Building energy audit workbook : institutional conservation program, Title III, Public Law 95-619.

"ILLDOE-81/37."

The residential energy audit manual /

Originally published as: The residential conservation service auditor training manual.

Energy Audit for an Old Industrial Building in Gävle

(English)The Swedish industrial sector has overcome the oil crisis and has maintained the energy use constant even though the production has grown. This has been achieved thanks to the development of several energy policies, by the Swedish government, towards the 2020 goals. This thesis carries on this path and performs an energy audit for an old industrial building in Gävle (Sweden) in order to propose different energy efficiency measures to use less energy while maintaining the thermal comfort. The building is in quite a bad shape and some of the areas are unused making them a waste of money. By means of the invoices provided by different companies, the information from the staff and some measures that have been carried out in-situ, the energy balance has been calculated from where conclusions have been drawn. Although it is an industrial building, the study is not going to be focused in the industrial process but in the building’s envelope and support processes, since the unit combines both production and office areas. Therefore, the energy balance is divided in energy supplies (district heating, free heating and sun irradiation) and energy losses (transmission, ventilation hot tap water and infiltrations). The results show that the most important supply is that of the DH whereas the most important losses are the transmission and infiltration. Thus, the measures proposed are focused on the reduction of this relevant parameters. The most important measures are the renovation of the windows, heating systems valves and the ventilation. The glazing of the dwelling is old and some of it is broken accounting for quite a large amount of the losses. The radiator valves are not properly working and there does not exist any temperature control. Therefore the installation of thermostatic valves turns out to be a must. Moreover, some part of the building has no mechanical ventilation but conserves the ducts. These could be utilized if they are connected to the workshop’s ventilation which is capable of generating sufficient flow for the entire building. Finally, although other measures could also be carried out, the ones proposed appear to be the essential ones. A further analysis should be carried out in order to analyze the payback time or investment capability of the company so as to decide between one measure or another. A market study for possible new tenants for the unused parts of the building is also advisable.

Improvements in sustainable energy and water practice in the food processing industry : an in depth analysis of the manufacture of Ghee at the Butter Producers' Cooperative Federation Limited, Brisbane

This thesis is a documented energy audit and long term study of energy and water reduction in a ghee factory. Global production of ghee exceeds 4 million tonnes annually. The factory in this study refines dairy products by non-traditional centrifugal separation and produces 99.9% pure, canned, crystallised Anhydrous Milk Fat (Ghee). Ghee is traditionally made by batch processing methods. The traditional method is less efficient, than centrifugal separation. An in depth systematic investigation was conducted of each item of major equipment including; ammonia refrigeration, a steam boiler, canning equipment, pumps, heat exchangers and compressed air were all fine-tuned. Continuous monitoring of electrical usage showed that not every initiative worked, others had pay back periods of less than a year. In 1994-95 energy consumption was 6,582GJ and in 2003-04 it was 5,552GJ down 16% for a similar output. A significant reduction in water usage was achieved by reducing the airflow in the refrigeration evaporative condensers to match the refrigeration load. Water usage has fallen 68% from18ML in 1994-95 to 5.78ML in 2003-04. The methods reported in this thesis could be applied to other industries, which have similar equipment, and other ghee manufacturers.

Development of An Energy Modeling Approach to Analyse Historical Building Performance

In the last years the attentions on the energy efficiency on historical buildings grows, as different research project took place across Europe. The attention on combining, the need of the preservation of the buildings, their value and their characteristic, with the need of the reduction of energy consumption and the improvements of indoor comfort condition, stimulate the discussion of two points of view that are usually in contradiction, buildings engineer and Conservation Institution. The results are surprising because a common field is growing while remains the need of balancing the respective exigencies. From these experience results clear that many questions should be answered also from the building physicist regarding the correct assessment: on the energy consumption of this class of buildings, on the effectiveness of the measures that could be adopted, and much more. This thesis gives a contribution to answer to these questions developing a procedure to analyse the historic building. The procedure gives a guideline of the energy audit for the historical building considering the experimental activities to dial with the uncertainty of the estimation of the energy balance. It offers a procedure to simulate the energy balance of building with a validated dynamic model considering also a calibration procedure to increase the accuracy of the model. An approach of design of energy efficiency measures through an optimization that consider different aspect is also presented. All the process is applied to a real case study to give to the reader a practical understanding.

Infrared termography application in energy audits of buildings

The main objectives of this research are (i) to determine the correct use of infrared thermography in the energy analysis of buildings and to verify its application in conducting energy audits thereof; (ii) to conduct a proposal for a standard methodology (with its corresponding final report) for energy audit of buildings based on currently applicable regulations, specifying the parts of the audit process where the authors propose to include thermal inspections by using infrared thermography.

The modelling of energy efficient drying for DSM (BL)

This thesis investigates the modelling of drying processes for the promotion of market-led Demand Side Management (DSM) as applied to the UK Public Electricity Suppliers. A review of DSM in the electricity supply industry is provided, together with a discussion of the relevant drivers supporting market-led DSM and energy services (ES). The potential opportunities for ES in a fully deregulated energy market are outlined. It is suggested that targeted industrial sector energy efficiency schemes offer significant opportunity for long term customer and supplier benefit. On a process level, industrial drying is highlighted as offering significant scope for the application of energy services. Drying is an energy-intensive process used widely throughout industry. The results of an energy survey suggest that 17.7 per cent of total UK industrial energy use derives from drying processes. Comparison with published work indicates that energy use for drying shows an increasing trend against a background of reducing overall industrial energy use. Airless drying is highlighted as offering potential energy saving and production benefits to industry. To this end, a comprehensive review of the novel airless drying technology and its background theory is made. Advantages and disadvantages of airless operation are defined and the limited market penetration of airless drying is identified, as are the key opportunities for energy saving. Limited literature has been found which details the modelling of energy use for airless drying. A review of drying theory and previous modelling work is made in an attempt to model energy consumption for drying processes. The history of drying models is presented as well as a discussion of the different approaches taken and their relative merits. The viability of deriving energy use from empirical drying data is examined. Adaptive neuro fuzzy inference systems (ANFIS) are successfully applied to the modelling of drying rates for 3 drying technologies, namely convective air, heat pump and airless drying. The ANFIS systems are then integrated into a novel energy services model for the prediction of relative drying times, energy cost and atmospheric carbon dioxide emission levels. The author believes that this work constitutes the first to use fuzzy systems for the modelling of drying performance as an energy services approach to DSM. To gain an insight into the 'real world' use of energy for drying, this thesis presents a unique first-order energy audit of every ceramic sanitaryware manufacturing site in the UK. Previously unknown patterns of energy use are highlighted. Supplementary comments on the timing and use of drying systems are also made. The limitations of such large scope energy surveys are discussed.

Pathway to sustainability : the Lady Elliot Island hybrid solar power station

The Lady Elliot Island eco-resort, on the Great Barrier Reef, operates with a strong sustainability ethic, and has broken away from its reliance on diesel generators, an initiative which has ongoing and substantial economic benefit. The first step was an energy audit that led to a 35% reduction in energy usage, to an average of 575 kWh per day. The eco-resort then commissioned a hybrid solar power station, in 2008, with energy storage in battery banks. Solar power is currently (2013) providing about 160 kWh of energy per day, and the eco-resort’s diesel fuel usage has decreased from 550 to 100 litres per day, enabling the power station to pay for itself in 3 years. The eco-resort plans to complete its transition to renewable energy by 2015, by installing additional solar panels, and a 10-15 kW wind turbine. This paper starts by discussing why the eco-resort chose a hybrid solar power station to transition to renewable energy, and the barriers to change. It then describes the power station, upgrades through to 2013, the power control system, the problems that were solved to realise the potential of a facility operating in a harsh and remote environment, and its performance. The paper concludes by outlining other eco-resort sustainability practices, including education and knowledge-sharing initiatives, and monitoring the island’s environmental and ecological condition.

Auditoria energética e plano de racionalização de energia

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Otimização de consumo energético de equipamento de grande potência

Um dos princípios da Gestão é: “If you cannot measure it, you cannot improve it.” In The Economist – 26.Dez.2008, idea of 19th century English physicist Lord Kelvin. Embora seja uma afirmação aplicável à gestão económica, também pode ser utilizada no domínio da gestão da energia. Este trabalho surge da necessidade sentida pela empresa Continental - Industria Têxtil do Ave, S.A. em efetuar uma atualização dos seus standards de produção, minimizando os seus consumos de eletricidade e gás natural. Foi necessário efetuar o levantamento dos consumos em diversas máquinas e equipamentos industriais, caracterizando e analisando os consumos ao longo de todo o processo produtivo. Para o tratamento de dados recolhidos foi desenvolvida uma folha de cálculo em MS Office ExcelTM com metodologia adequada ao equipamento em análise, que dará apoio ao decisor para a identificação dos aspetos que melhorem o processo produtivo e garantam uma elevada eficiência energética. Porém, não se enquadra no âmbito do Plano Nacional de Racionalização de Energia, sendo uma “auditoria energética” ao processo produtivo. Recentemente, a empresa, tem vindo a utilizar equipamentos eletrónicos que permitem otimizar o funcionamento mecânico dos equipamentos e das potências instaladas dos transformadores, na tentativa de racionalizar o consumo da energia elétrica. Outros equipamentos como, conversores de frequência para controlo de motores, balastros eletrónicos que substituem os convencionais balastros ferromagnéticos das lâmpadas de descarga fluorescente, têm sido incluídos ao nível das instalações elétricas, sendo gradualmente substituída a eletromecânica pela eletrónica. Este tipo de soluções vem deteriorar as formas de onda da corrente e da tensão do sistema pela introdução de distorções harmónicas. Faz ainda parte deste trabalho, um estudo de uma solução que melhore, simultaneamente o fator de potência e reduza as harmónicas presentes num posto de transformação localizado no seio da fábrica. Esta solução, permite melhorar a qualidade da energia elétrica e as condições de continuidade de serviço, garantindo melhores condições de exploração e incrementando a produtividade da empresa.

Avaliação da qualidade do ar e classificação energética de uma piscina coberta e propostas de melhoria

A presente dissertação tem dois objetivos, o primeiro é a realização de uma auditoria energética e avaliação da qualidade do ar às instalações de uma Piscina Municipal, permitindo a sua classificação energética, e o segundo é o estudo de propostas de melhoria que contribuam para uma melhor eficiência energética do edifício. Na análise à qualidade do ar interior os parâmetros avaliados encontravam-se todos dentro dos limites estabelecidos por lei, com exceção dos valores de COVs que em dois pontos de medição (ambos na nave) ultrapassaram os limites estabelecidos por lei. A auditoria ao edifício permitiu verificar que o caudal mínimo de água nova nas piscinas imposto por lei é cumprido pela instalação. No que diz respeito ao caudal de ar novo introduzido, este apenas é respeitado quando a unidade de tratamento de ar está a debitar 100% da sua capacidade. Quando a unidade opera a 50% da sua capacidade apresenta um défice de 5% do valor mínimo estabelecido. Relativamente às perdas energéticas associadas aos tanques de natação, estas apresentam um valor de 95,89 kW, em que 59,09 kW dizem respeito às perdas por evaporação. Foi também possível concluir que as perdas por evaporação representam cerca de 39% da energia calorifica produzida nas caldeiras. O edifício apresenta um consumo anual de eletricidade de 166 482 kWh em que 69% deste valor é provocado pelas unidades de tratamento de ar e a iluminação apresenta apenas um peso de 3%. Em relação ao gás natural consumido pelas caldeiras o seu valor anual é de 1 317 240 kWh. A simulação dinâmica do edifício permitiu concluir que este apresenta um IEE de 1 269,9 kWh/m2.ano. O rácio de classe energética (RIEE) é de 1,24 o que significa que o edifício pertence à classe energética C. As medidas estudadas para a melhoria da eficiência energética, nomeadamente integração energética com uma central de ciclo combinado, aplicação de cobertura isotérmica nas piscinas e substituição do telhado na zona da nave, mostraram-se viáveis. O estudo da possibilidade da realização de uma integração energética permitiu concluir que a poupança anual é de 9 374 € e o investimento é recuperado em menos de 1,5 anos. Relativamente à aplicação de cobertura isotérmica o investimento é de 14 000 € e é recuperado em 2 anos. A substituição do telhado na zona da nave tem um investimento de 20 500 € e a recuperação realiza-se num período de 3,5 anos.

Análise de sensibilidade na simulação dinâmica de um grande edifício escolar existente

Dado o panorama de conservação de energia a nível nacional e mundial, torna-se hoje em dia muito importante, que seja possível controlar e estimar o consumo energético nos edifícios. Assim, atendendo à actual problemática energética e ao crescente consumo energético nos edifícios, é importante parametrizar, avaliar e comparar este consumo. Neste sentido, nas últimas décadas, têm sido efectuados desenvolvimentos técnicos, quer ao nível do equipamento de campo para efectuar monitorização e medição, quer ao nível da simulação dinâmica de edifícios. Com esta dissertação de mestrado, pretendeu-se efectuar a simulação dinâmica de um edifício escolar existente a funcionar em pleno, e efectuar uma análise de sensibilidade relativamente ao grau de variação dos resultados obtidos através da aplicação de dois programas de cálculo térmico e energético. Foram utilizados, o programa VE-Pro da IES (Integrated Environmental Solutions) e o programa Trace 700 da TRANE. Ambos os programas foram parametrizados com os mesmos dados de entrada, tendo em atenção as opções de simulação disponibilizadas por ambos. Posteriormente, utilizaram-se os dados retirados da simulação para calcular a classificação energética no âmbito do sistema de certificação energética (SCE), através de uma folha de cálculo desenvolvida para o efeito. Foram ainda consideradas várias soluções de eficiência energética para o edifício, com vista a poupanças reais de energia, tendo sempre atenção ao conforto térmico dos ocupantes. Dessas medidas fazem parte, medidas relacionadas com a iluminação, como a substituição da iluminação existente por luminárias do tipo LED (Light Emitting Diode), soluções de energias renováveis, como a instalação de colectores solares para aquecimento das águas quentes sanitárias, e painéis fotovoltaicos para produção de energia, bem como medidas ligadas aos equipamentos de climatização. Posteriormente, recalculou-se a classificação energética afectada das melhorias. Os resultados obtidos nas duas simulações foram analisados sob o ponto de vista do aquecimento, arrefecimento, ventilação, iluminação e equipamentos eléctricos. A comparação das duas simulações para cada parâmetro acima referido, apresentaram variações inferiores a 5%. O desvio maior verificou-se na ventilação, com o valor de aproximadamente 4,9%. Transpondo estes resultados para o cálculo do IEE (Índice de Eficiência Energética), verificou-se um desvio inferior a 2%.

Auditoria energética às unidades de cogeração e central térmica

A tese de mestrado teve como objetivo o estudo e análise do funcionamento das centrais de cogeração e térmica da fábrica da Unicer em Leça do Balio, com o intuito de melhorar a sua eficiência, propondo alterações processuais. O trabalho realizado consistiu no reconhecimento das instalações, seguido da formulação e resolução dos balanços de energia globais. Com o acompanhamento diário do funcionamento foi possível propor melhorias sem custos que se revelaram muito benéficas, registando-se um aumento nas recuperações térmicas e por consequência no Rendimento Elétrico Equivalente (R.E.E.), na eficiência da instalação da cogeração e da central térmica. Na cogeração registou-se um aumento de 36,2% na potência recuperada em água quente, aproximadamente 600 kW, sendo já superior à prevista pelo projeto. Na caldeira recuperativa registou-se um ligeiro aumento de 4,0% na potência recuperada. Deste modo o rendimento térmico da central aumentou 6,4%, atingindo os 40,8% e superando os 40,4% projetados. O rendimento global final foi de 83,1% o que representa um aumento de 6,3%. O R.E.E. em Maio de 2014 foi de 76,3%, superior ao valor em Junho de 2013 em 8,7%. Tendo como referência o valor alvo de 70,5% para o R.E.E. apontado no início do estágio, nos últimos 8 meses o seu valor tem sido sempre superior e em crescimento. Existe ainda a possibilidade de aproveitar a energia térmica de baixa temperatura que está a ser dissipada numa torre de arrefecimento, no mínimo 40 kW, num investimento com um período de retorno de investimento máximo de 8,1 meses. Na central térmica registou-se um aumento do rendimento para a mesma quantidade de energia produzida na central, pois esta é a principal variável do processo. Em 2014 a produção de energia apresentou um valor inferior a 2013, 6,9%, e a eficiência registou um acréscimo de 2,0%. A incorporação de biogás na alimentação de combustível à caldeira bifuel não pareceu comprometer significativamente a eficiência da central térmica, pelo que a sua utilização é benéfica. Com o aumento das recuperações térmicas na central de cogeração foram estimadas poupanças de gás natural equivalentes a 3,3 GWh, o que significa 120.680€ economizados nos últimos 11 meses do trabalho. É esperado uma poupança de 18.000€ mensais com a melhoria do funcionamento obtida nas duas centrais.

Avaliação do Desempenho Energético e da Qualidade do Ar Interior nos Paços do Concelho de Vila Nova de Gaia

A dissertação teve como finalidade a realização de uma Auditoria Energética e da Qualidade do Ar Interior ao edifício de serviços da Câmara Municipal de Vila Nova de Gaia. No intuito de alcançar esta finalidade foram seguidos, em todo o processo, os regulamentos em vigor até à presente data da dissertação, de apoio à especialidade, nomeadamente o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios, Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios e Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios e da Qualidade do Ar Interior. Na análise à Qualidade do Ar Interior foram verificados quase todos os parâmetros impostos por lei, exceto os das bactérias e dos fungos. Para as substâncias como dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), ozono (O3), formaldeído (HCOH) e radão, os valores em média foram iguais a 894 ppm, 1,23 ppm, 0,07 ppm, 0,01 ppm e 378 Bq/m3 e estavam dentro dos limites regulamentares (984 ppm, 10,7ppm, 0,10 ppm, 0,08 ppm e 400 Bq/m3). Para os compostos orgânicos voláteis (COVs) e partículas do tipo PM10, os valores respetivos foram em média de 0,70 ppm e 0,16 mg/m3 e estavam acima dos limites regulamentares (0,26 ppm, 0,15 mg/m3). Admite-se que existem fontes emissoras de COVs dentro do edifício e que, para uma adequação ao tipo de tratamento ou sugestão de melhoria, seria necessário realizar uma análise por cromatografia de forma a identificar os compostos em causa. As concentrações de PM10 mais elevadas explicam-se porque existe uma abertura direta desses espaços ao exterior e em alguns casos esta é permanente. A análise energética permitiu um levantamento de todos os consumos de energia elétrica do edifício, realizando deste modo a desagregação em percentagem de cada equipamento consumidor. Em paralelo e até para se poder realizar a certificação energética do edifício foi realizado um estudo de simulação térmica dinâmica recorrendo ao programa DesignBuilder v2. Criou-se um modelo do edifício que foi validado após simulação e comparação com o consumo elétrico do ano de referência (desvio de 2,78%). Pela simulação verificou-se que os maiores consumidores de energia são a iluminação interior e o sistema de arrefecimento e determinou-se os Indicadores de Eficiência Energética (IEE) Real (com correção climática) e Nominal com valores de 73,8 e 46,5 , respetivamente. Implementando as condições nominais de utilização e funcionamento no edifício, segundo o Regulamento dos Sistemas Energéticos de vi Climatização em Edifícios (RSECE), concluiu-se que a classe energética deste edifício é do tipo D. O valor do IEE nominal foi superior ao IEE referência de 35,5 , e o requisito legal não se verificou. Assim, foi necessário apresentar medidas para um plano de racionalização energética (PRE). Nas medidas estudadas de melhoria da eficiência energética (aplicação de películas solares, compensação do fator de potência, instalação de um sistema de minigeração fotovoltaico e aplicação de iluminação eficiente tanto no interior como no exterior do edifício) destaca-se a correção do fator de potência, pois o valor pago de energia reactiva em 2011 foi de cerca de 1500 €. Admitindo ser necessário redimensionar os condensadores e que o custo é 1.840,00 €, ter-se-á um retorno do investimento em 1,2 anos. Outra medida é a aplicação de películas solares nos envidraçados com um custo de 5.046,00 €, esta terá um período de retorno de 1 ano e uma poupança de 37,90 MWh/ano. Finalmente refere-se a instalação de reguladores de tensão e substituição de determinadas lâmpadas por LEDs na iluminação interior, que prevê uma poupança anual de 25 MWh/ano e um período de retorno do investimento de 3,7 anos.