Trigeração em Edifícios

Transcrição

1 Trigeração em Edifícios João Farinha Mendes Unidade de Energia Solar, Eólica e dos Oceanos LNEG Lisboa, PORTUGAL

2 Porquê utilizar sistemas de trigeração em edifícios? Aproveitamento do calor rejeitado nos ciclos termodinâmicos de produção de electricidade produção de água quente para AQS e climatização do edifício Utilização do calor para o arrefecimento (Verão), reduzindo o consumo de energias convencionais e as necessidades de energia eléctrica nas horas de pico Aumentar a viabilidade económica dos sistemas de co geração aumentando o tempo de utilização anual

3 CHCP Combined Heating, Cooling and Power

4 Tipologia de sistemas de micro trigeração em edifícios

5 Sistema mchcp típico

6 Sistemas de demonstração em Portugal Polysmart SP6a Fábrica de colectores solares da AoSol, Porto Alto Exemplo de escritório a climatizar

7 Sistemas de demonstração em Portugal Polysmart SP6b Edifício Solar XXI no campus do LNEG - Lisboa

8 Características do sistema SP6b Climatização de uma sala de formação e de um escritório (95m 2 +80m 2 ) Abastecimento de parte dos consumos de AQS do edifício Consumo local da electricidade produzida

9 Características do sistema SP6b Tecnologia TDC: Chiller de absorção da Ao Sol (protótipo) Potência de arrefecimento de 8 kw Direct air cooling Chiller de absorção de Água amoníaco

10 Características do sistema SP6b Tecnologia CHP: Gerador Atlas Copco QAX12 especialmente adaptado Potência térmica máxima estimada em 27kW Permutador de calor duplo (oleo/água e gás/água) Capaz de fornecer água a temperaturas até 110ºC Potência eléctrica 9,6kW Alimentado a biodiesel

11 Características do sistema SP6b Vista geral da instalação

12 Características do sistema SP6b CHP

13 Características do sistema SP6b TDC Torre de arrefecimento para rejeição de calor em caso de emergência

14 Características do sistema SP6b Depósito de AQS e água quente Circuito hidráulico principal Depósito de climatização

15 Diagrama de blocos funcionais

16 Esquema hidráulico

17 Resultados de monitorização (SP6a) Funcionamento típico em modo de Inverno: Arranque típico no início da semana, com o sistema a fornecer energia para o aquecimento ambiente e para o depósito de água quente O sistema aptoximou-se da temperatura pretendida (60ºC) e comportou-se como esperado

18 Resultados de monitorização (SP6b) Funcionamento em modo de Inverno (teste) Heating cycle sample Temperatura da sala flutua devido à actuação do termostato Paragem acidental da bomba às 16: Hot tank CHP out Room heating water Room :00 16:12 16:25 16:37 16:50 17:02 17:15 17:27 17:40 Warming up (CHP on) Room heating (CHP on) Room heating (CHP off/hot Ring pump off) Room heating (CHP off/hot Ring pump on) Fan coil operation during commissioning test

19 Resultados de monitorização (SP6a) Testes em modo de Verão: Avaria do sistema de fornecimento de GPL levou a quebras de pressão As quedas de pressão do GPL provocaram um funcionamento instável do CHP que se propagou para o TDC

20 Resultados de monitorização (SP6b) Testes em modo de Verão: a b c d e f g h i a CHP on; depósito quente parcialmente aberto b ajuste da abertura do depósito quente c ajuste da abertura do depósito quente d depósito AQS aberto e depósito AQS fechado f TDC on g CHP off (depósito quente alimenta o circuito) h CHP on i TDC off; fim do ensaio de Verão Depósito frio atingiu a temperatura desejada: 7ºC

21 Potencial e enquadramento legal em Portugal Resultado bruto vs. percentagem de energia primária poupada por unidade de energia útil para sistemas mchcp alimentados a gás

22 Potencial e enquadramento legal em Portugal Edifícios com necessidades de AQS, aquecimento e arrefecimento: Edifícios residenciais Apartamentos e resorts turísticos Residências sénior e pequenas unidades hospitalares Edifícios de serviços (pequenos e médios) Edíficios desportivos Edifícios em locais remotos

23 Potencial e enquadramento legal em Portugal As leis que regulam as trocas energéticas, ligações à rede eléctrica, o planeamento e os subsídios foram desenvolvidos idealizando aplicações de maior dimensão De acordo com a actual política de microgeração (D.L /Nov/2007): Sistemas até 3,68 kw acesso a tarifas bonificadas (feed-in tariffs): Energia solar (PV) Energia eólica Energia hídrica Co-geração com biomassa Micro trigeração

24 Potencial e enquadramento legal em Portugal Produção local de energia Evita perdas de energia (calor rejeitado / transmissão e distribuição) Promove alterações culturais nas atitudes e nos comportamentos do consumidor Micro-trigeração deverá ser considerada em revisões futuras do actual enquadramento legal Objectivos nacionais deverão ser definidos permitindo a capacidade de instalação e produção em massa Gás natural e GPL deverão ser considerados combustíveis privilegiados se substituirem diesel em caldeiras de aquecimento residencial Acessoa certificados de energia verde deverá ser implementado

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