1. Trane Comprehensive Climate
Solutions
Metodologia de Analise Energetica
Exemplo de Analise
São Paulo-SP
.

2.  Estas equaçãos são a forma mais simples de estimar
custo operacional de um chiller.
 Porem são validos somente para situações
constantes, por exemplo quando carga, temperatura
externa, e tarifa de eletricidade são constantes.
Como estimar consumo de Energia
- Metodo Simples
𝑪𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒐 𝑲𝑾𝒉 = 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
𝐾𝑊
𝑇𝑜𝑛
∗ 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑇𝑜𝑛𝑠 ∗ ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜
𝑪𝒖𝒔𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝑶𝒑𝒆𝒓𝒂çã𝒐 𝑹$ = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝐾𝑊ℎ ∗ 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝐸𝑙𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝑅$/𝐾𝑊ℎ)

3. Como estimar consumo de Energia
- Metodo Preciso
Na maioria das plantas de agua
gelada os parametros que afetam
custo operacional sofrem
constantes variações
Chiller Eficiencia vs. % Carga
Carga Termica &
Temperatura BU/BS
vs. Tempo
Parametros que variam:
 Carga termica
 Eficiencia de chiller
 Operação da Torre (agua
e eletricidade)
 Tarifa de Energia
 Consumo de Bombas
É preciso considerar 8.760
horas individualmente e
somar os resultados.

4.  O “ASHRAE Handbook of Fundamentals” é a referencia para
metodologia de calculo.
 Os analise da Trane são realizados com “TRACE 700” por
engenheiros certificado em simulação
http://www.trane.com/commercial/north-america/us/en/products-systems/design-and-analysis-tools.html
Ferramentas de Analise Energetica
 É preciso usar um software desenvolvido especificamente para
analise energetica para conseguir resultados precisos.
 Certificação LEED e EPACT (redução de impostos atraves de
eficiencia nos EUA) exigem softwares qualificados.

5. ©2010 Trane. A business of Ingersoll-Rand.
5
Processo de Analise Energetica
1) Levantar dados do projeto original e
relatorios de serviço
2) Visita instalação e Levantar dados
3) Conversar com diversas niveis da
organização para entender as
necessidades e a forma de operação
4) Definir custos de utilidades & manutenção
5) Colocar dados no software
6) Calibrar o perfil de carga gerado pelo
software usando historico de contas e/ou
medições.
7) Implementar diversas possiveis melhorias
em equipamento, automação e operação,
e orçar as soluções.
8) Calculo Financeiro - Payback

6. Exemplo Calculo
1) Levantar dados do projeto original e relatorios de serviço
2) Visita instalação e Levantar dados
3) Conversar com diversas niveis da organização para entender as necessidades e
a forma de operação
4) Definir custos de utilidades & manutenção
Eficiencia do Chiller:
 Nova 1,22 KW/ton
 Atual (est) 1,60 KW/ton

7. Exemplo Calculo
4) Colocar dados no software
5) Calibrar o perfil de carga gerado pelo
software usando historico de contas
e/ou medições.
 R$1.200k em 2013/14 de eletricidade
 Aumento de 20% para 2015 –
R$1.440k
 Perfil de Carga Termica do modelo
de planta atual calibrada para gerar
um consumo equivalente a 67% da
conta total 2015, R$960k/ano
Simulação
Historico
Perfil de Carga

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Cargas Horárias
Vazões Horárias
Energia Total
Demanda de Pico
Custo de Utilidades
Fluxo de Caixa
Perfil
Climático
Eco-
nomics
Equip-
ment
Demanda dos Equipamentos
Curvas de Descarregamento
Taxas de Utilidades
Outros Custos
8
Perfil de Carga Termica
Perfil de Carga Termica
• A carga termica é o input principal que gera todas as respostas da planta de agua
gelada, tanto no mundo real como na simulação
• Ela é a ‘personalidade’ da obra e influencia quais são as melhores soluções
• Na ausencia de historico de medição de carga termica, é necessario estimar a
perfil no software e calibrar-la para igualar os dados historicos

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Exemplo:
Eficiência do Equipamento a plena carga = 1 kW/ton
Carga Horária= 50 tons (50% da Carga plena)
Redução de temperatura em relação à de projeto = 16
o
F
Curva de Alívio AmbientalCurva de Potencia Consumida
1 kW/ton * 100 tons = 100 kW
100 kW * 50% = 50 kW
50kW * 80% = 40 kW
40 kW Energia consumida para aquela hora
9
Curvas de Equipamento
Cargas Parciais - Chillers
 A eficiencia de chillers, bombas e torres varia conforme carga termica
e temperaturas de operação
 As verdadeiras curvas para cada configurações especificas de cada
equipamento são consideradas na simulação de energia

10. ©2010 Trane. A business of Ingersoll-Rand.
Exemplo:
Potencia do Equipamento a plena carga = 30 kW
Carga Horária= 50% da Carga plena
30 kW * 42% = 12.6 kW
Sem VFDCom VFD
10
Curvas de Equipamento
Exemplo - Bombas
 Bomba de agua sem e com variador de frequencia
Potencia do Equipamento a plena carga = 30 kW
Carga Horária= 50% da Carga plena
30 kW * 80% = 24 kW

11. ©2010 Trane. A business of Ingersoll-Rand.
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Resultado – Abril, dia Util

12. Exemplo Calculo
7) Implementar diversas possiveis melhorias em equipamento, automação
e operação, e orçar as soluções.
 Melhorias tipicas: Aumentos de eficiencia, automação, adequação de
capacidades, otimização de operação

13. Exemplo Calculo
8) Calculo Financeiro – Payback
- O custo de consumo de utilidade é efetivamente um multiplicação dos
resultados de consumo.

14. ©2010 Trane. A business of Ingersoll-Rand.
Payback do Ciclo de Vida
Lição 5: Economia
Ano Inflação (5%) Diferença
do Fluxo
de caixa
Custo do
Capital (10%)
Valor Presente
Fluxo de Caixa
Cumulativo
0 -200,000 -200,000
1 50,000 -154,545
2 50,000 * 1.05 = 52,500 -111,157
3 52,500 * 1.05 = 55,125 -69,741
4 55,125 * 1.05 = 57,881 -30,207
5 57,881 * 1.05 = 60,775 7,517
 


Year
COC
DFC
...1
...
 
45455
1.1
000,50
1


 
43388
1.1
500,52
2


 
41416
1.1
125,55
3


 
39534
1.1
881,57
4


 
37724
1.1
755,60
5


14

15. Comparações de Diversos Estudos
Possiveis motivos para variações de
resultados entre estudos:
 Trocar eficiencia IPLV para eficiencia
de carga plena
 Curvas de equipamento diferentes
 Perfil de carga diferente
 Dados climaticos diferentes
 Componentes das plantas diferentes
 Tarifa de utilidades diferentes

16. Exemplo -Termoacumulação com Gelo
 Simulação energetica mostra que
termoacumulação com gelo economiza R$120k
por ano de eletricidade.
 Comparação entre chillers identicos (BRTAC
1.16 KW/Ton) utilizando os tanques
existentes
 R$/KWh quatro vezes mais caro na ponta
(das 17 as 20 horas, dias uteis) do que fora
da ponta.
Com Gelo Sem Gelo
(Ponta – R$1,13/KWh)
(Fora de Ponta – R$0,27/KWh)
(Anual, R$)

17. 1° Coluna
Com Gelo
Exemplo - Termoacumulação com Gelo
Tons
Hora do dia
2° Coluna
Sem Gelo
Criar Gelo
quando há
pouca carga no
predio e
temperaturas
externas são
baixas (melhor
eficiencia)
0,27 R$/KWh 1,13 R$/KWh
Desligar Chillers
& derreter gelo
quando
eletricidade é
cara (na Ponta)
 12% R$ Fora de Ponta
47% R$ na Ponta
18% R$ Total no ano

18. Resultado Economico
R$ 0
R$ 1,000,000
R$ 2,000,000
R$ 3,000,000
R$ 4,000,000
R$ 5,000,000
R$ 6,000,000
R$ 7,000,000
R$ 8,000,000
Fazer Nada Opção 1
Custo Ciclo de Vida
Investimento + Operação, 20 anos (VPL Descontado)
R$ 3.7 Milhões
economia
R$ 3.3 Milhões
Investimento +
energia + agua
+
Lifecycle Savings - Opção 1
Investment 1st Year Savings Simple Payback (yrs)
R$ 1,561,000 R$ 494,000 3.2
R$ 3,666,000
Lifecycle Payback (yrs) IRR NPV
4.7 29.70% R$ 3,666,000
Utility Inflation: 5,0% / Study life: 20 yrs / Cost of Capital: 15%
1st Year Savings
Eletricidade Agua
R$151.000 R$343.000

19. Perfil de Carga e Clima –
Dia util & Domingo, mes Janeiro

20. Trane Brasil Team
Commercial Contact:
Ronaldo Caffaro Filho
Corporate Account Channel
Rua: Pinheirinho, 144 – Jabaquara
São Paulo, SP – 04321-170
+55 11 5014 - 6294
Cel: +55 11 991-863-643
Email: ronaldo.caffaro@trane.com
Engineering Contact:
Matt Chmielewski, LEED® AP, CEM, BEMP
Lider de Aplicação e Suporte a Projetistas
Av. Papa Pio XII, 455
Campinas, SP - 13070-091
Office: +55 19 3721-7919
Celular: +55 19 9 9499-4987
Email: matt.chmielewski@trane.com