Identificação e implementação de boas práticas de racionalização de energia na ITV a experiência do CITEVE 18 Nov./08 Eugénia Coelho ecoelho@citeve.pt www.citeve.pt 1
Enquadramento Os custos de energia são cada vez mais representativos na estrutura de custos de uma empresa. Assim, uma empresa deve ter a preocupação da racionalização dos consumos e custos de energia. 2
Enquadramento A experiência do CITEVE na identificação de medidas de racionalização, através de: Auditorias Energéticas e Planos de Racionalização; Relatórios trimestrais e de progresso anual; 3EEE Energia, Eficiência e Economia; Etc. 3
Enquadramento Mais de 50 Auditorias Energéticas e Planos de Racionalização ao sector da ITV e outros sectores. 4
Medidas de racionalização dos consumos de energia Conservação de Energia Eléctrica Conservação de Energia Térmica 5
Conservação de energia eléctrica Análise do tarifário Comparar tarifários do sistema eléctrico público com os do sistema eléctrico não vinculado: EDP Comercial, S.A. Iberdrola, Comercialização de Energia, Lda Endesa Energia, S.A. Union Fenosa Comercial, SL Fonte: www.erse.pt Verificar se estão no melhor contrato de energia eléctrica 6
Análise do tarifário Conservação de energia eléctrica Verificar se têm encargos com a energia reactiva Verificar se é possível reduzir a Potência Contratada Caso o fornecedor seja a EDP Serviço Universal verificar: deverá Se a opção tarifária é a mais vantajosa para a empresa (curtas, médias ou longas utilizações) Se o ciclo horário é o mais vantajoso para a empresa (ciclo diário ou semanal) Trabalhar sempre que possível, mais nas horas de vazio e cheias do que de pontas 7
Análise do tarifário - Experiência Conservação de energia eléctrica Com a análise do tarifário já identificamos poupanças anuais nos encargos com a energia eléctrica entre 4.000 e os 22.000. Na análise dos factores de potência encargos com a energia reactiva já identificamos poupanças anuais desde 1.000 a 4.500. 8
Conservação de energia eléctrica MOTORES O custo de utilização num motor eléctrico é 95% em energia, 3% na compra e 2% na manutenção. A selecção de um motor eléctrico deve basear-se principalmente na elevada eficiência e no correcto dimensionamento e não no preço de compra. 9
Motores Motores de Eficiência Elevada Classificação de eficiência energética: EFF1 motores de elevada eficiência; EFF2 motores de eficiência normal EFF3 motores de eficiência reduzida Comprar um EFF1 é mais dispendioso no início mas pode tornar-se eficaz em termos de custos de operação. Ex: Para motores com a mesma potência, p.ex. de 30 kw o rendimento de um motor de alto rendimento é de 91,5% e de um motor standard é de 88%. 10
Motores Reparação e Manutenção O custo superior de comprar um motor novo pode ser rapidamente compensado pela sua melhor eficiência energética. Exemplo: Motores < de 5 kw sempre substituídos Motores entre 30 e 5 kw analisados Motores > 30 kw reparação 11
Motores Variadores de Velocidade Variável Utilizar sempre que aconselhável variadores de velocidade. Quando as capacidades variam, o variador de velocidade pode reduzir o consumo de energia eléctrica, particularmente nas aplicações de bombas, compressores e ventiladores - tipicamente no intervalo entre 20-50%. 12
Motores Variadores de Velocidade Variável - Experiência Com a instalação de variadores de velocidade já encontramos poupanças anuais até 10.000, em bombas, ventiladores, etc.. 13
Ar comprimido AR COMPRIMIDO A eficiência energética de muitas centrais de ar comprimido é baixa: acções simples podem levar a um nível de poupança entre os 5 e os 50%. 14
Ar Comprimido Potencial de Poupança Energética Optimizar o funcionamento das centrais pode representar uma poupança anual de até 20%; Optimizar a rede de distribuição de ar pode representar uma poupança anual de até 15%; Optimizar a filtragem e a secagem pode representar uma poupança anual de até 5%; Reduzir fugas pode representar uma poupança anual de até 50%; 15
Ar Comprimido Fugas de ar comprimido Verificar as válvulas seccionadoras, junto dos equipamentos e ao longo da rede de ar comprimido; Verificar tubagem da rede de ar comprimido; Desligar compressores sempre que não haja consumo de ar comprimido, ex. fins de semana; Redução da pressão do circuito de limpeza do ar comprimido (se não for possível a sua eliminação). 16
Ar Comprimido Potencial de Poupança Energética Recuperar e utilizar calor residual pode representar uma poupança anual de até 20%. Pode ser aproveitado para: - aquecimento de ar ambiente, - pré aquecimento de ar para combustão - aquecimento de águas sanitárias Optimizar a admissão de ar pode representar uma poupança anual de até 2%. 17
Ar Comprimido Exemplo: Se a temperatura da sala onde está o compressor for 10ºC superior à temperatura do exterior, a potência eléctrica consumida aumenta 3%. Exemplo: O aumento da pressão de 7 para 8 bar, origina um aumento consumo eléctrico da ordem dos 9%. 18
Ar Comprimido Ar comprimido - Experiência Em média encontramos % de fugas na rede de ar comprimido que representam 34% do consumo total da central de ar comprimido, que originam poupanças anuais de 6.500 ; Com o aproveitamento do ar de arrefecimento dos compressores, já encontramos poupanças de cerca de 1.000 a 3.000 ; Com a optimização da central de ar comprimido, desde desligar os compressores durante o fim de semana, instalação de VEV, substituição de compressores, etc. encontramos poupanças até 20.000. 19
Iluminação ILUMINAÇÃO A optimização energética da iluminação incide nos seguintes aspectos: Níveis, qualidade e eficiência da iluminação; Selecção dos equipamentos Aproveitamento de luz natural 20
Iluminação Potencial de Poupança: Utilizar balastros electrónicos em vez de balastros convencionais, existe uma economia energética de até 25%; Diminuir lâmpadas por luminária, sempre que possível; Se, se eliminar uma lâmpada não esquecer de desligar o balastro; Limpar periodicamente as armaduras, proporciona um aumento de eficiência entre 10 e 30%; Substituir as lâmpadas em períodos bem determinados (80 a 85% do tempo médio de vida), proporciona um aumento de eficiência entre 20 a 25%; 21
Iluminação Potencial de Poupança: Aproveitar ao máximo a luz natural; Limpar os translúcidos/ janelas da nave industrial; Instalar sensores em zonas pouco movimentadas (controlo por tempo, luminosidade e ocupação); Sectorizar estratégica dos circuitos de iluminação; Utilizar iluminação localizada; Desligar automático da iluminação após hora definida. 22
Iluminação Utilizar lâmpadas mais eficientes: Lâmpadas fluorescentes de 26 mm de diâmetro, transmitem a mesma iluminância que as lâmpadas fluorescentes de 38 mm de diâmetro e consomem menos de 8% de energia; Lâmpadas de descarga consomem menos de 35% de energia, em relação às lâmpadas fluorescentes de 38 mm de diâmetro; Lâmpadas fluorescentes de 26 mm de diâmetro, com balastro convencional emitem 60lm/W, enquanto que se tiver balastro electrónico emite 75lm/W. 23
Iluminação Iluminação - Experiência Em média, com a instalação de balastros electrónicos encontramos poupanças anuais de 4.500 ; Com a substituição de lâmpadas fluorescentes por lâmpadas de alta eficiência encontramos poupanças de 1.000 a 3.000 ; Com a instalação de sensores de presença, de luminosidade, readaptação de circuitos, redução do nº de lâmpadas encontramos poupanças anuais médias de 3.000. 24
Medidas de racionalização dos consumos de energia Conservação de Calor 25
Recuperação de calor RECUPERAÇÃO DE CALOR NOS PROCESSOS DE TINGIMENTO E ACABAMENTO Processos de Tingimento Aproveitamento das águas quentes descarregadas (Temp.>40ºC), para aquecimento da água de entrada para o processo, para aquecimento de águas quentes sanitárias. O Permutador deve ser compatível com a qualidade da água (atenção à condutividade, corrosão, incrustações). A água aquecida deve ir para um tanque bem isolado. 26
Recuperação de calor Poupança Energética Quanto mais alta for a temperatura e o caudal das águas descarregadas maior é a poupança Para as mesmas condições de temp., caudal de água descarregada e horas de funcionamento do equipamento, a poupança obtida com fuel é maior à obtida com gás natural Exemplo: Caudal de água descarregada:30 m 3 /h, Temperatura:60ºC e 3520h/ano de horas de func. Poupança anual: Fuel 316 tep/ano 81.499 /ano GN 307 tep/ano 143.747 /ano 27
Recuperação de calor Caudal de água residual (m 3 /h) Poupança anual de Gás Natural (kw h) Tem peratura da água residual (ºC) 50 60 70 80 90 10 944280 1276200 1614360 1956080 2301480 20 1879600 2538920 3210840 3889240 4574680 30 2623880 3550200 4494520 5457920 6429880 40 3420400 4629120 5861280 7112640 8379760 50 4156360 5626080 7123360 8644240 10184600 Caudal de água residual (m 3 /h) Poupança anual de Fuelóleo (kw h) Tem peratura da água residual (ºC) 50 60 70 80 90 10 977608 1321242 1671337 2025118 2382709 20 1945939 2628529 3324164 4026507 4736139 30 2716488 3675501 4653150 5650552 6656817 40 3541120 4792501 6068149 7363674 8675516 50 4303055 5824648 7374773 8949331 10544056 28
Recuperação de calor Recuperação de calor - Tingimentos - Experiência Com a optimização da central de recuperação de calor dos efluentes líquidos encontra-se poupanças anuais até 3.500 ; Encontra-se poupanças anuais com a instalação de central de recuperação do calor dos efluentes de 100.000. 29
Recuperação de calor Processos de Acabamento Recuperação dos efluentes gasosos, aproveitamento do ar quente: Processo de Secagem/ Acabamento, Temp. a 140-150ºC Processo de Termofixação, Temp. a 180-200ºC Objectivo: Pré-aquecer água para o processo da tinturaria, para águas quentes sanitárias. Pré-aquecer o ar de entrada do equipamento. 30
Recuperação de calor Vantagens Redução do tempo do ciclo nos equipamentos; Redução do consumo de combustível gasto no aquecimento do ar; Redução da emissão de gases com efeito de estufa; Purificação do ar ao mesmo tempo que se recupera calor. 31
Recuperação de calor Comentários: Os sistemas de permuta ar/água, a poupança de energia é maior do que nos sistemas de permuta ar/ar; Os sistemas de permuta ar/água são mais dispendiosos do que os sistemas de permuta ar/ar (20 a 25% mais dispendiosos); Os dois sistemas não são viáveis quando os equipamentos, sejam eles râmulas ou secadores, quando trabalham apenas algumas horas por dia; Para a análise da viabilidade de um sistema deste tipo à que ter em conta, Temperaturas de trabalho, Horas de funcionamento, Caudais de ar ou água descarregados. 32
Recuperação de calor Caudal do ar de exaustão (m 3 /h) Poupança anual de Gás Natural (kwh) Permuta - Ar/Ar Permuta - Ar/Água Secagem Fixação Secagem Fixação 10000 363400 473040 814880 1169680 20000 718160 980160 1598640 2380960 30000 1092640 1490560 2414160 3513920 40000 1458560 1959920 3212960 4712280 50000 1847080 2472040 3973680 5919880 Caudal do ar de exaustão (m 3 /h) Poupança anual de Fuelóleo (kwh) Permuta - Ar/Ar Permuta - Ar/Água Secagem Fixação Secagem Fixação 10000 376226 489736 843640 1210963 20000 743507 1014754 1655063 2464994 30000 1131204 1543168 2499366 3637941 40000 1510039 2029094 3326359 4878596 50000 1912271 2559288 4113928 6128817 33
Recuperação de calor Recuperação de calor - Acabamentos - Experiência Através da implementação de recuperador de calor em equipamentos de secagem, pode-se poupar em média 58.000, por ano. 34
Distribuição de calor DISTRIBUIÇÃO DE CALOR Fugas de vapor Verificar válvulas, juntas e purgadores de condensado em mau estado de modo a eliminar fugas de vapor Exemplo: Um furo com 1mm de Ø na rede de vapor a 7 bar Perda anual: Fuel 704 /ano GN 1826 /ano 35
Distribuição de calor Perdas na tubagem As tubagens, quer de vapor quer de condensado, devem estar devidamente isoladas Exemplo: 1 metro de tubo de vapor não isolado, com vapor a 7 bar Perda anual: Fuel 232 /ano GN 281 /ano 36
Distribuição de calor ATENÇÃO! Normalmente, só nos preocupamos em isolar as tubagens, mas não nos podemos esquecer das flanges e das válvulas 600 mm de tubo não isolado 5m de tubo não isolado 37
Distribuição de calor Reservatórios do processo É necessário que os reservatórios estejam todos isolados, quer sejam de água, condensado, fuelóleo. Exemplo: 1m 2 de superfície não isolada de vapor a 7 bar Poupança anual: Fuel 490 /ano Gn 889 /ano 38
Distribuição de calor Conclusão: Remover ou vedar todas as tubagens de vapor redundantes; Garantir a recuperação do condensado; Verificar o funcionamento dos purgadores de condensado; Verificar o controlo químico da água de alimentação para minimizar incrustações nas tubagens; Pré-aquecer a água de alimentação através da permuta com o calor do condensado recuperado; Isolar todas as tubagens de vapor e condensado e válvulas; Reparar juntas, válvulas com fugas e válvulas de segurança. 39
Distribuição de calor Distribuição de calor - Experiência Com o isolamento de tubagens e depósitos, em média, encontra-se poupanças anuais até 5.000 ; Com a recuperação do vapor de reevaporação do tanque de condensados encontra-se poupanças médias de 10.000 ; Com a instalação de um desgaseificador térmico encontra-se poupanças anuais de 20.000. 40
Caldeiras e queimadores CALDEIRAS E QUEIMADORES Melhorar a eficiência de combustão das caldeiras A eficiência de combustão é indicativa da eficiência da transferência de calor. A temperatura da chaminé e as concentrações de oxigénio (ou dióxido de carbono) nos gases de combustão são os principais indicadores da eficiência de combustão. A eficiência da caldeira pode ser aumentada 1% por cada redução de 15% no excesso de ar ou por cada redução de 4ºC na temperatura dos gases de combustão. 41
Caldeiras e queimadores Reintroduzir Condensado na caldeira Para minimizar os custos de tratamento da água e as perdas de energia, é importante reintroduzir tanto condensado quanto possível na caldeira Poupança significativa de combustível, pois o condensado que é reintroduzido está relativamente quente (54ºC até 107ºC), reduzindo assim a quantidade de água fria de compensação (10ºC até 15ºC) que tem de ser aquecida. 42
Caldeiras e queimadores Isolamento Perda de Calor por cada 30,5 m de tubagem de vapor não isolada (baseada em tubos de aço horizontais, temperatura do ar 24ºC, nenhuma velocidade de vento e 8760 horas de funcionamento/ano) (Fonte: www.cbboilers.com/energy) Diâmetro das tubagens de Perda de Calor por cada 30,5 m de Tubagem de Vapor Não Isolada (GJ/ano) Pressão do Vapor (bar) distribuição (cm) 1 10 20 40 2,54 148 301 395 522 5,08 248 506 665 886 10,16 438 897 1182 1583 20,32 781 1625 2142 2875 30,48 1113 2321 3070 4136 43
Caldeiras e queimadores Inspeccionar e reparar os purgadores de condensado Nos sistemas de vapor que não foram alvo de manutenção durante 3 a 5 anos, cerca de 15% a 30% dos purgadores de condensado instalados podem ter-se danificado. Diâmetro do Orifício do Perda de Vapor (kg/h) Pressão do Vapor (bar) Purgador (cm) 1 7 10 20 0,08 0,38 1,49 2,17-0,16 1,54 5,98 8,56 16,4 0,32 6,21 23,92 34,34 65,69 0,48 13,91 53,92 77,03 147,71 0,64 24,78 95,60 137,29 262,34 0,95 55,73 215,22 309,01 590,39 44
Caldeiras e queimadores Sistemas de pré-aquecimento - Aumento da temperatura água de alimentação, através de economizadores 45
Caldeiras e queimadores Em cada aumento de 5 C na temperatura da água de alimentação vai-se poupar aproximadamente 1% do combustível utilizado para gerar o vapor. O potencial em termos de poupança de energia, com o economizador, dependerá do tipo de caldeira instalada e do combustível utilizado, com aumento da eficiência térmica da ordem dos 3 a 5%. 46
Caldeiras e queimadores -Aumento da temperatura do ar de combustão De modo a melhorar a eficiência térmica em 1%, a temperatura do ar de combustão deve ser aumentada em 20ºC. Limite de temperatura dos queimadores de gás e fuelóleo da ordem dos 50ºC. 47
Caldeiras e queimadores Caldeiras e queimadorres - Experiência Com a instalação de economizadores nas caldeiras encontrase poupanças anuais médias até 20.000 ; Com a alteração da captação de ar para as caldeiras (aumento da temperatura do ar de combustão) obtém-se poupanças anuais médias de 5.000. 48
Energias renováveis ENERGIAS RENOVÁVEIS Das muitas tecnologias e aplicações da energia solar, só as instalações que utilizam a energia solar térmica é que apresentam as características apropriadas para serem aplicadas em instalações industriais. Dependendo da temperatura necessária, a água pode ser obtida utilizando apenas colectores solares ou através da ajuda das fontes de energia convencionais. Neste último caso, a energia solar colmata parte das necessidades energéticas e serve como uma fonte auxiliar. 49
Energias renováveis Energias renováveis - Experiência Com a instalação de painéis solares para aquecimento de águas identifica-se poupanças médias anuais de 7.500. 50
Outras Outras - Experiência Através da implementação de um Sistema de Gestão dos Consumos de Energia encontra-se poupanças médias de 48.000 ; Com a redução das razões de banho, nos processos de tingimento, encontra-se poupanças médias anuais de 57.000 Etc. 51
O CITEVE poderá dar apoio na detecção de medidas de racionalização, tendo para isso um conjunto de serviços disponíveis, como por exemplo Auditorias Energéticas, Diagnósticos Energéticos, 3 EEE s Energia, Eficiência e Economia. Obrigada! Eugénia Coelho ecoelho@citeve.pt 52