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EfficienzaEnergeticaneiprocessiindustriali
EfficienzaEnergeticaneiprocessiindustriali
4regoleperottimizzarel’usodell’energianeiprocessiindustriali
1. Ridurrel’energianecessariaall’esecuzionedeiprocessiovveromisurareecontrollareciòchestaaccadendoenonmisurareciòcheèaccaduto;
2. Ridurreglisprechineisistemichedistribuisconoiservizienergeticiaisingoliimpianti;
3. Migliorarel’efficienzadeidispositivichetrasformanol’energiainserviziutili;
4. Recuperarel’energiacheattualmentevienepersa
2
EfficienzaEnergeticaneiprocessiindustriali
4regoleperottimizzarel’usodell’energianeiprocessiindustriali
1. Ridurrel’energianecessariaall’esecuzionedeiprocessiovveromisurareecontrollareciòchestaaccadendoenonmisurareciòcheèaccaduto)
Cosafare?
Utilizzarelemiglioritecnologiedisponibili
3
BAT’s nellafabbricazionedellacarta
Centraletermica:
• Migliorareilrendimentodellacaldaia
• Istallareunimpiantodicogenerazione
Sezioneimpasto
• Renderepiùefficientiglispappolatori
• Renderepiùefficientiiraffinatori
• Istallareinvertersuimotori
4
Sezioneformazionefoglioepressatura:
• Utilizzaretelepiùefficientinellatavolapiana
• Migliorarelecasseaspirantieilsistemadelvuoto
• Utilizzarepressepiùefficienti
• Istallareinvertersuimotori
Sezioneasciugatura
• Ottimizzareilsistemavapore-condensa
• Recuperareilcaloredellefumanedellacappa
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BAT’s nellafabbricazionedellacarta
Fabbricazionedellacartarisparmiorelativoall’energiatermica
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Fabbricazionedellacartarisparmiorelativoalrecuperodicalore
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Fabbricazionedellacartarisparmiorelativoall’energiaelettrica
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BAT’s nellaproduzionedelVetro
• Ottimizzazionedelprocessodicombustionemedianteilcontrollodeiparametrioperativi
• Ottimizzazionedellaprogettazionedelfornoedellasceltadellatecnicadifusione
• Utilizzodisistemiperilrecuperodicalore
• Preriscaldomiscelevetrificabilierottamedivetro
• Istallazionediinvertersuimotori
• Utilizzodilivellipiùelevatidirottamedivetro
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BAT’s nellaproduzionediLaterizi• Incrementodelledimensionideiforniperunaminore
produzionediscartieriduzionedelleperditedicalore
• Miglioramentodellechiusuredeiforniconl’introduzionedichiusuremetallicheetenuteadacquaosabbia
• Miglioramentodell’isolamentotermicodeiforniedellepistedeicarrelliconriduzionedelleperditedicalore
• Impiegodibruciatoriadaltavelocitàperunamaggioreefficienzadicombustioneedunmigliorescambiotermico
• Istallazionedimotoriacontrolloelettronicodivelocità
• Controlloautomaticodeiregimidicottura
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ProduzionediLaterizirisparmiodienergiatermica
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ProduzionediLaterizirisparmiodienergiaelettrica
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ProduzionediLaterizirecuperodienergiatermica
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BAT’s nellaproduzionedelleceramiche
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Essiccamentoaspruzzo• Macinazioneaumido• Innalzamentodeltenoreinsolidodellabarbottina• Recuperodienergiatermicadalfornodiessiccazione
Essiccamentopiastrelleformate• Ottimizzazionericircolazione ariadiessiccamento• Recuperoariadiraffreddamentodeiforni• Essiccatoiorizzontali
BAT’s nellaproduzionedelleceramiche
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Cottura• Impiegod’impastipiùfondenti• Sfruttamentoottimaledellacapacitàproduttiva• Riduzionedellospessoredellepiastrelle• Recuperoariadiraffreddamentodeibruciatori• Sostituzionediforni• Migliorarel’efficienzaconinterventisullevariabilidiprocesso
BAT’s nellaproduzionedell’acciaio
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Principalicicliproduttivinellaproduzionedell’acciaio:
1. Produzionecokemetallurgico2. Produzioneagglomerato3. Produzioneghisa4. Produzioneacciaio
BAT’s nellaproduzionedell’acciaio
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Produzionecokemetallurgico• Adozionidimacchinecaricatrici«smokeless»(realizzanouna
connessioneatenutatratelescopiomobileelebocchettedelfornodacaricare)
• Adeguamentodeipianiedellebocchettedicarica:materialerefrattarioapiùaltaefficienza;
• Adozionidiporteadelevatatenuta;• Revamping dellemuraturerefrattarieacaldo;• Controlliavanzati
BAT’s nellaproduzionedell’acciaio
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Produzioneagglomerato• Automazionedelprocessodiformazionedelcumulodi
omogeneizzato(implementazioneaplc delcontrollodituttelemacchinecostituentil’impiantodiomogenizzazione)
• Controlliavanzati;• Miglioramentoqualitàdell’agglomerato(attraversomaggioricontrolli
èpossibileottenereunmaterialesinterizzatopiùriccoinferro)
• Riduzioneconsumodienergiatermica:recuperodelcaloresensibilenelraffreddamentodeigasdisinterizzazione;massimizzareilricircolodeigasdiscarico)
BAT’s nellaproduzionedell’acciaio
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Produzioneacciaio• Motoriazionatitramiteinverter:riduzionesprechidienergiaelettrica
nellevariefasidilavorazione;• Recupero,puliziaeriutilizzocomecombustibiledelgas
prodottodalprocessodiaffinazione;• Sistemadicaricacalda
EfficienzaEnergeticaneiprocessiindustriali
4regoleperottimizzarel’usodell’energianeiprocessiindustriali
2. Ridurreglisprechineisistemichedistribuisconoiservizienergeticiaisingoliimpianti;
3. Migliorarel’efficienzadeidispositivichetrasformanol’energiainserviziutili;
4. Recuperarel’energiacheattualmentevienepersa
Cosafare?
Diagnosienergetica
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Diagnosienergetica
Scopodiagnosienergeticaè:
• Ilmiglioramentodell’efficienzaenergetica;• Lariduzionedeicostipergliapprovvigionamentienergetici;• Ilmiglioramentodellasostenibilitàambientalenellasceltaenell’utilizzodellefonti;
• L’eventualeriqualificazionedelsistemaenergetico.
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Obiettivi
• Razionalizzazionedeiflussienergetici;• Recuperodelleenergiedisperse;• Individuazioneditecnologieperilrisparmiodienergia;
• Ottimizzazionedicontrattidifornituraenergetica;• Gestionedeirischitecniciedeconomici;• Miglioramentodellemodalitàdiconduzioneemanutenzione.
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PrioritàInterventi
• Interventicostozero
• Interventibasso-mediocosto
• Interventialtocosto
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PrioritàInterventi
Listaopportunitàdirisparmioenergetico
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CentraletermicaListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Controllodellacombustione• Manutenzionedelgeneratore• Controllotemperaturagasdiscarico• Preriscaldoariadicombustione• Coibentazionesuperficidisperdenti• Recuperodicaloredaglispurghi• Cogenerazione• ………
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CentraletermicaControllocombustione-Combustionedelmetano
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CentraletermicaControllocombustione-Combustionepratica
Passandodallachimicadellacombustioneallacombustionepraticabisognatenercontoche:• icombustibilipossonoesseresolidi,liquidiegassosi;• SonocostituitidaquantitàvariabilidiCeH2;• lacombustioneavvieneinspazilimitatieintempibrevi.Pertantoèindispensabileavereariaineccessorispettoaquellateoricaancheseciònonassicurachelacombustioneavvengainmanieracompleta
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CentraletermicaControllocombustione-Eccessod’aria(E)
v Combustibilisolidi(carbonepolverizzato): 20%<e<40%v Combustibililiquidi:4%<e<20%v Combustibiligassosi(metano):1%<e<4%
§ pere=1%corrispondeunapercentualediCO2neifumiparia11,65%
§ pere=4%corrispondeunapercentualediCO2neifumiparia3,5%
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CentraletermicaControllocombustione-Puntodirugiadaacido
§ BruciandocombustibilicontenentizolfosigeneraaltreallaSO2anchelaSO3
§ LapercentualedellaSO3chesigeneradipendedalcontenutodizolfonelcombustibilemaanchedall’eccessod’ariautilizzato.All’aumentaredell’eccessod’ariaaumentalaSO3equindiil«puntodirugiada»
§ Per«puntodirugiada»s’intendelatemperaturaincuiinizialacondensazionedellaSO3checombinandosiconilvapored’acqua(H2O)daluogoall’acidosolforicoH2SO3
§ Valoritipicidel«puntodirugiada»sono:§ 180°C– 200°Cperilgasolio;§ 130°C– 140°Cperilmetano;
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CentraletermicaCoibentazionepareticilindriche
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L 300cmRi 2,5cmRe 2,8cmTi 300°CTe 295°Ck 30kcal/hm°C
Q 24936,32kcal/h
aggiuntaisolantes 5cmkisolante 0,029kcal/hm°CTe 50°C
Q 235,53kcal/h
Preriscaldoariadicombustione
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CentraleelettricaListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Verificarelapotenzadeitrasformatori• Controllareladistribuzionedeicarichielettrici
• Verificarel’impiantodirifasamento• Controllareildimensionamentodellesbarre/cavi
• VerificareAttacco/staccodeitrasformatori
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CentraleelettricaVerificapotenzatrasformatori
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Quandosulprimariovieneapplicataunatensioneelettricaalternatasinusoidale,pereffettodell'induzionemagnetica sicreanelnucleounflussomagnetico conandamentosinusoidale.PerlaleggediFaraday-Neumann-Lenz,questoflussovariabileinducenelsecondariounatensionesinusoidale.Latensioneprodottanelsecondarioèproporzionalealrapportotrailnumerodispiredelprimarioequelledelsecondariosecondolarelazione:[10]
k0
doveVp èlatensioneapplicatasulprimario,Vs latensioneindottasulsecondario,Np ilnumerodispiredelprimarioeNs ilnumerodispiredelsecondario,k0 èchiamatorapportoditrasformazione.
CentraleelettricaVerificapotenzatrasformatori
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Le perditeneitrasformatorisonodiduetipi:quelleindipendentidalcaricoequellefunzionedelcarico.Leprimesonoquasiesclusivamenteleperditenelferro edipendonodalquadratodelletensione.Taliperditesihannoquandoiltrasformatoreèconnessoadunasorgeteditensione(reteelettrica)indipendentementedalcarico.Pertantosonopresentianchequandoiltrasformatorelavoraavuoto.
Lesecondesonoproporzionalialquadratodellacorrenteesonoquasiesclusivamenteleperditenelrame.Siverificanoquandocircolacorrentepersoddisfarelarichiestadiuncaricoelettrico.
Inteoriasihachel’efficienzamassimaperuncertocaricosiraggiungequandoleperditeavuotoeacaricosonouguali.(fattoredicaricocompresotra35e55%).
Centraleelettrica
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Centraleelettricacontrollareildimensionamentodellelinee
• Leperdite dipendonoprincipalmentedall’effettoJoule.Sonopertantodirettamenteproporzionaliallaresistenzadeicaviosbarreealquadratodellacorrentecircolante.
• Laresistenzaèasuavoltadipendentedallaresistivitàdelmaterialedallalunghezzadelcavoeinversamenteproporzionaleallasezione.
• Iprincipaliparametridaconsiderarenellaprogettazione/verificadimensionamentodellelineedidistribuzionesonoladensitàdicorrenteelacadutaditensione.
• Ilcriteriolargamenteaccettatonelsettoreindustrialecorrispondeadunacadutaditensioneinferioreal5%nellecondizionioperativeacuicorrispondecirca2-3%diperditelungolelinee.
• Perladensitàdicorrenteunaregolageneraleèquellachemaggioreèlasezionedellalineapiùbassaeaccettabileèladensitàdicorrente.
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Centraleelettricaesempiodidimensionamentodiunalineaelettrica
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Dimensionamentolineaelettrica
perditepereffettoJoule P=R*I2 Wresistenzaelettricalinea R=ρL/S Ohm V/Aresistività ρ Ohm*m 1,78E-08corrente I A 112,76Lunghezza L m 1000sezione S m2
orefunzionamento h h 7000costounitarioenergiaelettrica Ce €/kWh 0,16perditaelettricaannua(euro) ρL/S*I2*Ce*hconduttoreinramecostounitarioconduttore Cu €/m3 56827pesospecifico kg/m3 8930InvestimentoIo Cu*L*S €
numerodiannidivitainvestimento n anni 20interesse(i=r+f-f') i % 5%fattorediannualità(i,n) FA anni 12,46
Centraleelettricaesempiodidimensionamentodiunalineaelettrica
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Beneficioannuale(elettricitàportataalpuntodiutilizzazione)costanteneltempocosìcomeleperdite
VAN=(Beneficioannuale-P)*FA-Investimento
dVAN/dS=-dP/dS*FA-dIo/dS
dVAN/dS=-d(ρL/S*I2*Ce*h)/dS*FA-d(Cu*L*S)/dS
derivatadelVAN=0permassimizzareilbeneficioovverominimizzareleperdite
VAN=0=-(ρL*I2*Ce*h)/S2*FA-Cu*L*
S2=-((ρL*I2*Ce*h)*FA)/(Cu*L)
S=√-((ρ*I2*Ce*h)*FA)/Cu m2 0,00023578
Centraleelettricaesempiodidimensionamentodiunalineaelettrica
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mm2 235,78 25 50 100 250 500 1000 2000 3000
Potenza(kW) 50,00ore(h) 7.000,00Energia(kWh)350.000,00Perdite(kWh) 6.719,69 63374,84 31687,42 15843,71 6337,48 3168,74 1584,37 792,19 528,12FC 54.924,85 45860,03 50930,01 53465,01 54986,00 55493,00 55746,50 55873,25 55915,50FA 12,46Io 13.398,75 1420,68 2841,36 5682,73 14206,82 28413,64 56827,27 113654,55 170481,82Sezione 0,000236 0,000025 0,00005 0,0001 0,00025 0,0005 0,001 0,002 0,003VAN(€) 671.086,27 570096,61 631859,17 660609,43 671040,31 663151,82 637897,34 582649,65 526348,91
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14Serie1 2,5E-05 0,00005 0,0001 0,00025 0,0005 0,001 0,002 0,003Serie2 570096, 631859, 660609, 671040, 663151, 637897, 582649, 526348,
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
VAN
Titolodelgrafico
Centraleelettrica:Energiareattiva• Èenergiareattiva quellachevieneassorbitadapartedimotori,
trasformatori,lampadeafluorescenzaeviadicendosenzaprodurrelavoro(solol’energiaattivaproducelavoro).
• Ilproblemaèchel’energiareattiva dell’utenzaprovocamaggioriconsumieimpegnosullelineedell’aziendaelettrica,laqualeaddebitairelativimaggioricostiall’utentetramitepenaliperbassofattoredipotenzaCosfi(Cosfi=cosenodell’angolodisfasamentotracorrenteetensione).
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Centraleelettrica:Rifasamento
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Centraleelettrica
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Centraleelettrica
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Centraleelettrica:Rifasamento
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Calcolodellapotenzadeicondensatorierisparmioenergetico
Qc
Q0
ϕ0
ϕr Qr
P
Qc=Q0-Qr=P(tgϕ0-tgϕr)=KrP
cosϕ0=0,6 ϕ0= 0,9 rad 53 ° tgϕ0 1,3cosϕr=0,95 ϕr= 0,3 rad 18 ° tgϕr 0,3
CentralefrigoriferaListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Utilizzareil“freecooling”• Controllarelatemperaturadelfluidofrigorigeno
• Puliregliscambiatori• Suddividereicircuiti• Evitareperditedirefrigerante• Coibentareletubazionifredde
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Ciclofrigorifero
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Ciclofrigorifero
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Risparmiodienergiaassociatoalrecuperodicaloredaunimpiantofrigorifero
1)Recuperodalcondensatore1330 kW
a Potenzafrigorifera kW 1400b Potenzaall'albero(assorbita) kW 500c fattoredicaricomedio % 70
d=c*(a+b)/100 caloredicondensazionealcaricomedio kW 1330e=0,6*d calorerecuperato kW 798 500
f=e/0,85(*) combustibileequivalente kW 938,82 kWg=f*860 kcal/h 807388,2
h=f*3600/1,055 Btu/hi=f*3600/41860 kgoil/h 80,73972
l orelavoroutilizzatorecalorerecuperato h/anno 2400m=i*l/1000 energiarecuperata(risparmioenergetico) TOE/anno 193,7753 1400 kW
Ciclofrigorifero
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2)Recuperodallubrificante(olio)diraffreddamento
a Potenzafrigorifera kW 1400b Potenzaall'albero(assorbita) kW 500c fattoredicaricomedio % 70
d=c*(a+b)/100 caloredicondensazionealcaricomedio kW 1330e=0,1*d calorerecuperato kW 133
f=e/0,85(*) combustibileequivalente kW 156,5g=f*860 kcal/h 134564,7
h=f*3600/1,055 Btu/hi=f*3600/41860 kgoil/h 13,5
l orelavoroutilizzatorecalorerecuperato h/anno 6000m=i*l/1000 energiarecuperata(risparmioenergetico) TOE/anno 80,7
(*) 0,85rendimentocaldaia
1330 kW
500kW
1400 kW
CentralefrigoriferaSostituzionediungruppofrigoconunopiùefficiente
50
� Pn = potenza nominale (kW)
� FC = fattore di carico
� h = tempo funzionamento (h)
� Cu = costo unitario energia (€/kWh)
� EERold = efficienza gruppo esistente
� EERnew = efficienza gruppo nuovo
CentraleariacompressaListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Evitareleperdite• Ridurrelapressionedell’ariacompressa• Dimensionareilcompressoresulladomanda• Usarecompressoridiversiperdiversilivellidipressione
• ValutarelaconvenienzaainstallareVSDsystem• Effettuarelamanutenzione• Valutarelaconvenienzadirecuperidicalore
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CentraleariacompressaEnergyEfficiency BREF2009
• Compressedairaccountsforasmuchas10%ofindustrialconsumption
• Nowadaysinvestmentisgovernedbylifecyclecostanalyses,especiallywiththesupplyofanewCAS.EnergyefficiencyisconsideredamajorparameterinCASdesign,andthereisstillpotentialintheoptimizationofexistingCASs.Thelifetimeofalargecompressorisestimatedat15to20years.Inthistime,thedemandprofileinafacilitycanchangeandmayneedtobereassessed,andinadditiontothis,newtechnologiesarebecomingavailabletoimprovetheenergyefficiencyofexistingsystems.
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CentraleariacompressaEvitareleperdite
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CentraleariacompressaRidurrelapressionedell’ariacompressa
• Progettareipercorsieledimensionidelletubazioniperridurreleperditeditrasportoediconseguenzalapotenzaelapressionedifunzionamentorichiestaaicompressori.
• Seilprocessoproduttivoloconsentesuddividerelareteinsottoretieserciteapressionidiverse.Conunapressionedilavorodi7barogniincrementodi1bardipressionecomportaunaumentodel 7%deiconsumi
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CentraleariacompressaValutarelaconvenienzadirecuperidicalore
55
CentraleariacompressaValutarelaconvenienzadirecuperidicalore
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PompeesistemidipompaggioListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Dimensionarelepompesulladomanda• Ridurreleperditedicarico• Dimensionarecorrettamenteilcircuito• Controllarel’efficienzadellepompe• Eliminareleperditediliquido• ……..
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PompeesistemidipompaggioDimensionarelapompasulladomanda
IlrendimentoηdiunapompaèilrapportotralapotenzautileWu elapotenzaassorbitaW,cioèη=Wu/W.Lacurvadeirendimentihaunandamentodapprimaascendenteepoidiscendente.Nelpuntodimassimorendimento(oinunintornodiesso)ilfunzionamentodellapompaèquelloottimale.
58
La potenza W è il prodotto della portata Q per la prevalenza H e per la densità d del fluido (W=Q·d·H). Se si rappresentano in diagramma la portata Q sull’asse delle ascisse e la Potenza assorbita W sull’asse delle ordinate, si ottiene la curva portata-potenza. Tale curva è generalmente ascendente, cioè sale all’aumentare della portata.
LacurvacaratteristicadiunapomparappresentalevariazionidellaprevalenzaHinfunzionedellaportataQ.Lacurvaportata-prevalenzadellapompavienetracciatasperimentalmenteperpunti,anumerodigiricostante.Leprevalenzedecresconoall’aumentaredellaportata(eviceversa).Senededucequindiche:lapompacentrifuga,avelocitàdirotazionencostante,convogliaunaportataQcheaumentaconildiminuiredellaprevalenzaH.Quandolaportataèzerolaprevalenzaraggiungeilvaloremassimo.
PompeesistemidipompaggioDimensionarelapompasulladomanda
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Secambiailnumerodigiridellamacchinacambianopuresialacurvacaratteristica,siaquelladelrendimentosiaquelladellapotenzaassorbita.Infigurasonorappresentatelafamigliadellecurvecaratteristicheedellepotenzeassorbiteadifferentivelocitàdellagirantesonorappresentateincuisonopuresegnatelecurvedirendimentocostanteaventiunaformaovale.
Ilpassaggiodaunacondizionedifunzionamentoadun'altrasipuòfaremoltoagevolmentetenendopresentechelaportataQ,laprevalenzaHelapotenzaWrilevateangirielaportataQx,laprevalenzaHx elapotenzaWx quandoilnumerodigiriènx ,sussistonoleseguentirelazioni:
PompeesistemidipompaggioDimensionarelapompasulladomanda
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Velocità di sincronismo motore asincrono
• n: numero di giri• f: Frequenza di alimentazione motore (50 Hz)• p: numero di poli (2, 4, 6, 8)
• Il carico applicato produce, in genere, uno scorrimento fra la velocità reale e la velocità sincrona del motore. Di solito, questo scorrimento ha un valore ridotto, attorno all’ 1 – 3 % del valore della velocitá sincrona.
• Un modo per ottenere un motore a velocità variabile è modificare la frequenza di alimentazione.
• Il dispositivo che serve a questo scopo riceve il nome di convertitore di frequenza.
PompeesistemidipompaggioDimensionarelapompasulladomanda
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PompeesistemidipompaggioDimensionarelapompasulladomanda
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riduzionediportataconvalvolastrozzatriceh Q H ρ η g W Eore m3/h m kg/m3 m/s2 kW kWh
950 220 85 1000 0,65 9,81 78,40 74476,3540 200 95 1000 0,66 9,81 78,45 42361,4730 160 110 1000 0,64 9,81 74,94 54704,4
1000 120 128 1000 0,53 9,81 78,97 78973,61200 110 130 1000 0,51 9,81 76,41 91688,24420 342.204
riduzionediportataconinverterη n Q H W nx Qx Hx Wx E
m3/h m kW kW kWh0,65 3000 220 85 78,4 78,4 74476,30,65 3000 220 85 78,4 2727 200 70,25 58,9 31806,10,65 3000 220 85 78,4 2182 160 44,96 30,2 22014,5
0,65 3000 220 85 78,4 1636 120 25,29 12,7 12722,4
0,65 3000 220 85 78,4 1500 110 21,25 9,8 11759,4152.779
VentilatoriListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Sceglierecorrettamenteilventilatore• Ridurreleperditedicaricodelcircuito• Eliminareleperditedifluido• Verificarelecondizionioperative• Limitareivolumitrattatialleeffettiveesigenzedelcarico
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EdificiindustrialiListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Coibentazionesuperficidisperdenti• Controllarelatemperaturadegliambienti• Evitareleperditedicalore• Limitareglispaziriscaldati• Conservarel’efficienzadell’impianto• Installarecontrolliautomaticiditemperatura
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EdificiindustrialiCoibentazionesuperficidisperdenti
65
EdificiindustrialiCoibentazionesuperficidisperdenti
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EdificiindustrialiCoibentazionesuperficidisperdenti
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EdificiindustrialiConsumodicombustibile
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Superficie U GG h η Pci Combustibilem2 W/m2K W/m3 m3
tettopianoinlaterocementomediolivelloisolamento
150 0,7 2100 24 0,95 9.593 581
muraturacassavuotainlaterizioforato(30cm)
100 1,15 2100 24 0,95 9.593 636
muraturacassavuotainlaterizioforato(30cm)pocoisolata
90 0,78 2100 24 0,95 9.593 388
muraturainblocchiforariincalcestruzzo(30cm+intonaco)
90 1,22 2100 24 0,95 9.593 607
muraturaconmattonialveolatiealtolivelloisolamento
100 0,34 2100 24 0,95 9.593 188
solaioinlaterocemento 150 1,3 2100 24 0,95 9.593 1.078vetrocameraconintercapedineariatelaioinlegno
60 2,8 2100 24 0,95 9.593 929
totale 4.408
EdificiindustrialiCoibentazionesuperficidisperdenti
69
s= -R1λ 0,17
FA= 12,46I0= 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000
Δk= 0,81 1,09 1,23 1,32 1,38 1,42 1,45 1,47 1,49 1,51 1,52s= 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22
VAN= 39692 53733 60347 63945 66023 67228 67885 68176 68210 68057 67763
(𝑋 ∗ 𝐹𝐴 ∗ λ)/(𝐶𝑚𝑎𝑡 ∗ 𝑆).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11s= 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22VAN= 39692 53733 60347 63945 66023 67228 67885 68176 68210 68057 67763
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
VAN
VAN=(RISP)*(FA)-I0
RISP=(Cc*Gg*24*0,9*S*Δk)/(η*Pci)
Cc= 1,4 €/m3 CostodelcombustibileGg= 2000 gradigiornodellalocalità
24 h oregiorno0,9 coefficientechetienecontodell'attenuazionenotturna
S= 500 m2 superficiedellaparetedacoibentareΔk= kcal/hm2°C variazioneditrasmittanzadovutaallacoibentazioneη= 0,85 rendimentomediodell'impianto
Pci= 8250 kcal/m3 poterecalorificoinferioredelcombustibile
EdificiindustrialiCoibentazionesuperficidisperdenti
70
s= -R1λ 0,13
FA= 12,46I0= 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000
Δk= 0,81 1,09 1,23 1,32 1,38 1,42 1,45 1,47 1,49 1,51 1,52s= 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22
VAN= 24088 32757 36651 38607 39586 40004 40069 39899 39564 39108 38562
(𝑋 ∗ 𝐹𝐴 ∗ λ)/(𝐶𝑚𝑎𝑡 ∗ 𝑆).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11s= 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22VAN= 24088 32757 36651 38607 39586 40004 40069 39899 39564 39108 38562
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
VAN
VAN=(RISP)*(FA)-I0
RISP=(Cc*Gg*24*0,9*S*Δk)/(η*Pci)
Cc= 0,9 €/m3 CostodelcombustibileGg= 2000 gradigiornodellalocalità
24 h oregiorno0,9 coefficientechetienecontodell'attenuazionenotturna
S= 500 m2 superficiedellaparetedacoibentareΔk= kcal/hm2°C variazioneditrasmittanzadovutaallacoibentazioneη= 0,85 rendimentomediodell'impianto
Pci= 8250 kcal/m3 poterecalorificoinferioredelcombustibile
EdificiindustrialiLimitareglispaziriscaldati
Assenzadigradientetermicoequindiminoridispersioni
Neilocaliriscaldaticonimpiantiadirraggiamento,l'assenzadiunmarcatogradientetermicoriducelastratificazionedell’ariaequindiilcaricotermiconecessarioalriscaldamentodellocale.
71
Lapercezionedicomfortdiunambienteèlegatanonsoloallatemperaturadell’aria(TA)maanchealletemperaturedellesuperficichecircondanoilcorpo(TemperaturamediaradianteTMR).Lafiguramostralecondizionidicomfortperglioperatoridiuncapannoneindustriale,impegnatiallemacchineutensili.Nelcasodiunimpiantoconvettivoilcomfortpuòessereraggiuntoperunatemperaturadell’ariaedelleparetidi17°C;utilizzandounimpiantoradiantesipuòridurrelatemperaturadell’ariaadappena15°C,portandolatemperaturamediaradiantea22°C.
MotorielettriciListaopportunitàdirisparmioenergetico
• Eseguirecorrettamenteriparazionieriavvolgimenti
• Installaremotoriaaltaefficienza• Selezionareimotoriasecondadelcarico• Fermareautomaticamenteimotori• Valutarelaconvenienzaainstallaredispositiviavelocitàvariabile
72
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.Cosachiedersi?
• Quantimotoricisono?• Sonoinfunzionesoloquandoènecessario?• Perquantotempofunzionano?• Sonopresentimotoridigrossapotenza?• Quantepompeeventilatoricisono?• Qual’èilfattoredicarico?• Sonopresentivalvole“strozzatrici”diflusso?
73
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.Cosatenerepresente?
S.E.=(Pn*FC*h*Cu)/Eff
• S.E.=spesaenergetica• Pn =potenzanominale• FC=fattoredicarico• h =tempofunzionamento• Cu =costounitarioenergia• Eff. =rendimentomotore
74
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici. Cosafare?
• Ridurrelapotenza• Ridurreiltempodifunzionamento• Ridurreilcostounitariodell’energia• Migliorarel’efficienzaenergeticadelsistema.
75
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.
RegolamentoEuropeo640/2009stabiliscel’efficienzaminimadeimotorieil
calendariodiapplicazione
• Dal16/06/2011livellominimoIE2• Dal01/01/2015motoriconpotenzada7,5a375kWefficienzaminimaIE3oIE2seconinverter
• Dal01/01/2017motoriconpotenzada0,75a375kWefficienzaminimaIE3oIE2seconinverter
76
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.
RegolamentoEuropeo640/2009
77
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.
IntheEuropeanUnion,wideranginglegislationhasbeenratifiedwiththeobjectivetoreduceenergyusageandinturnCO2 emissions.EURegulation640/2009andthesupplement04/2014involveenergyusageand/ortheenergyefficiencyofinductionmotorsintheindustrialenvironment.ThestandardIEC60034-30-1:2014definesefficiencyclassesfor50and60Hzandstipulates,worldwide,whichmotorsareinvolvedandwhichexceptionsapply.TheEURegulationisessentiallybasedonthisstandard.NewefficiencyclasseshavebeendefinedinIEC60034-30-1forinductionmotors(IE=InternationalEfficiency):• IE1(StandardEfficiency)• IE2(HighEfficiency)• IE3(PremiumEfficiency)• IE4(SuperPremiumEfficiency)
78
Esempiodidiagnosienergeticasuimotorielettrici.Calcolodelrisparmio?
• Pn =potenzanominale(kW)• FC =fattoredicarico• h =tempofunzionamento(h)• Cu =costounitarioenergia(€/kWh)• IEstand =efficienzamotoreistallato• IE3 =efficienzamotorenuovo
79
Illuminazione
80
Incandescenza Alogenaadincandescenza
Fluorescente Fluorescentealta
frequenza
Vaporidimercurio
alogenurimetallici
Sodioadalta
pressione
Sodioadbassa
pressione
LED
Potenza(soltantolampada)
W 100 500 36 32 250 400 400 180 10
Lumen(flussoluminoso)
lm 1.500 12.500 2.600 3.200 14.000 32.000 48.000 33.000 1.000
efficienzadellalampada
lm/W 15 25 72 100 56 80 120 183 100
Potenza(soltantoballast/dimmer)
W 0 0 10 4 16 25 35 30 <0,2
efficienzalampada(comprensivadiballast/dimmer)
lm/W 15 25 57 89 53 75 110 157 98
coefficientediutilizzazioneCU
% 70 70 70 70 40 40 40 40 90
Efficienzatotale lm/W 11 18 40 62 21 30 44 63 88vitatecnologica h 1.000 3.000 7.500 12.500 10.000 10.000 10.000 10.000 50.000
CU:rapportotrailflussocheraggiungeilpianodilavoroeilflussototale
Illuminazione
81
SostituzionedilampadefluorescentiaaltafrequenzaconLED
HFCFL LEDDatitecnici riferimento nuovo
a flussoluminosoiniziale lm 3.000b potenzaelettricaassorbitaperlampada W 50 30
c=a/b efficicenzalampada lm/W 100 100d potenzaelettricaassorbitaperlampada+ballast W 56 31
e=a/d efficicenzalampada+ballast lm/W 89 98f coefficientediutilizzazione % 60 90g fattoredidecrementoprestazionaleperlampada % 90 90h fattoredisporcamento % 90 90
i=e*f*g*h/10^6 efficienzaluminosaperWatt lm/W 43,39 71,47l=a*f*g*h/10^6 efficienzaluminosaperlampada lm 2430(*) 2.187
m flussoilluminamentomediorichiesto lx 600(*) 600n superficieilluminata m2 5.000 5.000
o=m*n illuminazionetotalerichiesta lm 3.000.000 3.000.000p=o/l numerodilampaderichieste n.lampade 1235(*) 1.372q=o/i potenzaelettricarichiesta W 69.160 41.975
KPI=q/n potenzaistallataperunitàdisuperficie W/m2 13,8 8,4Risparmioenergetico/economico
w oredilavoroannuali h/anno 5.000 5.000EC=w*q/1000 consumoenergeticoannuale KWh/anno 345.800 209.877
ES=EC(REF)-EC(Nuovo) Risparmienergeticoannuale KWh/anno 135.923CA costounitarioEE €/kWh 0,15 0,15
CS=ES*CA Risparmiospesaenergetica €/anno 20.389
82
Grazieperl’attenzione