Gestão de Energia. Departamento de Engenharia Mecânica. Ano Lectivo de 2011/2011 2º Exame Prof. responsável: Paulo Ferrão 1 FEVEREIRO 2012

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Ricardo Bentes Domingos
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1 Nome: N. Gestão de Energia Departamento de Engenharia Mecânica Ano Lectivo de 2011/2011 2º Exame Prof. responsável: Paulo Ferrão 1 FEVEREIRO 2012 Duração: 3 horas PROBLEMA 1 a) Indique como procederia para comparar o desempenho ambiental de dois meios de transporte público, nomeadamente o uso de autocarros e de táxis, fazendo uso da metodologia da avaliação do ciclo de vida de produtos. Indique a unidade funcional que selecionaria e discuta sucintamente os principais problemas associados a essa unidade funcional. Clarifique o âmbito e o objetivo do estudo, o método que utilizaria no cálculo e como organizaria os resultados obtidos para formular uma apreciação final. b) O seguinte quadro é um excerto do Balanço Energético Português em 2008 que mostra o consumo final total e o consumo final dos sectores doméstico e de serviços de petróleo, gás natural, electricidade e renováveis sem hídrica. Considere que o consumo dos Serviços e Sector Doméstico pode ser todo atribuído aos Edifícios. BALANÇO ENERGÉTICO Total de Gás Natural Total de Renováveis tep Petróleo (*) Eectricidade Sem Hídrica = = 31 a = 39 a 45 CONSUMO FINAL SECTOR DOMÉSTICO SERVIÇOS i. Faça e quantifique o diagrama de Sankey (energia primária e energia final) do uso de petróleo, gás natural, electricidade e renováveis sem hídrica associada aos Edifícios. Calcule a energia primária considerando que não existem perdas na transformação de energia primária em final no caso do petróleo, gás natural e renováveis sem hídrica e que toda a electricidade é produzida numa central termoeléctrica convencional com uma eficiência de 40% (método da substituibilidade parcial). ii. Calcule as seguintes percentagens e explique a diferença: i. energia primária associada ao uso de energia em edifícios relativamente à energia primária associada ao uso de energia total (edifícios + transporte + indústria) ii. a energia final associada ao uso de energia em edifícios relativamente à energia final associada ao uso de energia total O teste ( 1ª

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5 Nome: N. PROBLEMA 2 Os consumos de energia relevantes de uma fábrica para o ano de 2008 e as operações a que estão associados estão descritos na tabela: Electricidade MWh A Carvão ton B Electricidade MWh C Electricidade 3000 MWh T As operações e os fluxos mássicos para o ano de 2008 estão apresentados na figura seguinte em que a operação T é uma operação de tratamento: electricidade electricidade 10 ton 1 A ton ton 3 C E carvão 4 ton ton electricidade 9 ton 2 ton B 5 ton D 7 ton T ton Os factores de conversão de energia primária para final e os factores de emissão são 215 tep/gwh e 0,47 kgco 2 e/kwh para a electricidade e tep/ton e 3956,5 kg CO 2 e/tep para o carvão. a) Calcule o consumo de energia primária de acordo com o SGCIE (DL 71/2008). b) Calcule a intensidade energética (tep/ton) e a intensidade carbónica (kg CO2/tep) em Quais as imposições da legislação neste caso e os valores a atingir de intensidade energética e de intensidade carbónica? c) Preencha os fluxos mássicos no diagrama de blocos e calcule os consumos específicos (tep/ton) das operações A, B, C e T. d) O plano de racionalização energética prevê 1) que os fornos actuais onde é consumido todo o carvão e que têm uma eficiência de 70% sejam substituídos por fornos com uma eficiência de 85% e 2) medidas adicionais que permitem reduzir o consumo específico da operação A para 90% do seu valor inicial. Estas medidas são suficientes para cumprir o SGCIE? e) Qual o consumo específico do output da fábrica. Em que condições é que este consumo específico é igual à intensidade energética? Comente tendo em conta os objectivos do SGCIE. O teste ( 2ª

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9 Nome: N. PROBLEMA 3 Considere uma moradia (T4, 160 m 2 e FF = 0.6 m -1 ) localizada em Trancoso (I3-V2 Norte e 2450 GD), que consome anualmente 2 botijas de gás propano para produção de água quente (eficiência de 87%) e 2000 L de gasóleo para aquecimento (eficiência de 80%). Não há consumo de energia para arrefecimento e há dois painéis solares térmicos instalados com uma área total de 5.2 m 2. 1)Determine as necessidades nominais de energia reais da moradia (Nic, Nvc, Nac e Ntc) em kwh/m 2.ano. 2)Determine as necessidades nominais de energia de referência, de acordo com o RCCTE (Ni, Nv, Na e Nt), e indique a classificação energética. 3) Os donos da moradia ponderam substituir a caldeira a gasóleo por uma bomba de calor ar-água, com um custo de euros e um COP de 2. De um ponto de vista energético esta solução é interessante? 4) E dum ponto de vista económico? Indique o período de retorno. DADOS: Peso de propano = 45 kg/garrafa; PCI do propano = MJ/kg; preço do gasóleo = 1.4 euro/l; densidade do gasóleo = kg/l; PCI do gasóleo = 42.3 MJ/kg; Fpu electricidade = 0.29 kgep/kwh; Fpu combustíveis = kgep/kwh; preço da electricidade = eur/kwh. O teste (

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