Kelly Kissock Diretor: Universidade de Dayton Centro de Avaliação Industrial

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

2. Programa do Centro de Avaliação Industrial • 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

3. 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. Estrutura da Avaliação do IAC • Reunir e analisar dados antes davisita • Equipe de professores e alunosvisitam a fábricapor um dia • Trabalharemestreitacolaboração com clientesparaidentificar e quantificaroportunidades de economia de energia • Escrever um relatóriopersonalizado, confidencial, independente com sugestões de economiasespecíficas • Telefonarapós 9 mesesparaverificaro quefoiimplementado

5. 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. 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. 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. Padrões de referência Quatro componentes de referência da fábrica • Descrição do processo e layout da fábrica • Análise de serviços públicos • Saldo de energia da fábrica • Análise de energia enxuta (LEA)

9. Descrição do processo e Layout da fábrica Descrição do processo Layout da fábrica

10. 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. 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. Desagregar o consumo de energia

13. Quantificar o “enxugamento” de energia “Independente” é a energia não adicionada ao produto LEA = (1 – Independente) LEA de eletricidade = 49%

14. Média de pontuações de LEA 58% 39%

15. 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 energia elétrica Interrupção de gás natural

16. Abordagem para identificar economia • Cadaprocesso de fabricação é único • Não é possível se tornarespecialistaemcadaprocesso de fabricação • Concluiuqueprocessos de fabricaçãosãocompostos de diferentessequências dos mesmos “blocos de prédios” • Desenvolveu: “Sistemasintegrados + Abordagem de princípios”

17. 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. 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. 1. Abordagem de dentro para fora Fluxo de energia de fora para dentro da fábrica

20. Abordagem de dentro para fora

21. 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. 3. Considerar o contrafluxo T Q Fluxo paralelo x T Q Contrafluxo x

23. 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. 5. Combinar energia primária ao uso final

25. 6. Desenho do sistema inteiro em período integral Dopt = 200 mm quando custo total = VPL(Energia)+Tubul. Dopt = 250 mm quando o custo= VPL(Energia)+Tubul.+Bomba Energia250 = Energia200 / 2

26. Sistemas integrados + Abordagem de princípios

27. Dia de avaliação • Instruções • Tour pela fábrica para identificar oportunidades • Priorizar • Reunir dados para quantificar • Sessão de perguntas e respostas

28. Iluminação • Maximizr a iluminação diurna • Pesquisa sobre iluminação e inventário de luzes • Colocação • Eficiência na distribuição • Controle • Upgrades

29. Sistemas acionados por motor • Melhorar uso final • Reduzir perdas de transmissão • Otimizar política de reparo/substituição

30. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Calor e energia combinados • Viabilidade, redimensionamento, economia • Calor para Energia • Energia para Térmica • Calor para Energia

37. Priorizar oportunidades de economia Economia por tipo de sistema Retorno de investimento cumulativo e Economia

38. Avaliar a economia de energia (Usando o Modelo de Padrões de Referência de Análise de Energia Enxuta - LEA) Economia Pré-adaptação Pós-adaptação

39. Acompanhar a intensidade de energia normalizada Energia normalizada Intensidade reduzida em 5,4%.

40. Compartilhar métodos e software http://academic.udayton.edu/udiac

41. Obrigado!

42. Centro de Avaliação Industrial