Estudo de caso # 1
Sistema de Recuperação de Calor
Recomendações
Comparação
A tabela a seguir compara os dois trocadores de calor mencionados nas páginas anteriores:
Fornecedor/origem |
Ygnis (França) |
Bowman (GB) |
Características |
4 passagem nos tubos, contracorrente |
Casco e tubos, contracorrente |
Temperatura Máxima Admissível |
280 ºC |
700 ºC |
Principal Aplicação |
Gás de exausto de Caldeiras |
Gás de exausto de motores a gás/ diesel. |
Energia recuperada |
255 kWh/dia |
300 kWh/dia |
Custo estimado |
£ 1.200,00 |
£ 4.000,00 |
Como se pode notar na tabela anterior, Totaleco não é capaz de recuperar tanto calor como o outro trocador. Entretanto, considerando-se que o trocador de calor da Bowman é três vezes mais caro que outro e que a energia recuperada é apenas 45 kWh/dia menor, Totaleco será considerado. Para uma instalação pequena como a presente na Fazenda Dowhill, esta parece ser a melhor alternativa.
Projeto do circuito fechado integrado à caldeira existente
Uma vez que a seleção do trocador foi feita, é necessário considerar sua integração à instalação. Para fazê-la corretamente, uma sucinta estudo da demanda da fazenda teve que ser elaborado. Baseando-se na capacidade da caldeira existente, estima-se que cerca de 480 kWh/dia são necessários para aquecimento e produção de água quente. Considerando este valor, a caldeira atual não pode ser substituída pelo sistema de recuperação de calor, mas seu uso pode ser reduzido, funcionando como um reserva e complementando a energia recuperada pelo trocador de calor. Muitas configurações estão disponíveis para integrar o trocador de calor ao sistema de aquecimento existente; entretanto, as alternativas selecionadas para o projeto são aquelas em que o novo sistema funciona como economisador para a caldeira (temperatura de entrada: 60°C/ temperatura de saída: 80°C).
O circuito fechado é integrado à entrada da caldeira. Desta forma, água será pré-aquecida antes de entrar na caldeira. Então, se a temperatura é suficientemente alta, a caldeira não precisa ser acionada. Consequentemente, o consumo total de gás para aquecimento e produção de água quente será reduzido.
Circuito fechado incluindo controle integrado como um economizador
O trocador de calor é integrado diretamente ao sistema de aquecimento. Uma bomba é necessaria para circular a água. Um radiador a ar é previsto para liberar calor excedente caso a temperatura atinja 80°C. A válvula de controle de três vias controlará o acionamento deste equipamento.
Circuito fechado incluindo controle integrado como um economizador e tanque de armazenagem
Considerando-se que o trocador de calor não pode ser desviado e consequentemente
m alguns momentos mais calor será recuperado
do que necessário, pode ser integrada ao sistema um tanque para armazenagem
de água. A capacidade do tanque foi dimensionada para acomodar máxima recuperação
de energia e atendimento completo da demanda da fazenda. O tamanho do tanque
deve ser aproximadamente 2m³.
Análise de custo
Trocador de calor TOTALECO da Ygnis
Break-even: 2.1 years
Pay-back: 1.9 ano
VPL depois de 10 anos: £ 15.048,69
Trocador de calor da Bowman
Break-even: 3.3
Pay-back: 3.0
VPL depois de 10 anos: £ 14.543,84
Conclusão
O trocador Totaleco é portanto mais apropriado para as necessidades da fazenda.
De fato, mesmo não sendo tão eficiente, seu baixo custo o torna mais atrativo
financeiramente. Esta vantagem representa uma economia de mais de £ 200,00
por mês.
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