qualificação dos profissionais envolvidos nas fases de projeto, instalação, operação e manutenção Mentalidade dos usuários deve ser alterada para evitar cair na armadilha de custo de implementação baixo e custo de operação alto Resfriamento distrital: concentração da produção de frio com redução de consumo e de custos de operação e manutenção significativos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 64/66

65 Alternativas para edificações climatizadas com estratégias de redução de consumo de energia (Edward Pollock ) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 65/66

66 Alternativas para edificações climatizadas : Retorno de investimento bastante atrativos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 66/66