8. DISPOSITIVOS GERAIS
NA INDÚSTRIA
1. INTRODUÇÃO
• Além dos pontos discutidos anteriormente, existem outros pontos a considerar, os quais podem ter seu consumo elétrico reduzido, dentre os quais destacamos:
• Instalações elétricas; • Elevadores;
• Equipamentos de escritório; • Sistema de aquecimento; • Fornos e estufas elétricas.
2. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
a) ENTRADA DE ENERGIA ELÉTRICA:
• Eliminar maus contatos em chaves, fusíveis, para-raios, emendas, elos fusíveis, muflas e condutores de alta tensão;
• Manter o sistema de ventilação adequada para evitar aquecimento do óleo dos equipamentos da cabine;
• Nos bancos de capacitores é preciso verificar se o equipamento está desligado, mal dimensionado ou com capacitores queimados;
• Reapertar conexões em geral, regular relés e disjuntores e evitar entrada de água em caixas de passagem;
• Evitar a instalação de transformadores muito maiores do que a carga a ser alimentada.
2. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
b) QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO:
• Eliminar as correntes de fuga;
• Sempre que possível, instalar os quadros de distribuição no centro ou perto das cargas;
• Manter as cargas equilibradas;
• Aterrar a carcaça dos quadros de distribuição;
• Dimensionar corretamente os condutores de acordo com a carga demandada;
2. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
c) PROJETO:
• Dimensionamento adequado dos condutores elétricos; • Elevação da tensão no circuito de alimentação;
• Elevação do fator de potência no circuito de alimentação; • Redistribuição de carga em circuitos alimentadores;
3. ELEVADORES
• Os gastos com energia elétrica consumida em elevadores, em um edifício típico, podem chegar a 6% do custo do prédio;
• O consumo deve principalmente à energia utilizada na máquina de tração, com menor participação da luz da cabina, do ventilador, do operador de porta e do quadro de comando.
a) Investimentos na modernização dos elevadores:
• O uso de quadro de comandos computadorizados, em substituição aos antigos quadros eletromecânicos, reduz o consumo de energia, facilita a manutenção e elimina paralisações constantes;
• Em sistemas antigos com excitatriz girante (gerador de corrente contínua – CC), fazer uma revitalização com a troca para um sistema com excitatriz estática, eliminando o desperdício do monitor de corrente alternada (CA) que fica permanentemente ligado, girando o gerador de CC. A troca de equipamentos como o quadro de distribuição e a máquina de tração pode gerar economias de 40%.
3. ELEVADORES
• Optar por elevadores com motores de alta eficiência, variação de frequência e modernos sistemas de automação, de modo a reduzir o consumo.
b) Normalizar o uso:
• Respeite a capacidade máxima de transporte do elevador;
• Verifique a capacidade de deixar elevadores desligados entre as 22h e 6h. Mesmo parado no térreo, o equipamento gasta energia com sua iluminação;
• Quando houver dois elevadores, estude a possibilidade de atender andares pares ou impares;
• Situe as áreas de atendimento ao público no andar térreo, evitando o uso de elevadores. Em caso de botoeiras com dois botões, acione apenas o botão do sentido desejado, evitando paradas desnecessárias.
3. ELEVADORES
c) Mudança de hábitos:
• Em caso de botoeiras com dois botões, acione apenas o botão do sentido desejado, evitando paradas desnecessárias;
• Implante medidas de conscientização dos usuários mediante cartazes explicativos, inclusive sugerindo que é mais saudável utilizar a escada para chegar a andares mais próximos.
d) Automação:
• Existem sistemas que registram as chamadas apenas para o elevador mais próximo do andar solicitante, evitando duplicidade de chamadas; • Quando se acionam vários botões, use sistemas que identificam
automaticamente se há lógica no procedimento. Se não houver, o elevador cancela as paradas;
• Analise a possibilidade de instalar controladores de tráfico para evitar que a mesma chamada desloque mais de um elevador.
3. ELEVADORES
e) Escadas rolantes:
• Especificar escadas rolantes com sensores de presença e, sempre que possível, escadas acessíveis a fim de otimizar o tráfego.
4. EQUIPAMENTOS DE
ESCRITÓRIO
a) Monitor, CPU, scanner e impressora:
• Desligue o monitor do seu computador quando sair da sala; • Configure o computador para que desligue sozinho o monitor; • Ligue scanner e impressoras somente se for utilizá-los;
• Procure imprimir somente os documentos necessários;
• Desligue todo o equipamento quando se ausentar por tempo prolongado;
• Uso do modo energy star para reduzir consumo de monitores. Programe-o para desligar o monitor se o tempo de afastamento for maior que 15 minutos.
b) Copiadoras:
• Entre os equipamentos de escritório, as copiadoras eletrostáticas são as que apresentam maior consumo, pois o cilindro de fixação da cópia mantém aquecido;
4. EQUIPAMENTOS DE
ESCRITÓRIO
• Medidas de economia de energia:
• Juntar um número apropriado de originais a serem copiados de uma só vez, e após o uso desliga-la;
• As copiadoras mais modernas têm programas que economizam energia e diminuem o consumo quando elas não operam.
c) Limpeza:
• Limpeza das áreas de escritório de preferência fora do horário de ponta, quando em sistema for horossazonal.
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
• O sistema de aquecimento tem normalmente como produto principal a geração de água quente e sua eficiência é a energia térmica produzida na forma de calor pelo consumo de energia para gerar este aquecimento. Tendo como fonte a energia elétrica, podemos enumerar alguns dispositivos convencionais a seguir:
• Torneiras elétricas; • Chuveiro elétrico;
• Gerador de acumulação (Boiler);
• Geradora de água quente (acumulação);
• Estes dispositivos possuem em geral o mesmo princípio de funcionamento que é o aquecimento de água através de resistências elétricas, seja pela passagem da água ou pelo acúmulo em reservatórios devidamente isolados. O que difere o boiler da geradora de água quente é que a geradora de água quente pode ser bicombustível, como por exemplo energia elétrica e gás liquefeito de petróleo – GLP.
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
• As principais alternativas tecnológicas para os sistemas citados acima é o uso de aquecedor solar e bomba de calor.
a) BOMBA DE CALOR
• É um equipamento que extrai energia térmica de uma fonte e faz essa energia ficar disponível a uma temperatura mais alta com uso de energia elétrica.
• A eficiência de uma bomba de calor é dada pelo chamado coeficiente de performance (COP), que é a medida da relação entre o efeito produzido (energia térmica equivalente) pela energia elétrica consumida. Seu valor é sempre maior que a unidade, sendo um valor entre 5 e 6 para equipamentos de grande porte, e de 2 a 3 para equipamento de pequeno porte.
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
• Exemplo: Um consumidor possui uma geradora de água quente com potência nominal de 90 kW, e que o consumo médio medido de energia elétrica seja de 22.040 kWh/mês. Este sistema possui uma eficiência de 98%, ou seja, a real necessidade energética de aquecimento da água é de 21.600 kWh/mês que deve ser suprida pelo sistema eficiente;
• Para determinar a necessidade térmica horária da instalação, consideramos que o sistema opera 12 horas por dia durante 30 dias por mês, obtendo o valor de 60 kW (energia térmica);
• Para se obter quanto a bomba de calor gera energia térmica efetivamente e quanto consome de energia elétrica, é necessário obter a condição de operação da bomba de calor em função da temperatura ambiente. Normalmente usa-se uma temperatura média anual.
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
• Para o exemplo, consideramos que a bomba de calor em questão vai fornecer 32 kW de energia elétrica, ou seja possui um COP igual a 3. Assim necessitaremos de duas unidades para suprir o efeito desejado;
• Esta avaliação imediata pode fornecer subsídios para que o consumidor invista em um diagnóstico energético detalhado para esta oportunidade, em que deverá considerar os demais equipamentos (trocador de calor, boiler, quadro de comando e outros), acessórios e mão de obra de instalação em função da estrutura física da instalação existente. DESCRIÇÃO SISTEMA ATUAL SISTEMA EFICIÊNTE GANHO Demanda de energia elétrica (kW) 90 21,2 68,8 76% Consumo de energia elétrica (kWh/mês) 22.040 7.632 14.408 65%
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
b) AQUECEDOR SOLAR
• São dispositivos também denominados por coletores solares e são responsáveis pelo aquecimento de água através da troca térmica com a energia solar. A radiação solar é absorvida pelos coletores que faz com que circula em seu interior se aqueça;
• As vantagens do uso deste dispositivo é a redução do consumo de energia elétrica drasticamente, tendo um pequeno consumo de energia elétrica em reservatórios, normalmente boilers, para manter a temperatura da água conforme desejado;
• Um procedimento recomendado para uma avaliação imediata do uso de aquecedor solar pode seguir o seguinte roteiro:
• Determinar a necessidade volume de água quente desejada imediatamente;
• Calcular a área necessária para os coletores solares em função do volume de água quente e em função da cidade
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
• Definir um tipo de equipamento em função da área coletora estimada;
• Calcular a quantidade de equipamentos necessários; • Definir o reservatório térmico;
• Calcular a redução de potência e consumo de energia elétrica.
• As tabelas a seguir são orientativas.
Consumo diário em função do uso
Uso Consumo diário
Ducha 40 a 80 litros/pessoa Lavatório 5 a 7 litros/pessoa
Cozinha 20 a 30 litros/pessoa Lavanderia 20 a 30 litros
5. SISTEMAS DE AQUECIMENTO
Edificações Consumo diário
Edifício residencial 110 litros/morador Hotel 105 litros/leito Vestiário industrial 50 litros/pessoa
Hospital 100 litros/leito Cozinha industrial 15 litros/refeição
Lavanderia industrial 30 litros/kg de roupa seca
Tabela orientativa de consumo diário de água quente.
Cidades do Brasil – Áreas de coletores para cada 100 litros
Manaus – 0,9 m² Rio de Janeiro – 1,1 m² Natal – 0,8 m² São Paulo – 1,6 m² Goiânia – 1,0 m² Bauru – 1,2 m² Belo Horizonte – 1,0 m² Porto Alegre – 1,6 m²
5.1 EXEMPLO
• Para exemplificar vamos considerar uma residência que possui um chuveiro de 5,5 kW (5.500 W), 4 pessoas que necessitam tomar banho quinze minutos duas vezes ao dia. Assim, considerando a necessidade de 80 litros/pessoa teremos um total de 320 litros/diários. • Considerando que seja localizado em Manaus, teremos a
necessidade de uma área de coletores de: 100 litros ... 0,9 m²
320 litros ... Área de coletor • Área do coletor = 320 . 0,9 / 100 = 2,88 m²
• Para fins de solução do exemplo, escolhemos um equipamento com uma área coletora de 1,5 m² com uma eficiência de 60%.
Nº Placas = Área do coletor/(área placa comercial * rendimento) Nº Placas = 2,88/(1,5 * 0,6) => Nº Placas = 3,2 placas ou 4 placas
5.1 EXEMPLO
• Logo, necessitaremos de quatro unidades de coletor solar;
• Considerando a necessidade de 320 litros escolhe-se um reservatório de capacidade nominal de 400 litros, e que possui uma potência de resistência de 2,5 kW.
• A redução de consumo de energia elétrica pode ser obtida de modo conservador considerando que o chuveiro elétrico e resistência do reservatório térmico funcionem no mesmo regime. O tempo total de funcionamento pode ser dada por:
• Onde: TT = tempo total de banho (h/mês);
NP = número de pessoas na residência; NB = número de banhos diários;
T = tempo de cada banho (min);
DM
T
NB
NP
5.1 EXEMPLO
• Logo, a redução de consumo será dada pela multiplicação da redução de potência pelas horas de funcionamento, ou seja, 180 kWh/mês (55% de redução). Considerando um preço médio de energia elétrica de R$ 0,42 / kWh, isto significa um valor de 75,60 R$/mês (907,20 R$/ano);
• Estima-se, em valores atuais, que a implantação deste sistema seja de aproximadamente de R$ 1.850,00, o que nos daria um tempo de retorno de 24 meses (2 anos).
mês
h
5.2 PRÁTICAS EFICIENTES
• Checar regularmente a regulagem de torneiras e registros do circuito de água quente;
• Evitar banhos demorados e, sempre que possível, quando for chuveiro elétrico deixe-o na posição de verão (em geral 30% de economia);
• Evitar o uso de equipamentos em horário de ponta, se necessário aumentar os reservatórios;
• Isolamentos dos reservatórios devem ser, no mínimo, anualmente vistoriados;
• Manter regulagem de termostato sempre ajustada para evitar desperdícios em reservatório térmico;
6. FORNOS E ESTUFAS
ELÉTRICAS
6. FORNOS E ESTUFAS
ELÉTRICAS
• Dentro da indústria utilizam-se artefatos que fazem uso da eletricidade para produção de calor e se constituem num importante segmento consumidor deste tipo de insumo energético. Este é o caso dos vários tipos de fornos elétricos, estufas, aquecedores de fluído térmico, aquecedores de tanques e banhos, entre outros;
• De maneira geral tais equipamentos apresentam elevada eficiência na produção e transmissão de calor para o produto a ser processado. No entanto, nem sempre se pode afirmar que eles são adequados para as tarefas a que se destinam, se são bem isolados termicamente, se trabalham em níveis adequados de temperatura e têm sua utilização programada de forma a resultar em mínimo consumo de energia elétrica; • Quantificar o potencial de economia de energia elétrica em tais
equipamentos nem sempre é tarefa fácil exigindo, muitas vezes, o desenvolvimento de experiências práticas para verificar a economia de
6. FORNOS E ESTUFAS
ELÉTRICAS
• No entanto, o potencial de economia nestas aplicações pode ser muito significativo para o seu uso particular, especialmente se a quantidade de fornos e aquecedores elétricos for representativa;
• Visando obter o máximo de eficiência em fornos e estufas elétricas as seguintes recomendações gerais são apresentadas:
• Analisar os processos elétricos de aquecimento e identificar aqueles cuja temperatura de trabalho possa ser reduzida ou o aquecimento possa ser eliminado, sem comprometer a qualidade da operação executada;
• Avaliar a recuperação do calor rejeitado nas unidades de refrigeração e ar condicionado para aquecimento de água;
• Evitar a introdução de cargas para o aquecimento contendo impurezas ou umidade, o que representa uso de energia desnecessária. Procure a homogeneidade do material a ser introduzido no forno;
6. FORNOS E ESTUFAS
ELÉTRICAS
• Vedar totalmente as portas para evitar a redução do rendimento térmico que será menor se a operação for efetuada com as portas não totalmente fechadas ou com a existência de frestas;
• Evitar operar com cadinhos com isolamento térmico em mau estado ou sem tampa;
• Minimizar tempo carregamento e otimizar carregamento dos fornos;
• Optar por centralizar a produção de água quente e vapor, sempre que possível;
• Verificar a viabilidade de se mudar o energético. Aquecimento de água efetuado por sistemas baseados em combustíveis, como gás natural e GLP, pode ser consideravelmente mais econômico que com sistemas elétricos;
• Verificar a possibilidade de reaproveitar o calor proveniente dos sistemas de refrigeração, resfriamento de forno e gases de
6. FORNOS E ESTUFAS
ELÉTRICAS
• Preaqueça a carga a ser introduzida nos fornos elétricos, sempre que possível;
• Verificar a existência e as condições do isolamento das tubulações de distribuição de vapor.
