Download - Palestra Eficiencia
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Tecnologia de sistemas prediais disponvel no Brasil atendendo requisitos de sustentabilidade.
Eduardo Yamada Eng. Civil, Mestre em Engenharia, Gerente de Sistemas Prediais e Energia do CTE Centro de Tecnologia de Edificaes.
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Realizao:
Parceiro:
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REDUO
DOS
IMPACTOS
AMBIENTAIS
PREMISSAS BSICAS PARA
PROJETOS DE SISTEMAS PREDIAIS
SUSTENTVEIS
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Sistema D.A.L.I. (Digital Addressable Lighting Interface Interface Digital de Endereamento de Iluminao)
Endereamento e agrupamento de controles;
Flexibilidade de layout para controle e setorizao;
Todos os reatores e drivers (LED) so dimerizveis;
Monitoramento e controle dos dispositivos (reatores, lmpadas, etc.);
Possibilidade de interface com outros sistemas.
Sistema de Elevadores com Frenagem Regenerativa
Gerao de energia com a frenagem transformar energia cintica em energia eltrica - Anlogo ao sistema KERS da F1 (Kinetic Energy Recovering System ou Sistema de recuperao de energia cintica);
Insero direta na rede ou com acumulao em banco de baterias ou capacitores;
Reduo mdia de energia na ordem de 25% da parcela de consumo dos elevadores.
SISTEMAS ELTRICOS Tecnologias
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Arquitetura do Sistema D.A.L.I.
SISTEMAS ELTRICOS Tecnologias
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Lmpadas e luminrias de maior eficincia energtica
Especificao de lmpadas com maior eficincia luminosa (lmens/W);
Especificao de luminrias mais eficientes resultando em menores valores de densidade de potncia de iluminao (W/m2):
- Maior LOR (Light Output Ratio);
- Maior Fator de Utilizao (FU).
Incandescente 100W
14 lm/W
1.000h
Fluorescente T5 28W
104 lm/W 24.000h
LED 19W
130 lm/W
50.000h
HID (Alta Intensidade de Descarga) 140W
118 lm/W
32.000h
Fluxo que saida luminria (lm)
Fluxo total das lmpadas (lm)
__________________________ LOR =
x 100
Fluxo que chega no
Fluxo total das lmpadas (lm)
__________________________ FU =
x 100 plano de referncia (lm)
SISTEMAS ELTRICOS Estratgias de Eficincia
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Aproveitamento da iluminao natural reduzindo o consumo da iluminao artificial:
Desligamento automtico de circuitos perimetrais Automao Predial ou Rel-fotoeltrico;
Dimerizao de circuitos perimetrais com sensores analgicos de nveis de iluminncia.
SISTEMAS ELTRICOS Estratgias de Eficincia
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Dispositivos com menor consumo de gua
Metais hidro-sanitrios com baixo consumo (vazo);
Sistema de esgoto vcuo 1,6 Lpf;
Mictrio seco;
Bacias sanitrios de fluxo nico (3,0 Lpf) vcuo assistido.
Sistema de irrigao automatizada: - somente quando necessrio (sensores e atuadores);
- dimensionado em funo da especificao das espcies.
SISTEMAS HIDRULICOS Tecnologias
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Aproveitamento de efluentes para re-uso em sistemas de irrigao, bacias sanitrias e mictrios:
Estao de tratamento de esgoto (guas cinzas e/ou negras);
Captao da gua condensada do sistema de ar condicionado.
Aproveitamento de calor liberado de outros sistemas para pr-aquecimento de gua quente:
Sistema Misto com Placas Solares:
- Pr-aquecimento de gua atravs do circuito de condensao de chillers de condensao gua;
- Backup de aquecimento com Bombas de Calor.
B
TC
Trocador de Calor
Torre de Resfriamento
Bomba de Calor
Placas Solares
Tanque de Acumulao AQ
Chiller de Condensao gua
B
SISTEMAS HIDRULICOS Estratgias de Eficincia
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Ciclo Esquemtico
VRF (Variable Refrigerant Flow)
Compressor com variador
(Inversor) de frequncia;
Modula a vazo de compresso em funo da demanda trmica varivel Otimizao Energtica;
Compressores de alta capacidade para instalao de mltiplas evaporadoras em longas extenses de rede frigorgena (at 1000m) e at 100m de desnvel vertical;
Permite instalao em edifcios de grande porte;
Funo de aquecimento Heat Pump (reverso do ciclo) e resfriamento em diferentes evaporadoras numa mesma rede frigorgena (3 tubos);
Sistema de controle e monitoramento eletrnico e automatizado, com diversas funes.
Sistema de aquecimento integrado sem necessidade de outros componentes;
Otimiza a operao e facilita a manuteno e integrao com outros sistemas.
Principais Caractersticas:
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias
Sistema de Expanso Direta do tipo VRF
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SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias
Sistema de Expanso Direta do tipo VRF
Sistema VRF de condensao gua
Sistema VRF de condensao Ar
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Motor
Veicular de
Combusto
movido
GNV
Caractersticas:
Operao do motor combusto a GNV em regime varivel (800 a 2.200 rpm);
Possibilidade de gerar energia eltrica tambm (Alternador Opcional);
Possibilidade de gerar gua gelada (Trocador de Calor Opcional) simultaneamente expanso direta (Sistema Direto + Indireto);
Baixo nvel de rudo.
Sistema VRF Gs Natural
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias
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Compressor Frictionless
Caractersticas:
Chillers com condensao ar ou gua;
Compressor com Mancal Eletromagntico (Frictionless) perda nula por atrito;
Elevada Eficincia em Cargas Parciais em relao aos chillers convencionais;
Compressor com Variador de Frequncia de srie;
Alto Fator de Potncia (Acima de 0,96).
Sistema de Expanso Indireta com Chillers do tipo Frictionless (Mancal Eletromagntico)
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Tecnologias
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Condies de Teste AHRI 210/240/340/360/365/1230
Comparao de Eficincia dos Sistemas de Expanso Direta
Capacidade Trmica (Wtrmico)
______________________________ COP = Eficincia a plena carga (100%)=
Capacidade Eltrica (Weltrico)
IPLV = Eficincia em cargas parciais segundo procedimentos AHRI
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Estratgias de Eficincia
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2,0 (1,76)
4,0 (0,88)
6,0 (0,57)
8,0 (0,44)
Chiller gua Frictionless
25% 50% 75% 100%
Capacidade
COP=5,7
IPLV=6,2
COP=6,3
IPLV=12,2
COP=5,5
IPLV=6,0 Chiller gua Parafuso
Chiller gua Centrfugo
Eficincia
COP (kW/TR)
COP=1,0
IPLV=1,0 Chiller de Absoro
10,0 (0,35)
12,0 (0,29)
Chiller gua Parafuso
com Variador de Frequncia
COP=5,6
IPLV=8,9
Chiller gua Centrfugo
com Variador de Frequncia COP=7,0
IPLV=11,8
COP=2,4
IPLV=3,0 Chiller Ar Parafuso
Condies de Teste AHRI 550/590
Comparao de Eficincia dos Sistemas de Expanso Indireta
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Estratgias de Eficincia
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Tratamento do ar externo para reduzir a demanda interna de carga trmica Reduo de calor latente e sensvel:
Pr-resfriamento do Ar Externo: Fan-Coils ou Self Contained;
Equipamentos Dedicados de Tratamento de Ar Externo Recuperao de calor com eliminao total de calor latente.
Modular a entrada de carga trmica de ar externo em funo da qualidade do ambiente interno - monitoramento dos nveis de CO2.
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficincia Energtica
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Aproveitamento das condies externas para reduo de consumo energtico das cargas internas de resfriamento:
Ciclo economizador - equipamentos de ar condicionado + sistema de ventilao com aproveitamento das condies entlpicas externas (temperatura e umidade);
Free-Cooling - resfriamento sem o acionamento de equipamentos de refrigerao (compressores):
Free-cooling de ar Utilizao da ventilao mecnica;
Free-cooling de gua Utilizao de serpentinas de gua interligadas s Torres de Resfriamento;
Night Cooling Pr-resfriamento do ambiente antes da ocupao.
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficincia Energtica
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Aproveitamento da carga trmica de resfriamento expurgada para pr-aquecimento do ar externo:
Sistema de recuperao de energia por placas (Recuperao de calor sensvel) Aplicao no Sistema VRF;
Sistema de recuperao de calor por Rodas Entlpicas (Recuperao de
calor sensvel e reduo de calor latente).
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficincia Energtica
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Composio de Chillers da Central de gua Gelada:
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficincia Energtica
CHILLER 1 CHILLER 2
t1=15-10= 5
C
T=15-6= 9
C
CHILLER 1
CHILLER 2
CHILLER 1
COP = 5,0
IPLV= 7,0
CHILLER 2
COP = 6,0
IPLV= aprox. 9,0
T= 9
C
T= 9
C
15
C 6
C
15 C 6
C 10
C
T=15-6= 9
C
t1=10-6= 4
C
CHILLER 1
CHILLER 2
COP = 6,5
IPLV= acima 12,0
t1= 5
C
t2= 4
C
COP = 6,0
IPLV= 9,0
MXIMA EFICINCIA DO CHILLER RESULTANTE
Sistema de Chillers em paralelo (Convencional)
Sistema de Chillers em srie contra-fluxo
MXIMA EFICINCIA DO CHILLER RESULTANTE
COP = 6,0
IPLV= 11,0
COP = 7,0
IPLV= 12,0
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Sistema de Co-gerao de energia eltrica e energia trmica de resfriamento e/ou aquecimento:
SISTEMA DE AR CONDICIONADO Eficincia Energtica
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LEED - Leadership in Energy and Environmental Design
ENCE PROCEL EDIFICA
PROCESSO AQUA ALTA QUALIDADE AMBIENTAL
QUANTO A MAIS CUSTA UM PROJETO
SUSTENTVEL E EFICIENTE ?????
METODOLOGIAS DE CONSTRUO SUSTENTVEL
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METODOLOGIAS DE CONSTRUO SUSTENTVEL
Voc sabia que os Projetos de Arquitetura
representam, no mnimo, cerca de 25% do consumo de
energia de um empreendimento??
X
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Demanda Trmica
De Resfriamento
(TR)
Porcentagem Mdia de rea Transparente das Fachadas
Condio Inicial
do Projeto
ESTUDO DE CASO DE EFICINCIA ENERGTICA
Economia de
899 TR!!
Condio Final do Projeto
2000
2250
2500
2750
3000
3250
3500
3750
4000
32% 36% 40% 44% 48% 55%
Vidro Fator Solar 45%
Vidro Fator Solar 30%
Vidro Fator Solar 25%
Condio Inicial
do Projeto 19 m/TR
Condio Final
do Projeto 26 m/TR
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PROJETOS
ELTRICOS PROJETOS
HIDRULICOS
PROJETOS
LUMINOTCNICOS
PROJETOS
AR CONDICIONADO
ENVOLTRIA
Materiais da Fachada,
Vidro, proteo solar
Bombas Hidr.,
Aquec. gua
Equipamentos,
Elevadores
Iluminao Interna
e Externa
Equipamentos de Resfriamento
e Ventilao Mecnica
ORIENTAO SOLAR
Orientao do edifcio
PROJETOS
ARQUITETNICOS
Conceito do edifcio
PROJETOS SEM SINERGIA
SINERGIA DOS PROJETOS
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PROJETOS
ELTRICOS
PROJETOS
HIDRULICOS
PROJETOS
LUMINOTCNICOS
PROJETOS
AR CONDICIONADO
ENVOLTRIA
Materiais da Fachada,
Vidro, proteo solar
Equipamentos,
Elevadores
Iluminao Interna
e Externa
Equipamentos de Resfriamento
e Ventilao Mecnica
ORIENTAO SOLAR
Orientao do edifcio
PROJETOS
ARQUITETNICOS
PROJETOS COM SINERGIA
Bombas Hidr.,
Aquec. gua
SINERGIA DOS PROJETOS
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ANLISES E ESTUDOS DE ORIENTAO SOLAR
FERRAMENTAS PARA ANLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS
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ESTUDO DE INCIDNCIA DE RADIAO SOLAR NAS FACHADAS
FERRAMENTAS PARA ANLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS
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SIMULAES COMPUTACIONAIS DE DESEMPENHO ENERGTICO
FERRAMENTAS PARA ANLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS
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Sustentabilidade no necessariamente significa custos elevados de Instalaes Prediais e alta tecnologia incorporada nos projetos;
A concepo inicial da Envoltria dos projetos de arquitetura fundamental para definir o dimensionamento racional dos Sistemas Prediais;
Projetos Arquitetnicos de Envoltria mal concebidos resultar em Sistemas de Ar Condicionado de elevado custo, que implicar em Instalaes Eltricas caras;
O avano incessante da Tecnologia e Microeletrnica far com que equipamentos de escritrios e de sistemas estejam cada vez mais eficientes e menos vidos por energia, resultando na reduo da parcela de consumo desses sistemas, que por consequncia, aumentar a parcela de demanda e consumo do sistema de ar condicionado Isto resultar no maior peso e responsabilidade da arquitetura de envoltria.
A Eficincia Energtica independe do projeto ser ou no Sustentvel .
MITOS a serem desmistificados:
VERDADES absolutas e convenientes:
METODOLOGIAS DE CONSTRUO SUSTENTVEL
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OBRIGADO!!
Eng. MSc. Eduardo Seiji Yamada
Email: [email protected]