Projecto de Sistema de Conforto Eficiente
Moradia 4 Pisos
SCE
SISTEMA DE CONFORTO EFICIENTE
Com este estudo comprovamos e provamos que,
com o SCE esta moradia consegue poupar 341€
por ano, quando comparado com outras soluções
de climatização.
Poupança até 70%
Amigo do Ambiente
Gestão Integrada
Facilidade e Rapidez de
Colocação ao Serviço
Conforto todo Ano
Segurança
POUPA
341€
ANO
Índice
1. Objectivo
4
2. Âmbito
4
3. Termos e Definições
4
4. Abreviaturas
4
5. Introdução
5
6. Descrição do Sistema de Conforto Eficiente (SCE)
6.1 Argumentos diferenciadores do SCE
6.2 Comando Domótico
6.3 Sistemas de climatização
6
7
8
9
7. Caracterização da Zona a Climatizar
7.1 Moradia
7.2 Piso -1
7.2.1 Equipamentos
7.2.2 Piso Radiante
7.3 Piso 0
7.3.1 Piso Radiante
7.4 Piso 1
7.4.1 Piso Radiante
7.5 Piso 2
7.5.1 Piso Radiante
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12
13
13
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15
15
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16
17
17
8. Estudo térmico
8.1 Carga térmica anual
8.2 Condições de funcionamento do SCE
18
18
18
9. Comparativo de soluções de Climatização e preparação AQS
9.1 Fontes de energia
9.2 Equipamentos de Climatização e preparação de AQS
9.3 Quantidade de Energia Primária
9.4 Custo anual de Energia Primária com Aquecimento AQS
9.5 Custo anual de Energia Primária com Arrefecimento
20
20
21
22
22
23
10. Investimento, Amortização e Análise Financeira
10.1 Investimento
10.2 Amortização
10.2.1 Novo sistema de climatização
10.3 Análise Financeira
10.3.1 SCE vs Caldeira de Condensação a Gás Natural
10.3.2 SCE vs Caldeira de Caldeira de Pellets + Acumulador AQS
23
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25
26
26
27
11. Orçamento Preliminar
11.1 Instalação de radiadores
28
29
12. Garantia
29
13. Conclusão
29
Princípio de Funcionamento
O Sistema de Conforto Eficiente (SCE) da ApplianceARTS é baseado
numa Bomba de Calor água/ar. Este equipamento absorve calor
existente no ar do ambiente exterior e transfere-o para o circuito de
água, através de um ciclo de refrigeração (similar ao dos frigoríficos
domésticos). Desta forma, a Bomba de Calor é um equipamento
extremamente eficiente, na medida em que 75% da energia térmica
produzida é absorvida no meio ambiente exterior, sendo apenas os
restantes 25% energia eléctrica consumida.
Compressão
Calor Ambiental 3/4
Evaporação
Energia Elétrica 1/4
Expansão
Energia Térmica 4/4
Condensação
4
1. Objectivo
Este documento tem a finalidade de apresentar a solução Sistema de Conforto Eficiente
(SCE) de uma moradia.
2. Âmbito
O presente documento está inserido no âmbito do projecto PBSDI – Sistema Domótico Integrado.
3. Termos e Definições
Coeficient of Performance (COP), é o rendimento de um equipamento tipo bomba de calor ou ar
condicionado quando está em modo de aquecimento.
Sistema de Conforto Eficiente (SCE), é o sistema global de conforto composto por uma Bomba
de Calor Hidrónica, uma Torre Hidrónica, rede de comunicações, comandos e sensores.
4. Abreviaturas
BCH – Bomba de Calor Hidrónica
COP – Coefficient of Performance (Rendimento de Bombas de Calor/Ar Condicionado em aquecimento)
CTME – Carga Térmica Máxima do Edifício
EE – Energia Eléctrica
EEBiH – Energia Eléctrica com Contador Bi-Horário
EER – Energy Efficiency Ratio (Rendimento de Bombas de Calor/Ar Condicionado em arrefecimento)
GA – Gasóleo de Aquecimento
GN – Gás Natural
GP – Gás Propano
P10 – Pellets (10% humidade)
RCCTE – Regulamento das Características do Comportamento Térmico dos Edifícios
SCE – Sistema de Conforto Eficiente
TANB – Taxa Anual Nominal Bruta
TANL – Taxa Anual Nominal Líquida
TH – Torre Hidrónica
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5. Introdução
Neste projecto apresenta-se em detalhe a solução SCE específica para a residência em
estudo. Será apresentada uma proposta de instalação acompanhada de um orçamento
inicial e uma breve análise financeira respeitante ao investimento na solução proposta.
O Sistema de Conforto Eficiente (SCE) é um conjunto de equipamentos que permite a
Climatização de um edifício e a preparação de águas quentes sanitárias. O SCE é composto
por uma Bomba de Calor Hidrónica, uma Torre Hidrónica e um Módulo de Comando
Remoto. A Bomba de Calor Hidrónica aquece ou arrefece a água do circuito primário
quando é necessário. A Torre Hidrónica integra reservatórios de Águas Quentes Sanitárias
e de Inércia para a Climatização, assim como todos os componentes necessários para
ligação à instalação existente. O Módulo de Comando Remoto permite ao utilizador
Comandar todo o sistema.
Entre outras, destacam-se as seguintes características:
Temperatura de conforto automática para uma utilização sem preocupações e
com máxima eficiência durante todo o ano.
Programação de horário semanal de funcionamento para poupança de energia
quando sai ao fim de semana.
Controlo da humidade para evitar condensações indesejadas em modo de
arrefecimento.
Sistema de diagnóstico e protecção garante o funcionamento do sistema em
segurança.
A aplicação é possível em qualquer tipo de sistemas de climatização em que o
meio de transporte de calor seja água ou um fluido de base aquosa.
O SCE integra todos os componentes necessários para que a instalação do
sistema seja imediata e simples, de forma fácil e rápida.
A Torre Hidrónica pode ser encastrada no mobiliário normalizado de cozinha
(dimensões mínimas 550x550x2400mm).
A Bomba de Calor Hidrónica tem de ser instalada no exterior e as suas dimensões
reduzidas permitem a instalação numa varanda de um apartamento.
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6. Descrição do Sistema de Conforto Eficiente (SCE)
Comando Domótico
HomeLet
O SCE é uma solução completa de equipamento doméstico, com elevada eficiência
energética, para climatização (aquecimento/arrefecimento) de espaços e aquecimento de
águas sanitárias.
O SCE foi concebido para ser instalado em qualquer habitação (moradia, apartamento,
etc.), tanto nas construções novas como nas já existentes.
O trabalho e tempo de instalação são bastante reduzidos, não sendo necessário instalar
quaisquer tubagens de refrigeração, chaminé ou depósito de combustível.
A possibilidade de encastrar a Torre Hidrónica constitui uma excelente solução no caso de
limitações do espaço de instalação. Os principais componentes são uma unidade exterior
(Bomba de Calor Hidrónica) e uma unidade interior (Torre Hidrónica).
Na Torre Hidrónica os circuitos de climatização e de AQS são separados o que permite ao
SCE arrefecer a habitação mantendo simultaneamente uma reserva de AQS para que haja
sempre água quente disponível.
7
A Torre Hidrónica permite a ligação de um sistema de painéis solares já existente para
aproveitamento da energia solar térmica disponível.
Comparando com os sistemas convencionais (caldeiras a gás ou gasóleo), que conseguem
uma eficiência energética máxima de 1,05, o SCE é bastante superior permitindo obter
uma eficiência de 4 ou mais (dependendo das condições climatéricas).
6.1 Argumentos diferenciadores do SCE
O SCE é uma solução desenvolvida por Portugueses e para o mercado Português, desenhada
para funcionar em harmonia com o clima de Portugal. Ao dimensionar um equipamento
especificamente para um mercado alvo restrito, leia-se, o território Português, conseguimos
criar soluções que aproveitam o máximo das suas capacidades e da envolvente. No caso
desta solução, foi criada uma Bomba de Calor Hidrónica que aproveita o calor do ar
ambiente com elevada eficiência e uma Torre Hidrónica que preenche todos os requisitos
para uma instalação eficaz e eficiente em conjunto com qualquer sistema de distribuição
de calor com permuta por fluido de base aquosa.
A integração de todos os equipamentos numa solução completa permite a monitorização
automática de todo o sistema. Esta monitorização permite actuar preventivamente sobre
qualquer anomalia evitando uma possível degradação dos equipamentos. A integração da
solução com a habitação permite um controlo automático de temperatura ambiente
interior durante todo o ano sem preocupações para o utilizador. A comutação entre os
modos de Inverno e Verão é também realizada automaticamente. Todo o processo de
regulação de temperatura interior é imperceptível ao utilizador que apenas sentirá um
ambiente confortável durante todo o ano. O arrefecimento por piso radiante é também
realizado sem preocupações graças a um controlo avançado da humidade relativa ambiente
que evita condensações indesejadas no piso.
Qualquer sistema de painéis solares térmicos existente é ligado ao SCE para aproveitamento
do calor absorvido da radiação solar.
A instalação do SCE é feita sempre por técnicos qualificados pelo fabricante, que garantem
o seu correcto funcionamento e integração no edifício.
8
6.2 Comando Domótico
Através do Comando Domótico é possível supervisionar as temperaturas dos reservatórios,
a eficiência da BCH, as temperaturas do interior e do exterior, o consumo de energia
eléctrica, etc.
Outras funcionalidades do Comando Domótico:
Programação do horário semanal;
Ajuste de temperatura das AQS;
Ajuste de temperatura interior.
O Comando Domótico permite ainda interagir com Sistemas de Iluminação Eco-Eficiente e
Sistemas de Cozinhar Inteligente da ApplianceARTS.
Figura 2 - Fotografia real do Comando Domótico
9
6.3 Sistemas de climatização
O Sistema de Conforto Eficiente (SCE) tem necessariamente de ser acompanhado de um
sistema de climatização. Os sistemas que disponibilizamos são: Piso Radiante, Radiadores
e Ventiloconvectores.
As características dos sistemas de climatização são muito distintas e a opção por um deles
deve ser bem ponderada. Na tabela seguinte apresentam-se as qualidades e defeitos de
cada sistema de climatização.
Tabela 1 - Comparativo de sistemas de climatização
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6.3.1 Piso Radiante
O sistema de climatização por piso radiante é composto por uma camada de isolamento,
tubagem de radiação de calor e uma camada estrutural em cimento para homogeneização
do calor e distribuição de peso.
Este sistema é de longe o mais vantajoso a nível de conforto porque minimiza o gradiente
de temperatura entre as alturas dos pés e da cabeça sem necessidade de criar correntes
de ar.
A economia/eficiência é também um dos pontos mais fortes deste sistema. Em aquecimento,
com o sistema de piso radiante, a temperatura do ar interior próximo das paredes
exteriores é aproximadamente igual à temperatura do ar nas zonas interiores da habitação.
A temperatura do ar interior junto às coberturas (tecto/placa do telhado) é inferior à
temperatura média da habitação. Como as perdas térmicas pelas paredes exteriores e
coberturas aumentam com a diferença entre temperaturas interior e exterior, ao diminuir
esta diferença conseguem-se reduzir consideravelmente as perdas térmicas nestas
superfícies. Em arrefecimento, verifica-se a mesma situação descrita mas inversamente
beneficiando também a eficiência global do sistema.
O SCE e um sistema de piso radiante, em conjunto, trazem ainda mais eficiência porque
permitem o funcionamento do SCE com temperaturas de água mais baixas, para aquecimento,
e mais altas, para arrefecimento. Esta característica só se pode qualificar como vantagem
para sistemas tipo Bomba de Calor, em que a eficiência aumenta com a redução da
diferença entre temperaturas do fluido circulante e do ar exterior.
O sistema de piso radiante deve ser aplicado quando se prevê uma utilização contínua do
sistema. Com o aproveitamento das temperaturas amenas durante as estações intermédias
(Primavera e Outono) para iniciar o aquecimento/arrefecimento da estação seguinte, o
SCE consegue uma poupança superior a nível de consumo energético. O aproveitamento
referido é conseguido não só através da inércia das paredes como também do material
aplicado no piso. Por estas razões, uma utilização contínua, com o SCE, não implica
maiores consumos mas sim uma redução na factura anual e um conforto constante ao
longo de todo o ano.
Outra vantagem do piso radiante é que todo o sistema está integrado no piso (com
excepção de um colector de distribuição por andar) dando liberdade ao proprietário na
decoração da sua habitação sem comprometer o funcionamento do sistema de climatização.
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Como não há bela sem senão, o sistema de piso radiante tem um custo global (materiais e
instalação) cerca de uma vez e meia superior a um sistema de radiadores convencionais.
O sistema de climatização por piso radiante é tecnicamente a melhor solução para
qualquer habitação. Os benefícios deste sistema sobrepõem-se indiscutivelmente ao
acréscimo no custo global e acrescentam um valor percebido muito superior ao custo de
instalação nas habitações onde seja integrado.
6.3.2 Radiadores
O sistema de climatização por radiadores é uma boa solução para aquecimento. A última
geração de radiadores tem melhor eficiência de convecção e permite melhor permuta de
calor com água a baixas temperaturas. Esta evolução beneficia o funcionamento do SCE
com radiadores uma vez que diminui a temperatura necessária da água de circulação.
Com o sistema de radiadores conseguem-se níveis de conforto elevados, mas obrigam a
um custo maior de utilização. Para melhorar o nível de conforto, os radiadores são
colocados nas paredes em contacto com o exterior aumentando a temperatura destas
paredes e da cobertura acima delas. Este incremento de temperatura aumenta também as
perdas térmicas das paredes e coberturas, diminuindo a eficiência global do sistema.
Em arrefecimento, o sistema de radiadores é muito limitado e o seu funcionamento só é
possível em habitações com reduzidas necessidades de arrefecimento, por ex., habitação
bem isolada numa zona do país em que as temperaturas de Verão são muito amenas.
As grandes desvantagens do sistema de radiadores são, como já foi referido, o funcionamento limitado em arrefecimento, a obstrução de áreas úteis (paredes), a redução de
eficiência global do SCE.
A vantagem deste sistema em relação ao piso radiante é o seu custo global (materiais e instalação).
12
6.3.3 Ventiloconvectores (Fan-coils)
O sistema de climatização por ventiloconvectores é uma solução razoável para climatização
durante todo o ano. A utilização de água de circulação a temperaturas próximas do ar
ambiente interior é uma vantagem que beneficia a eficiência global do sistema, mas este
benefício é conseguido através de ventilação forçada. A ventilação forçada cria
um ambiente desconfortável tanto pela corrente de ar como pelo ruído gerado pelo
ventilador. Outra situação desconfortável criada pelo sistema de ventiloconvectores é a
severa redução da humidade do ar ambiente e todos os problemas de saúde que daí
advêm. As correntes de ar criadas dentro da habitação aumentam também as perdas
térmicas através das paredes e coberturas em contacto com o exterior.
A instalação de ventiloconvectores obriga à colocação de drenos de condensação a partir
de cada ventiloconvector para uma saída de esgoto.
A vantagem deste sistema em relação ao piso radiante é a potência total conseguida em
arrefecimento, o que em habitações bem isoladas e para o clima de Portugal pode não ser
relevante (tem de ser analisado caso a caso).
7. Caracterização da Zona a Climatizar
O edifício em estudo é uma Moradia Geminada localizada na zona de Tábua. A solução
contempla a instalação do SCE com Piso Radiante.
7.1 Moradia
A Moradia em estudo é uma Moradia Geminada com 4 pisos (-1, 0, 1 e 2). Consideraram-se
como áreas a climatizar todas as áreas interiores excepto a garagem. A área total a climatizar
é de 340m2.
Para se instalar o SCE será necessário instalar colectores de ligação entre as zonas de
instalação da Bomba de Calor Hidrónica (BCH) e da Torre Hidrónica (TH), e colectores de
ligação/distribuição do piso radiante.
A BCH tem obrigatoriamente de ficar no exterior da habitação. A TH deverá ficar no
interior da habitação para maior eficiência.
13
7.2 Piso -1
7.2.1 Equipamentos
A nossa proposta prevê a instalação da BCH no terraço da parte traseira da habitação e da
TH na garagem do piso -1.
A localização da TH está marcada na Figura 3 – Planta exemplificativa do Piso -1.
Torre Hidrónica
Zona não Climatizada
Figura 3 – Planta exemplificativa do Piso -1
14
7.2.2 Piso Radiante
O esquema do piso radiante está representado na Figura 4 – Planta exemplificativa do Piso
-1 (Piso Radiante).
Arrumos
Circuit 2
111 m - PEX 1/2”
200 mm O.C.
Circuit 3
99 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 4
99.6 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circulação
Circuit 1
84.1 m - PEX 1/2”
100 mm O.C.
Figura 4 – Planta exemplificativa do Piso -1 (Piso Radiante)
15
7.3 Piso 0
7.3.1 Piso Radiante
O esquema do piso radiante está representado na Figura 5 – Planta exemplificativa do Piso
0 (Piso Radiante).
Circuit 4
100.6 m - PEX 1/2”
200 mm O.C.
Circuit 5
96.4 m - PEX 1/2”
200 mm O.C.
Sala
Circuit 6
97.4 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circulação
Circuit 1
30 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 7
54.9 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
I.S.
Cozinha
Figura 5 – Planta exemplificativa do Piso 0 (Piso Radiante)
Circuit 3
105.8 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 2
97.7 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
16
7.4 Piso 1
7.4.1 Piso Radiante
O esquema do piso radiante está representado na Figura 6 – Planta exemplificativa do Piso
1 (Piso Radiante).
Quarto 1
Quarto 2
Circuit 5
69.9 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 7
101.3 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 9
61.6 m - PEX 1/2”
100 mm O.C.
Circuit 6
71.5 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
I.S. 2
Circuit 9
48.3 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circulação
Circuit 3
62 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 2
59.4 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Quarto 3
Quarto 4
Circuit 4
78.4 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circuit 6
69.3 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Figura 5 – Planta exemplificativa do Piso 1 (Piso Radiante)
17
7.5 Piso 2
7.5.1 Piso Radiante
O esquema do piso radiante está representado na Figura 7 – Planta exemplificativa do Piso
2 (Piso Radiante).
Circuit 1
45.6 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Escritório
Circuit 2
69 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
Circulação
Figura 7 – Planta exemplificativa do Piso 2 (Piso Radiante)
Circuit 3
70.1 m - PEX 1/2”
150 mm O.C.
18
8. Estudo Térmico
Os estudos térmicos realizados pretendem fazer uma avaliação das características do edifício.
8.1 Carga térmica anual
A carga térmica anual foi calculada segundo o RCCTE tendo em conta as características do edifício.
Na Tabela 2 - Necessidades nominais de energia útil estão descritas as necessidades
nominais de energia útil estimadas para o edifício em kWh/m2 ao ano e considerou-se que
a área útil do edifício é de 343m2.
Necessidades nominais de energia útil Valor estimado por m2
Aquecimento
47,6 kWh/m2 .ano
Arrefecimento
8,7 kWh/m2 .ano
AQS
Valor estimado total
16.321 kWh/ano
2.997 kWh/ano
3.820 kWh/ano
Tabela 2 - Necessidades nominais de energia útil
8.2 Condições de funcionamento do SCE
As condições de funcionamento do SCE dependem do clima da região onde este vai ser instalado.
O rendimento de qualquer sistema de bomba de calor com permuta para o ar exterior é particularmente sensível à temperatura do ar ambiente exterior. Para ser possível estimar com melhor
exactidão o COP sazonal para a estação de Inverno é necessário recorrer a estatísticas de temperatura de anos anteriores. Outro factor determinante na estimativa do COP é a temperatura
necessária na água de saída da Bomba de Calor Hidrónica, influenciada pelo sistema de distribuição de calor, neste caso piso radiante.
Na Tabela 3 - Distribuição das necessidades e consumo energético para o período de aquecimento
apresentam-se as temperaturas mínimas, máximas e médias estatísticas para a região de Tábua. O
COP é estimado a partir da temperatura ambiente e a energia útil necessária é distribuída pelo
cálculo dos Graus.Dia.
19
Janeiro
Fevereiro
Março
Abril
Outubro
Novembro
Dezembro
Temperatura ambiente ºC
Mínima
Máxima
Média
4,2
10,6
6,9
4,3
11,5
7,3
5,1
13,6
8,7
6,8
16,0
10,8
10,9
6,5
4,4
19,1
13,8
10,9
144
14,4
7,1
Energia (kWh)
Útil Elétrica
COP
Graus
Dia
2,99
3,02
3,11
3,24
268
241
253
217
2.703
2.426
2.549
2.185
903
803
820
675
3,46
3,16
3,01
154
246
332
1.557
2.235
2.668
450
708
888
1.620
16.321
5.247
Total
Tabela 3 - Distribuição das necessidades e consumo energético para o período de aquecimento
Na Tabela 4 - Distribuição das necessidades de consumo energético para o período de
arrefecimento apresentam-se as temperaturas mínimas, máximas e médias estatísticas
para a região de Tábua. O EER é estimado a partir da temperatura ambiente e a energia
útil necessária é distribuída pelo cálculo dos Graus.Dia.
Junho
Julho
Agosto
Setembro
Total
Temperatura ambiente ºC
Mínima
Máxima
Média
12,6
23,0
17,3
15,2
27,0
20,5
15,1
27,2
20,4
14,0
24,3
18,4
COP
Graus
Dia
5,73
5,22
5,24
5,56
30
155
161
69
Energia (kWh)
Útil Elétrica
217
38
1.119
214
1.164
222
498
90
415
2.997
564
Tabela 4 - Distribuição das necessidades de consumo energético para o período de arrefecimento
20
9. Comparativo de soluções de Climatização
e preparação de AQS
Nesta secção apresenta-se um comparativo das principais soluções de aquecimento disponíveis
no mercado. A cada solução está associado um tipo de energia e um equipamento de
produção de Calor. Para que este estudo seja o mais realista possível, e tendo em conta o
constante aumento dos preços de Energia Primária em todos os sectores, foram considerados
apenas equipamentos de alta eficiência.
9.1 Fontes de energia
A escolha da fonte de energia a utilizar depende não só do preço por unidade de energia
mas também da existência de distribuição (Gás Natural) ou de espaço para armazenamento
(Gasóleo ou Pellets) das matérias-primas. Os factores referidos podem excluir à partida
determinadas fontes de energia.
Os preços de Energia Eléctrica e Gás Natural são fornecidos em kWh, para estes
apresenta-se apenas o preço/kWh; para os restantes apresenta-se o preço/kWh e o factor
de conversão para kWh.
Na Tabela 5 - Preços da energia para 2013 com IVA à taxa em vigor apresentam-se os
preços por unidade comercial de cada uma das energias/combustíveis e os respectivos
factores de conversão para kWh.
Fontes de energia
Gás Natural (Escalão 2)
Gás Propano
Gasóleo Aquecimento*
Pelets (10% humidade)
Energia Elétrica
EE Bi-horário (40/ 60)
Abreviatura
GN(E2)
GP
GA
P10
EE
EE BiH
Preço
0,0845€
1,9400€
1,1480€
0,2667€
0,1728€
0,1449€
Un comercial
/kWh
/kg
/L
/kg
/kWh
/kWh
12,87kWh/kg
10,15kWh/L
4,9kWh/kg
Tabela 5 - Preços da energia para 2013 com IVA à taxa em vigor
*O preço por litro de gasóleo de aquecimento é muito volátil e tem tendência para variar indexado ao gasóleo normal.
21
Actualização de cotações (fontes):
Gás Natural: Tarifário Gás Natural Galp para 2013.
Gás Propano: O valor de referência utilizado é de 2012.
Gasóleo Aquecimento: Preços de referência Galp.
Pellets: O valor de referência corresponde à cotação mais baixa obtida numa
pesquisa de vários fornecedores.
Electricidade: EDP Serviço Universal: Tarifa de Venda ao cliente final para
potência contratada de 6,9kVA.
9.2 Equipamentos de Climatização e preparação de AQS
Os equipamentos considerados neste estudo são de última geração no que respeita a
eficiência e com boa relação qualidade/preço. Para cada uma das Energias Primárias a
utilizar foi feito um breve estudo de mercado para determinar o estado da arte a nível de
eficiência na utilização de cada Energia Primária. As eficiências apresentadas são anunciadas
pelos fabricantes. No caso dos equipamentos de Gás Natural e Gasóleo de Aquecimento
foram escolhidas caldeiras de condensação que aproveitam o Calor do vapor de água
resultante da combustão através da sua condensação.
Nota: O Calor reaproveitado da condensação (de vapor de água dos produtos da
combustão) não é tido em conta no factor de conversão inicial de energia útil da
matéria-prima para conversão em calor. Por esta razão, as caldeiras de condensação
apresentam rendimentos iguais ou superiores a 100%. Uma caldeira de condensação
tem, por norma, um incremento de 10% em relação à eficiência conseguida na queima.
Na Tabela 6 - Preço dos equipamentos são apresentadas as nossas escolhas para este
comparativo e os respectivos preços de venda a público com IVA.
GN
GP
GA
PE
BC
Equipamento
BaxiRoca Platinum Max 28 (n=105%)
BaxiRoca Platinum Max 28 (n=100%)
Evolution EV 30 FC (n=103%)
Extraflame LP14 (n=93%) + Acumulador AQS
AArts 8kW + TH (n~400%)
~
Tabela 6 - Preço dos equipamentos
Preço com IVA
3.215€
3.215€
2.640€
5.825€
7.500€
22
9.3 Quantidade de Energia Primária
A fase seguinte deste comparativo apresenta a quantidade de Energia Primária que cada
equipamento necessita de consumir para suprir as necessidades de Energia Útil (Calor)
durante um ano. A base de cálculo (Energia Útil) resulta do cálculo segundo o RCCTE para
o edifício em questão ao qual foi somada a quantidade de energia necessária para a
preparação de águas sanitárias (3820kWh/ano).
Na Tabela 7 – Quantidade de Energia Primária consumida anualmente com aquecimento e
preparação de AQS apresentam-se as quantidades de energia primária consumidas
anualmente por cada tipo de fonte de calor/equipamento.
Útil
20.141
Energia (kWh)
GN(105%) GP(100%) GA(103%) P10(85%)
20.141
19.134
19.537
23.162
Eléctrico
20.141
BC
6.338
Tabela 7 – Quantidade de Energia Primária consumida anualmente com aquecimento e preparação de AQS
9.4 Custo anual de Energia Primária com Aquecimento e AQS
Nesta secção apresentam-se os custos anuais com aquecimento e preparação de AQS em
euros para cada uma das soluções.
Na Tabela 8 – Custo anual de Energia Primária apresenta-se o custo anual em Energia
Primária tendo em conta a eficiência dos equipamentos e o preço por kWh da Energia
Primária para cada caso. Os mesmos resultados são apresentados na forma de gráfico no
Gráfico 1 - Custo anual de Energia Primária.
Custo anual de Energia Primária para o primeiro ano (€)
GN(105%) GP(100%) GA(103%) P10(85%) Eléctrico
BC
1.617€
3.036€
2.210€
1.260€
3.480€
919€
Tabela 8 – Custo anual de Energia Primária
23
4.000€
3.000€
2.000€
1.000€
0€
3.036€
1.617€
GN (E2)
3.480€
2.210€
1.260€
GP (100%) GA (103%)
P10(85%)
919€
Eléctrico
BC
Gráfico 1 - Custo anual de Energia Primária
9.5 Custo anual de Energia Primária com Arrefecimento
Nesta secção apresentam-se os custos anuais com arrefecimento com o SCE. Os custos
com arrefecimento para o clima local não são significativos, como tal, a escolha do
equipamento de climatização deverá recair sobre o período de aquecimento. Como
solução alternativa apresenta-se um sistema convencional de ar condicionado.
Equipamento Necessidades Térmicas (kWh) Energia (kWh) Custo por kWh Custo Anual
Ar Condicionado
6.147
863
0,1728€
149€
SCE
2.997
564
0,1728€
97€
A poupança anual conseguida através da utilização do SCE em detrimento de um sistema
de Ar Condicionado é de aproximadamente 52€.
10. Investimento, Amortização e Análise Financeira
As necessidades diárias de climatização e preparação de águas sanitárias, em termos de
Energia, representam uma enorme fatia do orçamento anual despendido em Energia
(Electricidade, Gás, Gasóleo, etc.) dentro das habitações. O constante aumento dos preços
das Energias Primárias leva a que os fabricantes de equipamentos de Climatização e
preparação de Águas Quentes Sanitárias apostem no desenvolvimento de soluções mais
eficientes. A instalação de um equipamento de alta eficiência é considerada um investimento
a médio-longo prazo que se amortiza ao longo da sua vida útil através da poupança anual
nas facturas de Energia.
Importante: Nesta análise não está incluído o valor do piso radiante uma vez que será o
mesmo para qualquer sistema de climatização.
24
10.1 Investimento
Na Tabela 9 - Custo total da solução são apresentados os custos acumulados de equipamento
e consumos anuais para aquecimento e preparação de águas sanitárias. No cálculo dos
valores da tabela foi considerado um aumento anual do preço da Energia igual à inflação.
GN
GP
GA
PE
EE
BCBiH
Base
3.215€
3.215€
2.640€
5.825€
1.500€
7.500€
Custo total da solução (Equipamento + Consumo)
Ano 0
Ano 2
Ano 4
Ano 6
Ano 8
Ano 10
4.665€ 8.188€ 11.714€ 15.418€ 19.310€ 23.399€
6.251€ 12.553€ 19.173€ 26.129€ 33.437€ 41.115€
4.850€ 9.436€ 14.255€ 19.317€ 24.636€ 30.224€
7.085€ 9.702€ 12.451€ 15.338€ 18.373€ 21.560€
4.980€ 12.204€ 19.794€ 27.768€ 36.145€ 44.947€
8.419€ 10.325€ 12.329€ 14.434€ 16.645€ 18.968€
Ano 12
27.695€
49.182€
36.095€
24.909€
54.194€
21.409€
Tabela 9 - Custo total da solução
10.2 Amortização
A amortização de um investimento desta natureza, em que existe uma despesa anual
associada, só é conseguida se a alternativa (solução proposta) reduzir a despesa anual
referida. No ponto 9.4 Custo anual de Energia Primária pode-se observar que a solução
proposta é, de facto, a que apresenta menor despesa anual. Com base nos valores estimados
podemos então comparar as várias soluções. O período de amortização corresponde ao
tempo que é necessário decorrer desde a data da instalação até que a poupança iguale o
investimento inicial.
Existem duas situações distintas para as quais a amortização do investimento pode ser
calculada. A primeira para uma habitação sem sistema de climatização e a segunda para
uma habitação com um sistema de climatização já instalado. Neste estudo consideramos
apenas o primeiro caso, habitação sem sistema de climatização.
25
10.2.1 Novo sistema de climatização
A amortização referida neste ponto diz respeito a edifícios que preencham pelo menos um
dos requisitos seguintes:
Edifício sem climatização;
Edifício com sistema de climatização obsoleto, não se pode utilizar devido a
factores externos ao consumidor;
Edifício com sistema de climatização avariado que tem de ser substituído.
O período de amortização para esta situação é calculado dividindo a diferença inicial de
investimento no equipamento e a poupança anual associadas à climatização e preparação
de águas sanitárias. Neste estudo a solução SCE é comparada com todas as outras
alternativas. A fórmula seguinte é aplicada para determinar o período de amortização:
ISCE _ Ialt
_C
Período de amortização em anos =
Canua Ialt
anua ISCE
O Gráfico 2 - Custo total e período de amortização (nova instalação) representa a evolução
a médio-longo prazo dos custos inerentes à instalação e utilização de cada uma das soluções.
No cálculo dos valores do gráfico foi considerado um aumento anual do preço da Energia
igual à inflação. Neste gráfico estão também assinalados os períodos de amortização do
investimento na solução SCE comparativamente a cada uma das outras soluções.
SCE vs GP
30
Custo total da solução
(milhares de euros)
GN
GP
GA
PE
EE
SCE
SCE vs GN
SCE vs EE SCE vs PE
SCE vs GA
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
Anos
Gráfico 2 - Custo total e período de amortização (nova instalação)
26
10.3 Análise Financeira
Como em qualquer investimento, podemos calcular a Taxa Anual de Nominal Líquida (TANL)
para o investimento na solução SCE quando comparado com o investimento noutra solução.
De seguida apresenta-se a comparação com duas das alternativas:
A melhor das alternativas: Caldeira de Condensação a Gás Natural.
A melhor das alternativas aplicáveis a este caso particular: Caldeira a
Pellets + Acumulador AQS.
10.3.1 SCE vs Caldeira de Condensação a Gás Natural
A análise é feita para a instalação do SCE em detrimento da caldeira de condensação a
Gás Natural.
SCE
GN
Custo inicial Custo anual
7.500€
919€
3.215€
1.617€
Neste caso o valor do Investimento Inicial será a diferença entre o custo inicial de instalação
do SCE e de uma caldeira de condensação.
Investimento Inicial: 7.500 – 3.215 = 4.285€
Os Benefícios são anuais e correspondem à diferença de custo de Energia Primária utilizada
para aquecimento e preparação de águas sanitárias entre os dois sistemas.
Benefícios Anuais: 1.617 - 919 = 698€
Utilizando o léxico financeiro podemos determinar a TANL do investimento dividindo os
Benefícios Anuais pelo Investimento Inicial.
TANL =
Benefícios Anuais
Investimento Inicial
=
698
4.285
= 16,3%
Como comparação, apresenta-se a TANB mínima de uma aplicação financeira com
pagamento de juros anualmente e sem capitalização automática de juros com a mesma
rentabilidade. Considerou-se uma taxa de retenção na fonte de 25%.
TANB =
TANL
0,75
=
16,3
0,75
= 21,7%
27
10.3.2 SCE vs Caldeira a Pellets + Acumulador AQS
A análise é feita para a instalação do SCE em detrimento da caldeira a Pellets + Acumulador AQS.
SCE
PE
Custo inicial Custo anual
7.500€
919€
5.825€
1.260€
Neste caso o valor do Investimento Inicial será a diferença entre o custo inicial de instalação
do SCE e de uma caldeira a pellets com Acumulador AQS.
Investimento Inicial: 7.500 – 5.825 = 1.675€
Os Benefícios são anuais e correspondem à diferença de custo de Energia Primária utilizada
para aquecimento da habitação e preparação de águas sanitárias entre os dois sistemas.
Benefícios Anuais: 1.260 - 919 = 341€
Utilizando o léxico financeiro podemos determinar a TANL do investimento dividindo os
Benefícios Anuais pelo Investimento Inicial.
TANL =
Benefícios Anuais
Investimento Inicial
=
341
1.675
= 20,4%
Como comparação, apresenta-se a TANB mínima de uma aplicação financeira com
pagamento de juros anualmente e sem capitalização automática de juros com a mesma
rentabilidade. Considerou-se uma taxa de retenção na fonte de 25%.
TANB =
TANL
0,75
=
20,4
0,75
= 27,2%
28
11. Orçamento Preliminar
O orçamento apresentado é meramente indicativo, será necessário definir as zonas de
passagem das tubagens, posições dos colectores, entre outros detalhes para ser possível
apurar melhor os custos de instalação.
Descrição
Valor
1. SCE (Sistema de Conforto Eficiente):
a. Bomba de Calor Hidrónica de 8kW com COP 4.
b. Torre Hidrónica:
i. Reservatório de AQS de 165 Litros em Inox 316L.
ii. Reservatório de inércia de 96 Livros em Inox 316L.
7.500€ c/IVA
iii. Bomba de Circulação para radiadores.
a 23%
iv. Vaso de expansão de 8L.
(6.098€ s/IVA)
v. Válvula de derivação AQS/Climatização.
c. HomeLet: Comando Remoto com Ecrã Táctil.
d. Tubagens multicamada e acessórios de interligação dos equipamentos (Frankische).
e. Isolamento térmico das tubagens.
f. Cablagem eléctrica e de comunicações dos equipamentos.
g. Com instalação
2. Sistema de Piso Radiante:
a. Isolamento Térmico para chão (Oventrop).
b. Banda Isolante Perimetral (Oventrop).
c. Tubo Radiante (Oventrop).
d. Termóstatos para todas as divisões.
e. Aditivo para betonilha.
f. Colectores de distribuição de ida e retorno em Inox (Oventrop).
g. Caixas para colectores lacadas a branco (Oventrop).
h. Tubagens de ligação em multicamada e acessórios (Frankische).
i. Isolamento térmico das tubagens.
j. Com instalação.
Total sem IVA
Total com IVA A 23%
9.347€ c/IVA
a 23%
(7.599€ s/IVA)
13.697€
16.847€
29
11.1 Instalação de radiadores
Como referência apresentamos a nossa estimativa para instalação de radiadores.
1. SCE (Sistema de Conforto Eficiente):
a. Radiadores com elevada eficiência a baixa temperatura:
i. Elementos Radiatori 2000 – Helyos.
ii. Válvulas termostáticas.
iii. Purgadores automáticos.
iv. Acessórios de ligação de tubagem a radiadores.
b. Colectores de distribuição de ida e retorno em Inox 304L.
c. Tubagens de ligação em multicamada e acessórios (Frankische).
d. Isolamento térmico das tubagens e dos colectores de distribuição.
e. Acessórios de suporte e fixação de radiadores e tubagens.
f. Com instalação.
5.924€ c/IVA
a 23%
(4.8146€ s/IVA)
12. Garantia
A solução SCE tem garantia do fabricante de 7 anos. Este período é largo o suficiente para que
a instalação possa obter o retorno do seu investimento sem riscos associados, viabilizando
assim o próprio investimento.
13. Conclusão
Nos dias de hoje, o aquecimento das habitações é um “bem essencial” para quase todas as
famílias. Seja uma lareira ou um radiador a óleo existe em todas as habitações um sistema de
aquecimento. As soluções apresentadas neste estudo são soluções completas de aquecimento
para toda a habitação com elevadas prestações em eficiência energética e abrangem as
principais fontes de energia disponíveis em Portugal.
O contínuo aumento do preço dos combustíveis fósseis abriu portas ao desenvolvimento de
novas soluções, como o SCE, mais dispendiosas na compra mas com elevada eficiência
energética e, por isso, poupança na factura anual de energia. Sempre que o preço da energia
aumenta, o SCE torna-se mais competitivo e o retorno do investimento é
conseguido em menos anos.
A solução adoptada nesta proposta possui um custo de aquisição/instalação superior ao custo
das soluções convencionais, no entanto, o custo anual de funcionamento do SCE é muito
inferior e a durabilidade do equipamento muito superior. A instalação do SCE paga-se a si
própria em menos de 5 anos. A garantia de 7 anos torna esta solução, a nível financeiro, num
investimento de risco muito reduzido. A rentabilidade deste investimento ultrapassa em larga
escala qualquer aplicação financeira de baixo risco.
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