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risparmio energetico impianti di aspirazione industriale

Risparmio energetico

Molta attenzione viene posta nei confronti del risparmio energetico, grazie ad una serie di componenti specificatamente studiati per abbattere il consumo e l’inquinamento.

Negli ultimi anni la nostra azienda si è specializzata nella realizzazione di impianti automatici modulanti, grazie all’utilizzo di quadri a comandi con convertitore di frequenza, comunemente chiamati INVERTER, e regolatore di pressione modello DPF. Questo sistema rappresenta la soluzione tecnicamente più avanzata, semplice ed efficace per il monitoraggio, istante per istante, dell’aspirazione in funzione dell’apertura e della chiusura delle bocche aspiranti su cicli di produzione. Ogni macchina viene dotata di una valvola automatica che si apre o chiude in base all’utilizzo. La sonda DPF, è in grado di determinare quante macchine sono aperte e di conseguenza aspirare soltanto l’aria strettamente necessaria. Con tali accorgimenti il risparmio energetico durante il periodo invernale può arrivare anche al 50%. Si ottengono altri vantaggi quali: minor assorbimento elettrico, maggiore silenziosità, semplificazione di installazioni e collaudi. Un ulteriore risparmio energetico lo si può ottenere abbinando all’impianto di aspirazione e di riscaldamento uno scambiatore di calore. In questo caso la possibilità, durante i periodi invernali, di riscaldare aria più calda di quella esterna, consente un risparmio
energetico e un ammortamento sul medio periodo.

CENTRALINA PER CONTROLLO ELETTRONICO INVERTER E VELOCITÀ D’ARIA COSTANTE PER RECUPERO ENERGETICO
L’utilizzo di nostri quadri elettrici con convertitore di frequenza (comunemente chiamato Inverter) e dei nostri regolatori di pressione, modello DPF-REG, rappresenta la soluzione tecnicamente più avanzata, semplice ed efficace per il controllo dell’aspirazione in funzione dell’apertura e della chiusura delle bocche aspiranti sui cicli di produzione.

Risparmio energetico 1 - Aspirazione Industriale Veneta

QUESTO SISTEMA GENERA NOTEVOLI VANTAGGI
Il risparmio energetico, rappresenta, sicuramente, il maggior vantaggio derivante dall’utilizzo di questo sistema rispetto a differenti tecnologie e metodi di regolazione alternativi.

ESEMPIO DI RISPARMIO ENERGETICO
Nelle pompe e nei ventilatori, la portata è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione. Riducendo la velocità di rotazione del motore di un 30%, la portata della pompa o del ventilatore sarà di conseguenza ridotta di un 30%. Il consumo di energia però, si riduce di circa un 65%, come si può dedurre dal grafico in basso. I rapporti esistenti tra portata, pressione, velocità e potenza sono indicati nel grafico.

QUANTO SI RISPARMIA?
Questo calcolo è a titolo esemplificativo e ciascun tecnico potrà verificare nella propria applicazione il reale risparmio energetico.
Supponiamo che il ventilatore sia utilizzato su un impianto di aspirazione, la cui portata viene regolata tramite valvole a serranda.
Consideriamo un ventilatore di potenza nominale 30 kW utilizzato per un tempo medio giornaliero di 8 ore e per un periodo di 350 giorni all’anno.

Con un funzionamento medio giornaliero di:
• 4 ore alla portata nominale
• 2 ore a metà della portata
• 2 ore ad un quarto della portata

nel caso in cui il ventilatore sia alimentato direttamente da rete, il consumo elettrico previsto per un anno sarà di:
Consumo elettrico annuale = 30kW x 8h x 350 gg = 84000 kWh
Pari a € 10412,00 (ipotizzando un costo di 0,12 €/kWh).

CON NOSTRO SISTEMA AD INVERTER
Funzionamento a metà portata: per funzionare a portata dimezzata, il motore dovrà funzionare ad una velocità pari al 50% della velocità nominale. La frequenza di uscita dell’inverter sarà quindi dimezzata. La potenza richiesta dal motore per lavorare al 50% della velocità sarà pari ad un ottavo della potenza nominale, quindi a solo 3,75 kW.
Funzionamento ad un quarto della portata: per lavorare ad un quarto della portata, il motore dovrà girare ad una velocità pari al 25% della velocità nominale. In questa condizione, la potenza assorbita dal motore sarà pari a solo un sessantaquattresimo della potenza nominale, quindi a solo circa 0,5 kW.
Consumo elettrico annuale con Inverter:
((30kW x 4h) + (3,75 kW x 2h) + (0,5 kW x 2h)) x 350 gg = 44,975 kWh
pari a € 5575,00 (ipotizzando un costo di 0,12 €/kWh).
Risparmio annuale pari a € 4837,00.

ALTRI VANTAGGI
• Assenza di valvole di regolazione: la portata e la pressione saranno regolate variando la velocità di rotazione del motore del ventilatore, rendendo superfluo l’utilizzo di valvole di regolazione.
• Installazione semplificata: i nostri quadri elettrici con Inverter incorporano al proprio interno diversi dispositivi che semplificano l’installazione e la messa in servizio dell’impianto, riducendo sensibilmente anche i costi di messa a punto e collaudo. Oltre alla termica elettronica di protezione del motore, il DPF-REG incorpora le regolazioni necessarie per mantenere costante l’aspirazione entro valori minimi di taratura sul valore impostato e vengono visualizzati su display ad alta luminosità tutti i valori di taratura e lavoro.
• Avviamento graduale: la limitazione della corrente di spunto nei motori per pompe e ventilatori rende necessario l’utilizzo di quadri elettrici di comando con avviatori stella/triangolo o soft starters. La limitazione dei nostri quadri elettrici con Inverter elimina completamente l’utilizzo di questi dispositivi. Con l’inverter, l’avviamento sarà programmabile a piacere e la corrente richiesta alla partenza sarà sempre inferiore alla corrente nominale. Provvederà poi il DPF-REG ad accompagnare in brevissimo tempo il ventilatore a lavorare al suo punto ottimale di lavoro programmato. Si evitano così le costose bollette per gli sfasamenti di rete o gli ulteriori costi per le installazioni di unità di rifasamento.
• Riduzione del rumore: le emissioni acustiche di un ventilatore variano al variare della velocità. Riducendo la velocità di funzionamento del ventilatore, si ottiene una drastica riduzione del rumore emesso dal motore.

Per gli impianti di aspirazione con portate elevate, può essere conveniente valutare un recupero energetico invernale del calore, tramite scambiatori di calore.
Consideriamo come esempio un impianto di aspirazione e depurazione con una portata di circa 20000 m3/h di aria. Supponiamo che questa aria, ovviamente calda, sia a 20 °C. con temperatura esterna a 0 °C.
Q: 20000 m3/h; Te: 20 °C; Ti: 0 °C

In inverno questo calore che viene estratto deve essere reintegrato. Supponiamo che questo avvenga tramite un generatore di aria calda che preleva aria dall’esterno, la riscalda e la immette in ambiente. Il calore di cui abbiamo bisogno, in termini numerici corrisponde a: Qi = 20000 m3/h x 0,3 kcal/m3 °K x (20 °C – 0 °C) = 120000 kcal/h
Per ottenere una quantità di calore simile, il bruciatore deve produrre, con un rendimento del generatore del 90%, una quantità di calore pari a: Qf = 120000 kcal/h / 0,9 = 133300 kcal/h
Il metano genera, bruciando, 8200 kcal/m3. Quindi per ottenere Qf dobbiamo bruciare, all’ora: Pv = 133300 kcal/h / 8200 kcal/m3 = 16,25 m3/h
Ipotizzando: funzionamento giornaliero medio di 13 ore, 120 giorni lavorativi annuali e costo del metano di 0,34 €/m3, la spesa per reintegrare il calore portato via dall’impianto di aspirazione possiamo calcolarla:
Spesa senza recupero = 12,2 m3/h x 13 h x 120 g x 0,34 €/m3 = 8620,00 €/anno
Con il recupero energetico tramite scambiatore di calore, non avremo la temperatura dell’aria esterna da portare a 20 °C, ma la T di uscita del recuperatore che preriscalda l’aria esterna utilizzando proprio la stessa aria che noi buttiamo fuori a 20°C. Supponiamo che vengano recuperati 7 °C e che quindi il generatore debba riscaldare aria a questa temperatura invece che a 0 °C.
In tali condizioni il generatore deve fornire: Qi2 = 20000 m3/h x 0,3 kcal/m3 °K x (20 °C – 7 °C) = 78000 kcal/h
Con il rendimento del bruciatore a 0,9 abbiamo: Qf2 = 78000 kcal/h / 0,9 = 86600 kcal/h
I m3 di metano necessari diventano: Pv2 = 86600 kcal/h / 8200 kcal/m3 = 10,56 m3/h
E quindi la spesa annuale è di: Spesa con recupero = 10,56 m3/h x 13 h x 120 g x 0,34 €/m3 = 5600,00 €/anno
Questo si traduce in un risparmio anno: Risparmio annuo: 8620,00 – 5600,00 = 3020,00 €

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