RECUPERAÇÃO DE CALOR EM ÁGUAS RESIDUAIS PARA AQUECER/ARREFECER EDIFÍCIOS

Pál KISSdiretor

THERMOWATT Ltd.

2015

THERMOWATT LTD.o Fundada em 2007, em Budapeste (Hungria) especificamente para utilização

energética dos resíduos de calor.o Atividades:

• Utilização de águas residuais comuns e água termal para aquecimento e arrefecimento

• Consulta de energia• Instalação de motores a gás (de preferência motores a biogás)

o Parceiros:

INSTRUÇÕES PARA CRESCIMENTOATUALMENTE:

o Sistemas em funcionamento e operação 24 horas por dia e 7 dias da semana mais de 2 anos de experiência na operação e instalação

o Pesquisa contínua, ajustes e afinação para melhorar o sistemao Estudos preliminares, várias elaborações de projetos (mesmo projeto de 5MW!)o Presença nos mercados internacionais: empresa do projeto no Reino Unido;

agentes (França, Benelux, Áustria, EUA, Itália: contratantes no processo), uma cooperação estreita (Bulgária, Roménia, Alemanha, Singapura, Dinamarca)

PERSPECTIVAS FUTURAS: o Estreita cooperação em negociação: República Checa, Espanha, Índia, México,

Canadá, Emirados Árabes, Chinao Utilidades ISLE (transferência de tecnologia para distribuição de água) – EUA,

Reino Unido, UE, Austráliao Pedido de patente na UE, EUA, China, Rússia, Ucrâniao Supervisão remota, assistência técnica para o funcionamento dos sistemas

implantados no exterior

INVENÇÃO DA TECNOLOGIAo Desenvolveu uma solução tecnológica para explorar e utilizar a energia

encontrada em águas residuais para esfriar e/ou aquecer edifícios de forma moderna, econômica e sustentável.

o “Disposição de Método e Circuito para Recuperação de Calor de Águas Residuais”• Patente húngara – concedida, proteção desde 2010• Patente Internacional (PCT) – pedido em 2011• Patente russa, ucraniana - concedida

o Tecnologia vencedora do Prêmio de Inovação Intern.:* Prêmio Internacional de Inovação Aqualia 2013 e* Prêmio Água e Energia 2014

na WEX Global – Water Energy Exchange* Inovador Primeiro Lugar para Água no Setor Imobiliário.

no Innovate@IWS 2015 em Abu Dhabi

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT –CARACTERÍSTICAS DE UM SISTEMA DE BOMBA DE CALORo Adequado para sistemas de

aquecimento de água de até 63 °C e para praticamente qualquer sistema de arrefecimento

o Bombas de calor ar-ar e ar-água são menos eficientes

o Utiliza eletricidadeo Crescimento contínuo da eficiência

do equipamentoo A eficiência dos sistemas pode ser

melhorada, ajustando-os para o local indicado (água termal, piscina, calor residual, etc.)

Fornecimento de água quente

Compressor Eletricidade

Quando a refrigerador é comprimido a temperatura sobe.

Água quente

Condensador

Calor externo

Evaporador

Quando a pressão diminui rapidamente, a temperatura cai.

Válvula de expansão

Refrigerador (forma de gás)

Refrigerador (forma líquida

Energia injetada para dentro do compressor.

Calor retirado dos quartos.

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT – COMPARANDO FONTES DE CALOR

Fonte de calor Temp. [°C] Dependência do tempo

ar - altamente

água de superfície 2-26 médio

sob as águas de superfície 8-12 levemente

solo 5-16 levemente

águas residuais 15-20 nenhum

A eficiência (COP) é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre a fonte de calor e o destino.

Dada a sua temperatura favorável constante, a fonte de calor ideal é o de águas residuais.

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT –PROCESSOS TECNOLÓGICOS

Cesta de anteparo

Calha

Barra pulverizadora

Sonda

Câmara de Compactação / Desidratação

Descarga

Água pressurizada

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT –DIAGRAMA DO FLUXO DE PROCESSO

ESGOTO PÚBLICO

Trocadores de calor

Rastreio de águas residuais

Bombas de calor

Sistema de aquecimento/arrefecimento do edifício

Entrada de águas residuais

Saída de águas residuais

Entrada de águas

residuais rastreadas

Lodo

Saída de águas residuais

rastreadas

Linha de fluxo de

saída (refrigeração)

Linha de fluxo de retorno

(aquec. ou arrefec.)

Linha de fluxo de

saída (aquec. ou

arrefec.)

Sistema completamente selado: nenhum cheiro desagradável ou resíduos perigosos!

TECNOLOGIAS ANTERIORES DE RECUPERAÇÃO DE CALOR

Desvantagens das tecnologiasConcorrentes:

o Instalação mais cara o Transferência de calor menos eficienteo Rede existente deve ser alteradao Queda alta de pressão - Aumento de custos de

bombeamento o Demandas de energia menores podem ser atendidas

Nível do solo

Polietileno de Alta Densidade

Tubulação de esgoto

Dia 450

Tubulação de esgoto

Dia 450

Polietileno t8mm apenas o Trocador de Calor

Dia. de Cobre 19.05

Cimento misturado com areia de sílica

Bomba de calor

Clie

nte

Válvula de expansão

Compressor

Condensador Evaporador

Bomba Trocador de calor

Coletor(quente)

Tubulação de Distribuição(Água pura, fria)

Esgoto(aprox. 59 F)

Tubulação de Distribuição

Esgoto

A TECNOLOGIA DA THERMOWATT –INOVAÇÕESo Não há aplicativos instalados dentro do esgotoo Demandas de energia maiores podem ser acomodadas para – energia adquirida

de aquecimento/arrefecimento: 1 MW e mais!o Tamanho compacto colocação mais fácil o Totalmente subterrâneo, garagem subterrânea, sobre o solo em um edifício não

utilizadoo Instalação no centro da cidadeo Dispositivos projetados cuidadosamente (rastreio, troca de calor, armazenamento

de calor)• suficiente para trabalhar com águas residuais• alta durabilidade

o Elementos do sistema são otimizados e harmonizadoso Software específico desenvolvido para facilitar a operação

• supervisão remota (24/7)• alarme para irregularidades no sistema• vários ajustes na operação do sistema podem ser facilmente produzidos de

acordo com as exigências dos usuários finais

PROJETOS DE REFERÊNCIA ATIVOS E SEU FUNCIONAMENTO EM BUDAPESTE, HUNGRIA

• CENTRO CULTURAL MOM (8.600 M2, 1MW)• INSTALAÇÕES DE OBRAS DE ESGOTO – ESCRITÓRIOS E

ALMOXARIFADOS ( 9.000 M2, 1MW)• HOSPITAL MILITAR MH EK (40.000 M2, 600 BED, 3.8 MW)

1. CENTRO CULTURAL MOM – DADOS TÉCNICOS DO PROJETO

o Fluxo de águas residuais: 90 m3/ho Temperatura média de águas residuais: 15-17°Co Temperatura da água residual de retorno (aquec.): 10°Co Temperatura da água residual de retorno (arrefec.): 25°Co Parâmetro no modo de aquecimento para as duas bombas de calor: 645.8+569= 1214.8 kWo Parâmetro no modo de arrefecimento para as duas bombas de calor: 567.4+505= 1072.4 kWo COP: 6.78-8.24o Δ T (aquecimento) : 35/20°C o Δ T (arrefecimento) : 6/16°Co Fluxo de água (aquecimento): 25+25 m3/ho Fluxo de água (arrefecimento): 25+13 m3/ho Demanda de energia (acima da demanda da bomba de calor): 43 kW

CONCLUSÃO DA FASE DE IMPLANTAÇÃO- O SISTEMA ESTÁ EM OPERAÇÃO E EM MONITORAMENTO DESDE ABRIL DE 2011

2. OBRAS DE ESGOTO DE BUDAPESTE – DADOS TÉCNICOS DO PROJETO

o Fluxo de águas residuais: 140 m3/ho Temperatura média de águas residuais: 17°Co Temperatura da água residual de retorno (aquec.): 10°Co Temperatura da água residual de retorno (arrefec.): 25°Co Parâmetro no modo de aquecimento para as duas bombas de calor: 552 + 540 = 1092 kWo Parâmetro no modo de arrefecimento para as duas bombas de calor: 557 + 557 = 1114 kWo Eficiência: EER: 6.92

COP: 4.40o Δ T (aquecimento) : 59/45 °Co Δ T (arrefecimento) : 7/12 °Co Fluxo de água (aquecimento): 69 m3/ho Fluxo de água (arrefecimento): 109 m3/ho Demanda de energia (acima da demanda da bomba de calor): 36 (30) kW

CONCLUSÃO DA FASE DE IMPLANTAÇÃO - O SISTEMA ESTÁ EM OPERAÇÃO E EM MONITORAMENTO DESDE NOVEMBRO DE 2012

3. HOSPITAL MILITAR (BUDAPESTE)DADOS TÉCNICOS DO PROJETO

o Fluxo de águas residuais: 480 m3/ho Temperatura média de águas residuais: 17°Co Temperatura da água residual de retorno (aquec.): 10°Co Temperatura da água residual de retorno (arrefec.): 25°Co Parâmetro no modo de aquecimento para as duas bombas de calor: 1790 + 2065 = 3855 kWo Parâmetro no modo de arrefecimento para as duas bombas de calor: 1663 + 1640 = 3303 kWo Eficiência: COP: 7.38

EER: 6.5o Δ T (aquecimento): 32/22 °Co Δ T (arrefecimento) : 6/12 °Co Fluxo de água (aquecimento): 330 m3/ho Fluxo de água (arrefecimento): 420 m3/ho Demanda de energia (acima da demanda da bomba de calor): 95 (110) kW

EM CONSTRUÇÃO DESDE SETEMBRO DE 2013- OPERAÇÕES PLANEJADAS PARA COMEÇAREM EM ABRIL DE 2014

EM CONSTRUÇÃO DESDE SETEMBRO DE 2013- OPERAÇÕES PLANEJADAS PARA COMEÇAREM EM ABRIL DE 2014

CONCLUSÃO DA FASE DE IMPLANTAÇÃO- O SISTEMA ESTÁ EM OPERAÇÃO E EM MONITORAMENTO DESDE JULHO DE 2014

4. INSTALAÇÕES SOROKSÁRIDE OBRAS DE ESGOTO DE BUDAPESTE – EM CONSTRUÇÃO

o Fluxo de águas residuais: 240 m3/ho Temperatura média de águas residuais: 17°Co Temperatura da água residual de retorno (aquec.): 10°Co Temperatura da água residual de retorno (arrefec.): 25°Co Parâmetro no modo de aquecimento para as duas bombas de calor: 1232 kWo Parâmetro no modo de arrefecimento para as duas bombas de calor: 1204 kWo Eficiência: COP: 3.62

EER: 6o Δ T (aquecimento) : 63/50 °Co Δ T (arrefecimento) : 7/12 °Co Fluxo de água (aquecimento): 83 m3/ho Fluxo de água (arrefecimento): 105 m3/ho Demanda de energia (acima da demanda da bomba de calor): 58 kW

PROJETOS EM PROCESSODE LICITAÇÃO

UNIDADES DE ST. STEPHAN SQUARE, BUDAPESTE• Investidor: Município• Prédios Fornecidos

• Edifícios de mercado, escritório do prefeito, escritório dos documentos emitidos pelo governo

• Tamanho do projeto:• 1ª fase: 1.7 MW • 2ª fase: ampliando-se até um total de 4MW

• Data prevista de construção: junho de 2015

EDIFÍCIO DA UNIVERSIDADE DE SZEGED JATIK• Investidor: Universidade de Szeged• Financiamento: subvenção da UE• Tamanho do projeto: 2 MW • Data prevista de construção: abril de 2015

INVESTIMENTO EM NÚMEROSGERALo Retorno do investimento (ROI):

• Reforma: 8-10 anos uma economia de 120 000 EUR/ano• Nova construção: 3-4 anos!

o Significa 20-40% de economia em custos de energia/ano para o usuário finalo Custo do investimento: 1MW ~ 1 milhão de EUR

• Não há limite de tamanho - custo de investimento não aumenta proporcionalmente

o Financiamento do projeto• Investidor: usuário final, terceiro investidor, ESCO• possíveis subsídios

o Renda anual (taxa de acesso) para o operador (utilidade pública, rede de água, etc.)

o Operação de longo prazo e contrato de manutenção

CASOS DE SUCESSO – Um projeto ideal o fase de concepção da estrutura, a localização está em/ou próximo do centro da

cidadeo GRANDES edifícios: alta e contínua necessidade de energia

• Centro de dados, hospital, estação de tratamento de águas residuais, etc.o necessidade de arrefecimento e/ou aquecimento contínuo, ou ambos

simultaneamente

REFORMA VS. NOVA CONSTRUÇÃO

 

AQUEC. OU ARREFEC. COM TECNOLOGIA DA THERMOWATT

AQUEC. OU ARREFEC. COM TECNOLOGIA PADRÃO

Bomba de calor/Refrigerador de líquidos 120 000 € 120 000 €

Instalação mecânica e elétrica geral 450 000 € 450 000 €Caldeira de aquecimento com chaminé   ---- 65 000 €

Máquinas de gestão de águas residuais 72 000 € ---- Águas residuais - bateria do trocador de calor de água primária 110 000 € ----

Instalação mecânica e elétrica específica da Thermowatt 250 000 € ----

Total 1 002 000 € 635 000 €

Custo extra para a tecnologia Thermowatt para novas instalações 367 000 €

Instalação mecânica e elétrica específica da Thermowatt

Águas residuais - bateria do trocador de calor de água primária

Máquinas de gestão de águas residuais

Caldeira de aquecimento com chaminé

Instalação mecânica e elétrica geral

Bomba de calor/Refrigerador de líquidos

Aquec

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VANTAGENS ECONÔMICAS - SUSTENTABILIDADE A LONGO PRAZOo Os custos de aquecimento e arrefecimento de um edifício são significativamente

mais baixos e a economia de energia é garantida por causa da eficiência energética (COP) deste sistema.

o As diretrizes de energia exigem aumento do uso de fontes de energia renováveis, o que torna a operação de um sistema baseado em águas residuais muito mais favorável

o No caso de imóveis para alugar, o seu caráter “verde” faria da venda e/ou arrendamento de longo prazo mais favorável

o O valor PR proporciona uma posição mais competitiva

o O processo de registro de patentes da tecnologia da Thermowatt está em curso na UE, EUA e China

o Acordos de longo prazo com as principais operadoras da rede de esgoto

COOPERAÇÃOEXPECTATIVAS:o Demonstrar uma grande solução de tecnologia, inspirar “patrocinadores” para a

Tecnologiao À procura de parceria e cooperação, bem como possíveis clientes, investidoreso Conhecer especificações de mercado locais e formas de fazer negócios e

desenvolvimento de projetos

PRÓXIMOS PASSOS:o Localizar possíveis locais do projeto – cooperação em relação ao projetoo Organizar reuniões iniciais, assistência técnica para estudos preliminareso Recrutar de empresas construtoras/operadoras adequadaso Atrair capitais para investimentos (possíveis subsídios), assinatura de acordos

sobre a implantação do projeto

FUTURO:o PROJETOS, PROJETOS, PROJETOS

Contatos:

ITH Consultoria Ltda.Rua General Venancio Flores, No 305 / Sala 809 - Leblon, RJ CEP 22441-090Telefone: +5521 988381555Email: info@tradehouse.com.br

OBRIGADO PELA SUA ATENÇÃO!