Água Gelada

Cogeração em Centros
Hospitalares – Projeto CHSJ
A Eficiência de Recursos Energéticos na Saúde
Desenvolvimentos e Oportunidades
18 setembro 2015
Caracterização infraestrutura
Hospital 1100 camas
Área de edifício ed 144 000m2
Infraestrutura com 50 anos
Climatização muito parcial com chillers, splits, e aquecimento elétrico
Central térmica com produção a nafta
Grandes requisitos água quente e vapor
Necessidades crescentes água gelada para a sua climatização
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Aumentos exponenciais dos consumos elétricos
Rede elétrica com PT e rede distribuição a óleo
Fontes Primárias de um Hospital
água potável
água quente
água gelada
vapor
eléctricidade
oxigenio
fontes primarias são todas as energias base
de alimentação do edifício hospitalar
necessárias
ao funcionamento das infraestruturas e
equipamentos.
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Cogeração – solução energética e ambiental
A cogeração é um sistema de produção de energia de alto
rendimento ( 85%), que consiste na produção simultânea de energia
térmica e de energia elétrica a partir de uma energia primária combustível
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Trigeração
A Cogeração é uma tecnologia que consiste basicamente na produção combinada de energia
térmica e eléctrica num mesmo equipamento, destinando-se ao consumo da própria de
energia térmica, e produção de electricidade para a rede.
As centrais convencionais de produção eléctrica convertem apenas aproximadamente 1/3 da
energia do combustível, a restante energia são perdas sob a forma de calor.
A Cogeração/Trigeração aumenta a eficiência do processo de produção em que mais de 4/5
da energia do combustível é convertida em energia útil, resultando benefícios ambientais e de
ordem financeira.
Trigeração
Energia elétrica
Água quente
Água gelada
As necessidades de um Hospital incluem para além de vapor e água quente, uma cada vez
mais forte apetência pela climatização dos espaços, resultando num crescente consumo de
água Gelada. A Cogeração com a água quente produzida e utilizando um ciclo de absorção,
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produzirá água gelada, denominando-se assim Trigeração com a introdução desta terceira
forma de energia.
Balanço Energético Trigeração
48 un
Caldeira
38 un
Total
Produção
Convencional
Útil Térmico
55
Produção
Electricidade
Energia Primária
52
18 un
un
Rede Eléctrica
Útil Térmico
100 un
17 un
Útil Eléctrico
Total
Produção
Cogeração
86
Cogeração
Útil Eléctrico
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Recuperação energia nos sistemas trigeração
Energia
Eléctrica
Recuperaçãoscape
(55%)
Vapor para:
Escape
Motor
Chiller de Absorção
Água Gelada,
Climatização
Esterilização,
humidificação
Lavandaria
Recuperação Arrefecimento do motor (40%)
Alta
Temperatura
- Água Quente Aquecimento
- Água Quente Sanitária
- Água Quente Chiller de Absorção
Recuperação Arrefecimento Turbo-Compressor (5 %)
Baixa
Temperatura
Gás
Natural
Pré-aquecimento de Água
Quente Sanitária
Chiller de Absorção
Água Gelada,
Climatização
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Potencia instalada em 12 hospitais
Unidades Hospitalares
Potencia Instalada potencia absorção potencia elétrica Produção Frio
em Cogeração
( KW)
( KW)
Absorção
Produção Agua Produção
Quente
Vapor
Hospital Pedro Hispano
2036 Kwe
950
930 x
x
Hospital Garcia da Horta
2036 Kwe
1010
800 x
x
Hospital São Francisco Xavier
2036 Kwe
1100
x
x
Hospital São José
2036 Kwe
Hospital São Bernardo
1519 Kwe
900
x
x
Hospital Santo Andre
2298 Kwe
900
x
x
x
Hospital Fernando da Fonseca
3200 Kwe
1300
x
x
x
Hospital São Joao
7290 Kwe
4300
3000 x
x
x
Hospital Distrital de Santarém
1600 Kwe
900
x
x
Hospital Barlavento Algarvio
1600 Kwe
1100
x
x
Hospital Egas Moniz
1600 Kwe
900
x
x
Hospital Dr. José Maria Grande
1200 Kwe
750
x
x
x
14110
x
4730
19 Unidades (Motores)
Potência Elétrica - 28,13 MW
Potência Térmica Água Quente - 30,5 MW
Produção de Vapor - 8,6 Ton/h
Potência Térmica Água Fria em Chillers de Absorção - 14,1 MW
Total Investimento já realizado - 45 M€
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Pontos estratégicos energéticos/ ambientais CHSJ
-
- 2006 lançamos um projeto de renovação infraestrutural e hoteleira do hospital
- Tendo em conta o (dec-lei 78/2006 – Sistema Nacional de Certificação
Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios – SCE e o dec-lei
79/2006 – Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em
Edifícios – RSECE) é necessário:
- levantamento necessidades energéticas agua quente , vapor e água gelada
- anulação da central térmica com queima a nafta – económicas e ambientais
- centralizar a produção de água quente, água fria e vapor – Central Termica
- erradicar os aquecimentos elétricos
- a implementação de Unidades de Cogeração como meio de racionalização do
consumo de energia.
-- melhoria do custo energia elétrica com construção subestação e alimentação
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60KV
Sistema produção elétrica e de água gelada
Central de Cogeração/Trigeração
com três Motores de Combustão a
gás natural com uma potência
eléctrica total de 7,3 MW inseridos
em canópias de insonorização
A central de produção de água
gelada com dois Chillers de
Absorção com uma potência total de
4,3 MW e um chiller eléctrico
Centrifugo 3 MW. A central dispõe de
reserva para mais 6 MW repartidos
em dois Chillers eléctricos. A
potência de Condensação é de 22
MW para a totalidade da água
gelada 13,3 MW
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Central Térmica / Rede Distribuição
A Central Térmica, Vapor e água quente:
- Duas caldeiras de vapor a gás natural de 3
Ton/h,
- Tês caldeiras de recuperação dos escape dos
motores com uma produção de 1,8 Ton/h.
- Uma caldeira de água quente de 2 MW.
- A central está ainda dimensionada para
ampliar a potência de água quente em 4 MW,
repartidos em duas caldeiras de água quente.
- Novo Desgaseificador e Dep. Condensados
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Caraterização global
Consumos anuais
 Vapor: 8.760.000 kWh
 Água Quente: 12.758.317 kWh
 Água Gelada: 9.053.228 kWh
Características de qualidade e quantidade
 Vapor: 8 Bar (g), Saturado
 Água Quente
 Distribuição: Ida 85ºC, Retorno 75ºC
 Secundário: Ida 75ºC, Retorno 65ºC
 Água Gelada:
 Distribuição: Ida 7ºC, Retorno 12ºC
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Rede de Distribuição Termica
Construção de uma rede de tubagem com respetivas estruturas para
ligação às centrais autónomas existente, criando uma rede centralizada
dimensionada para a climatização da totalidade do Hospital
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Edifício Energia
pág. 14
Edifício energia
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Motores e Chillers
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Central Térmica
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Central Distribuição
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Balanceamento energético
Com as ampliações previstas, introduzindo novos consumidores temos um consumo
total anual de:
Aquecimento + água Quente Sanitária
kWh
12.758.317
Arrefecimento
kWh
9.053.228
Vapor
kWh
8.760.000
• Benefícios por substituição dos chiller existentes pelos novos Chillers eléctricos centrífugos
As novas unidades possuem um rendimento de 5, comparativamente às existentes de 2,3. Novas
unidades a instlar para a ampliação do Hospital teriam um rendimento de 3,2
Estimando que as novas unidades vão produzir
anualmente de água gelada
MWh
As mesmas unidades na ampliação
vão produzir
MWh
1.588
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2.953
Ganhos económicos / Consumos energéticos
sistema
termica é de:
O beneficio estimado a preços constantes
para tradicional
as unidades existentes
Energia
Termicas
nafta/ chillers
O beneficio estimado a preços constantes para as Novas unidade é de:
Total Beneficio Produção de Água Gelada
506.920,41 €
sistema integrado cogeração
451.710,99 €
958.631,40 €
Vapor
Agua Gelada
Água Quente
1211728
651832
765499
551549
321098
436334
Custo energético anual €
2629059
1308981
3.500.000
3.000.000
2.500.000
2.000.000
Consumo 2011 (KWh)
1.500.000
Consumo 2012 (KWh)
1.000.000
500.000
0
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Jan-11
Fev-11
Mar-11
Abr-11
Mai-11
Jun-11
Jul-11
Ago-11
Set-11
Out-11
Nov-11
Dez-11
Ganhos ambientais/ energéticos CHSJ
Redução consumo energia: 7630 Tep
Redução emissão CO2: 10300 TON
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O ambiente
A Cogeração como unidade representa uma racionalização dos consumos
energéticos, contribuindo para o impacto ambiental que este projecto representa,
tendo em conta a redução das emissões de gases de efeito de estufa em linha
com as recomendações do Governo e os acordos Europeus tendo envista as
metas 2020
Alteração do sistema de queima, de um combustível altamente poluente como a
Nafta, para gás Natural.
Instalação de equipamentos mais eficientes de produção de energia, não só a
Cogeração mas também as novas unidades de produção de calor e água gelada
(Chillers eléctricos)
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Energia e Ambiente para a verdadeira missão…
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