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Abstract(s)
Os sistemas de ar comprimido são dos principais consumidores de energia elétrica na indústria europeia, sendo responsáveis por mais de 10% do consumo de eletricidade deste setor. Este projeto teve como principais objetivos identificar potenciais medidas de otimização energética do sistema de produção de ar comprimido de baixa pressão de uma indústria, a Continental Mabor. A análise detalhada das necessidades em ar comprimido da fábrica e do perfil e regime de funcionamento dos compressores permitiu determinar os valores do consumo específico de energia elétrica e do custo atual da produção de ar comprimido de baixa pressão da fábrica, mas, também, o potencial de recuperação de calor associado aos compressores, para posterior utilização em processos fabris que requerem calor. É apresentada uma proposta de solução para a otimização da produção do ar comprimido de baixa pressão, baseada num compressor velocidade variável, em compressores de carga contante (carga/vazio), em novos secadores e num recuperador de energia térmica, que permite, quer a redução do custo atual de produção, quer o aumento da capacidade de produção, em dois cenários distintos de consumo: atual e para um incremento de 20%. No cenário atual de necessidades de ar comprimido de baixa pressão, é previsível que a proposta de solução permita reduzir em 3% o custo de produção, que, a custos atuais, resulta numa poupança expectável de 70.877 €/ano, ao que se associa a recuperação de energia térmica, que poderá resultar numa poupança energética adicional associada à produção de vapor até 68.556 €/ano, perfazendo uma poupança global de 139.433 €/ano. O investimento inicial global, que inclui a alteração ao layout da central, é estimado em 805.070 €, resultando num período de retorno do investimento de 5,9 anos. No entanto, excluindo, por obsolescência do equipamento, o investimento da substituição de um dos atuais compressores e dos secadores de ar, o período de retorno do investimento é, pouco mais, de 3 anos. No cenário de incremento de 20% da capacidade de produção, é previsível reduzir em 16% o custo da produção do ar comprimido de baixa pressão, que, a custos atuais, resulta numa poupança expectável de 199.196 €/ano, ao que, igualmente, se associa a recuperação de energia térmica, que poderá resultar numa poupança energética adicional associada à produção de vapor até 70.454 €/ano, perfazendo uma poupança global de 269.651 €/ano.
Compressed air systems are the main electrical energy users in the EU, being accountable for over 10% of this sector's electrical consumption. This project aims to identify possible measures to reduce electrical energy consumption used for low pressure compressed air production by the company Continental Mabor. The detailed study of necessities surrounding compressed air and the profile and working methodology of air compressors allowed us to determine the parameters which impact the total energy consumption and associated annual costs, but also the possibility of reusing the by-product thermal energy created, for further used on other processes that require it. We propose an improvement for optimizing the compressed air production procedure by using a variable speed compressor, in compressors of constant load (load/unload), in new dryers and a thermal energy recovery which allows both economical savings and an increase of production capacity, in 2 distinct scenarios of consumption: the current system and an increment of 20%. In the current scenario, we predict that our proposal will save 3% of the associated costs, with an expected saving of 70.877 € yearly. To this we add the savings from reusing thermal energy, which will result in additional savings of 68.556 € yearly, for a total of 139.433 €. The initial cost of this change is expected to be 805.070 €, which results in 5,9 years needed to observe a positive return on this investment. This does not take into account the current maintenance costs. By including them we expect a mere 3 years until we observe a positive return on investment. On the 20% production capacity increase scenario, we predict a 16% reduction of production costs which, at current prices, will result in 199.196 € saved yearly. By again adding the additional savings from reusing thermal energy, we get an additional savings of 70.454 € yearly, for a total of 269.651 € yearly.
Compressed air systems are the main electrical energy users in the EU, being accountable for over 10% of this sector's electrical consumption. This project aims to identify possible measures to reduce electrical energy consumption used for low pressure compressed air production by the company Continental Mabor. The detailed study of necessities surrounding compressed air and the profile and working methodology of air compressors allowed us to determine the parameters which impact the total energy consumption and associated annual costs, but also the possibility of reusing the by-product thermal energy created, for further used on other processes that require it. We propose an improvement for optimizing the compressed air production procedure by using a variable speed compressor, in compressors of constant load (load/unload), in new dryers and a thermal energy recovery which allows both economical savings and an increase of production capacity, in 2 distinct scenarios of consumption: the current system and an increment of 20%. In the current scenario, we predict that our proposal will save 3% of the associated costs, with an expected saving of 70.877 € yearly. To this we add the savings from reusing thermal energy, which will result in additional savings of 68.556 € yearly, for a total of 139.433 €. The initial cost of this change is expected to be 805.070 €, which results in 5,9 years needed to observe a positive return on this investment. This does not take into account the current maintenance costs. By including them we expect a mere 3 years until we observe a positive return on investment. On the 20% production capacity increase scenario, we predict a 16% reduction of production costs which, at current prices, will result in 199.196 € saved yearly. By again adding the additional savings from reusing thermal energy, we get an additional savings of 70.454 € yearly, for a total of 269.651 € yearly.
Description
Keywords
Ar comprimido Compressores Aproveitamento de calor Otimização Consumo de energia Custo da produção Eficiência energética Compressed air Air compressors Heat recovery Optimization Energy consumption Production costs Energetic efficiency