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Nome do programa ou texto auxiliareere.energy.gov Avaliação de um dia do centro de avaliação de industrial Kelly Kissock Diretor: Universidade de Dayton.

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1 Nome do programa ou texto auxiliareere.energy.gov Avaliação de um dia do centro de avaliação de industrial Kelly Kissock Diretor: Universidade de Dayton Centro de Avaliação Industrial Dayton, Ohio U.S.A. Workshop de Eficiência Energética Industrial EUA - Brasil Rio de Janeiro, Brasil Agosto 8-11, 2011

2 2 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Patrocinado pelo Departamento de Energia dos EUA –O programa começou durante a crise de energia da década de 1970 –26 centros em universidades de todos os EUA –25 avaliações anuais sem custo de indústrias de tamanho médio Metas: –Ajudar o setor a ser mais competitivo e mais eficiente em recursos –Treinar novos engenheiros nas melhores práticas industriais –Melhorar a prática e a ciência da eficiência energética Programa do Centro de Avaliação Industrial

3 3 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Elegibilidade da Avaliação do IAC Classificação industrial padrão (SIC) de instalações fabris: 20 a 39 Custos anuais de energia: $100,000 - $2,500,000

4 4 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Estrutura da Avaliação do IAC Reunir e analisar dados antes da visita Equipe de professores e alunos visitam a fábrica por um dia Trabalhar em estreita colaboração com clientes para identificar e quantificar oportunidades de economia de energia Escrever um relatório personalizado, confidencial, independente com sugestões de economias específicas Telefonar após 9 meses para verificar o que foi implementado

5 5 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov University of Dayton Centro de Avaliação Industrial Realizou mais de 825 avaliações desde 1981 Verificar resultados da implementação após um ano –Metade das recomendações implementada –Redução do consumo de energia ~5%

6 6 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Recrutar a equipe de alunos 5 alunos graduandos e graduados de engenharia Alunos do último ano orientam alunos do ciclo básico Requer aulas específicas –Fabricação com eficiência energética –Prédios com eficiência energética –Desenho de sistemas térmicos

7 7 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Inserir gestão energética no Relatório do IAC Desenvolver padrões de referência Identificar e quantificar oportunidades de economia Avaliar economias para sustentar as iniciativas de eficiência

8 8 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Padrões de referência Quatro componentes de referência da fábrica 1.Descrição do processo e layout da fábrica 2.Análise de serviços públicos 3.Saldo de energia da fábrica 4.Análise de energia enxuta (LEA)

9 9 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Descrição do processo e Layout da fábrica Descrição do processo Layout da fábrica

10 10 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Análise das contas de serviços públicos Analisar cronograma de taxas Confirmar valores de faturas Verificar oportunidades de economia: –Primária/secundária –Correção do fator de energia –Consolidação de medidores –Potencial de redução da demanda Custos de referência

11 11 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Análise de energia enxuta (LEA) Definir o consumo de energia como funções de clima e produção Classifique a energia em: –Dependente da produção –Dependente do clima –Independente Usar modelos para: –Quantificar o grau de enxugamento –Identificar oportunidades de economia –Avaliar economia

12 12 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Desagregar o consumo de energia

13 13 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Quantificar o enxugamento de energia Independente é a energia não adicionada ao produto LEA = (1 – Independente) LEA de eletricidade = 49%

14 14 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Média de pontuações de LEA 39% 58%

15 15 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Interrupções calibradas de energia Usar listas fornecidas pela fábrica de: –Principal equip. elét. –Principal equip. de gás –Horas de funcionamento estimadas Interromper a energia através de equipamento Calibrar interrupção relação a: –Análise de energia enxuta (LEA) –Contas de energia elétrica da fábrica Interrupção de gás natural Interrupção de energia elétrica

16 16 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Abordagem para identificar economia Cada processo de fabricação é único Não é possível se tornar especialista em cada processo de fabricação Concluiu que processos de fabricação são compostos de diferentes sequências dos mesmos blocos de prédios Desenvolveu: Sistemas integrados + Abordagem de princípios

17 17 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Sistemas de energia –Iluminação –Acionado por motor –Fluxo fluido –Ar comprimido –Água quente e a vapor –Aquecimento –Resfriamento –Aquecimento, ventilação e condicionamento do ar –Calor e energia combinados

18 18 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Princípios de eficiência energética Análise de dentro para fora Compreender a eficiência do controle Considerar o contrafluxo Evitar mistura Combinar energia primária ao uso final Análise do sistema inteiro em período integral

19 19 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 1. Abordagem de dentro para fora Fluxo de energia de fora para dentro da fábrica

20 20 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Abordagem de dentro para fora

21 21 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 2. Compreender a eficiência do controle Todos os sistemas foram dimensionados para carga de pico, mas operam em carga parcial A eficiência do controle quantifica a perda ao controlar o sistema para operar em carga parcial

22 22 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 3. Considerar o contrafluxo Q T T x x Q Fluxo paralelo Contrafluxo

23 23 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 4. Evitar mistura A análise de disponibilidade nos informa –Trabalho útil destruído com mistura Exemplos –Tratadores de ar CAV/VAV –Poços quentes e frios separados –Reutilização/reciclagem de materiais

24 24 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 5. Combinar energia primária ao uso final

25 25 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov 6. Desenho do sistema inteiro em período integral D opt = 200 mm quando custo total = VPL(Energia)+Tubul. D opt = 250 mm quando o custo= VPL(Energia)+Tubul.+Bomba Energia 250 = Energia 200 / 2

26 26 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Sistemas integrados + Abordagem de princípios

27 27 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Dia de avaliação Instruções Tour pela fábrica para identificar oportunidades Priorizar Reunir dados para quantificar Sessão de perguntas e respostas

28 28 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Iluminação Maximizr a iluminação diurna Pesquisa sobre iluminação e inventário de luzes Colocação Eficiência na distribuição Controle Upgrades

29 29 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Sistemas acionados por motor Melhorar uso final Reduzir perdas de transmissão Otimizar política de reparo/ substituição

30 30 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Fluxo fluido Minimizar perdas de fricção Controle de fluxo eficiente –Reduzir ventiladores –Ajustar impulsores de bomba –Empregar acionadores de frequência variável (VFDs) para fluxo variável Bomba lenta, bomba longa

31 31 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Sistemas de ar comprimido Minimizar uso do ar Minimizar perdas por vazamento Minimizar pressão Comprimir ar externo Otimizar modo de controle Otimizar a operação de vários compressores Recuperar calor

32 32 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Sistemas a vapor/aquecimento Combinar fonte e uso de energia Isolar superfícies, tubulações e tanques abertos Manter purgadores de vapor Maximizar a eficiência da combustão Pré-aquecer a água de alimentação da caldeira Explorar calor e energia combinados

33 33 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Processo de Aquecimento Maximizar a eficiência da distribuição de calor (aquecer o produto e não o ar) Minimizar perdas de calor em série Minimizar vazamentos e aberturas de ar Isolar superfícies quentes Maximizar a eficiência da combustão Recuperar calor para pré-aquecer o ar ou carga de combustão

34 34 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Resfriamento Redes de permutadores de calor para minimizar o resfriamento de cargas Maximizar pontos de ajuste da temperatura Maximizar uso de torre de resfriamento Substituir resfriadores refrigerados a ar por resfriadores refrigerados a água Disponibilizar resfriadores ou empregar resfriadores com acionador de frequência variável (VFD) Usar resfriadores de absorção, se houver calor residual disponível Empregar ventiladores com acionador de frequência variável (VFD) nas torres de resfriamento

35 35 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Aquecimento, ventilação e condicionamento do ar Empregar recuo de temperatura Isolar envoltório não isolado Minimizar cargas de ventilação e equilibrar a pressão de ar da fábrica Ar externo: –Se necessário, usar uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN) com 100% de eff. –Se for desnecessário, usar aquecedor unitário com 80% de eff. Implantar economizadores para cargas de resfriamento durante o ano inteiro Melhorar a eficácia da distribuição

36 36 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Calor e energia combinados Viabilidade, redimensionamento, economia –Calor para Energia –Energia para Térmica –Calor para Energia

37 37 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Priorizar oportunidades de economia Economia por tipo de sistema Retorno de investimento cumulativo e Economia

38 38 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Avaliar a economia de energia (Usando o Modelo de Padrões de Referência de Análise de Energia Enxuta - LEA) Pré-adaptação Pós-adaptação Economia

39 39 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Acompanhar a intensidade de energia normalizada Energia normalizada Intensidade reduzida em 5,4%.

40 40 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Compartilhar métodos e software

41 41 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Obrigado!

42 42 | Eficiência Energética Industrialeere.energy.gov Centro de Avaliação Industrial


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