Aria compressa, soluzioni per l'ottimizzazione dei costi ... · 39 Luca Bicchierini Seminario...

transcript

1 Luca Bicchierini Seminario Università di Pavia – Facoltà di Ingegenria 6 Giugno 2008

luca.bicchierini@it.atlascopco.com

DIPARTIMENTO DI

INGEGNERIA ELETTRICA

DEPARTMENT OF

ELECTRICAL ENGINEERING

Va ferrata, 1 - 27100 Pavia Per informazioni: ++39-0382-505-250 fax ++39-0382-422-276

"Aria compressa, soluzioni per l'ottimizzazione dei costi energetici"

Pavia, Venerdì 13 GIUGNO 2008 – AULA SEMINARI PIANO E

9,30-11,00

Luca BICCHIERINI Atlas Copco Italia

Premesse

Il prodotto: il compressore d’aria e le sue applicazioni

Quali soluzioni per il risparmio energetico

Componenti e differenze nelle loro applicazioni

Measurement box vs. Air-scan

Principi teorici e pratica

Esempi pratici con costi

"Aria compressa, soluzioni per l'ottimizzazione dei costi energetici"

Atlas CopcoAtlas Copco

Fondata nel 1873 in SveziaLeader mondiale nel settore dell’aria compressa

Presente in 150 paesi Circa 26 000 dipendenti

5 miliardi di Euro di fatturato

Innovazione

Impegno

Interazione

VALORI

Il Risparmio energetico

Airscan

Comp. VSD

EssiccatoriES - VSD

Retrofit MKIV

Energia

Sistemi ES

Energy Recovery

Motori EFF1

XchangeMotor

– Il prodotto: compressore di aria

Efficienza energetica negli usi industriali dell’aria compressa

Luca Bicchierini Seminario Università di Pavia – Facoltà di Ingegenria 6 Giugno 2008

Compressore

Tipologie di compressore

Compressore a vite lubrificato

Compressore a vite non lubrificato

– Le applicazioni

IndustriameccaniaIndustriameccania

Industriachimica e petrolchimica

Navale& off-shoreNavale& off-shore

IndustriealimentariIndustriealimentari

CostruzioniCostruzioni

Applicazioni

ApplicazioniApplicazioni

Settore ferroviario edei trasportiSettore ferroviario edei trasporti

Settore sanitarioSettore sanitario

Cannoni per innevamentoCannoni per innevamento

Lavorazioni

Verniciatura

Assemblaggio

Carpenteriametallica

ForaturaGiunzioni

Il parco installato in Europa al 1999

Nazione Totale 10-110 kW 110-300 kW

Germania 62.000 43.400 18.600

Italia 43.800 30.660 13.140

Francia 43.765 28.885 14.880

Gran Bretagna

55.000 46.750 8.250

Grecia+ Spagna+ Portogallo

35.660 25.685 9.976

Resto dell’Europa

81.040 56.015 25.024

Totale 321.265 231.395 89.870

Compressori a vite con potenza compresa fra 4 - 250 Kw il mercato in Italia

Compressori a vite con potenza compresa Compressori a vite con potenza compresa fra 4 fra 4 -- 250 250 KwKw il mercato in Italiail mercato in Italia

Compressori a vite con potenza compresa fra 4 - 250 Kw segmentazione del mercatoCompressori a vite con potenza compresa Compressori a vite con potenza compresa fra 4 fra 4 -- 250 250 KwKw segmentazione del mercatosegmentazione del mercato

– Principali aree di intervento per la riduzione dei consumi

CAS consumption, TWh

France

Germany

EU other

80 TWh in Europa

Fonte: Compressed Air System in the European Union, Peter Radgen and Edgar Blaustein, final Report October 2000.

Informazioni generaliConsumi di energia elettrica in Europa per la produzione di aria compressa

Nazione Totale consumo di

energia elettrica dei compressori (TWh)

% del totale consumo di energia per uso

industriale Germania 14 7

Italia 12 11

Francia 12 11

Gran Bretagna 10 10

Resto d’Europa 32 11

Informazioni generaliConsumi di energia elettrica in Europa per la produzione di aria compressa

Pompe20%

Compressori aria17%

Compressori ref r.11%

Ventilatori18%

Altro34%

Utilizzo dell’energia elettrica assorbita dai sistemi motoreFonte: Il Programma Europeo Motor Challenge

Risparmio %Motorizzazionimotori ad alta efficienza 2-8corretto dimensionamento 1-3variatori di velocità 10-50trasmissioni più efficienti 2-10

Sistemi aria compressa 33Sistemi ventilazione 17.5

Risparmi potenziali per il sistemaFonte: Il Programma Europeo Motor Challenge

http://motorchallenge.casaccia.enea.it/

energiaenergia

manutenzionemanutenzione investimentoinvestimento

>70%>70%

EnergiaIl ciclo di vita (Life Cycle Cost) di un compressore: i costi

33% il potenziale di risparmio

Strumento di diagnosiAirscanTecnologie disponibiliCompressori VSDAirOptimizerAirConnectEnergy recoveryEssiccatori ES – VSDMotori EFF1

Reducing air leaks

Overall system design

Recovering waste heat

Adjustable speed drives

All other measures

Fonte: SAVE Programme XVII/4.1031/Z/98-266

Principali aree di intervento per ridurre i consumi

Reducing air leaks

Overall system design

Recovering waste heat

Adjustable speed drives

All other measures

Fonte: SAVE Programme XVII/4.1031/Z/98-266

Airscan – Airnet - Workplace

Compressori VSD

Energy Recovery

Sistemi ES – Airoptimizer

Retrofit MKIV- settaggio di due pressioni

Airscan

Aree di intervento vs risposte tecnologiche

Scelta del sistema di compressione ideale (quantità, qualità e pressione dell’aria oltre che localizzazione degli utilizzi)

maggiore è la qualità dell’aria e maggiori sono i costi (compressori lubrificati o oil-free)

un errato sovradimensionamento del gruppo compressore-motore, comporta che il motore funzioni a carico parziale per buona parte del tempo di utilizzo

evitare la produzione di aria compressa a pressioni più alte di quelle richieste

evitare gli usi impropri dell’aria compressa (ad esempio per la produzione di vuoto o per la pulitura. L’utilizzo di compressori in sostituzione di ventilatori).

Miglioramento della rete di distribuzione

progettare con perizia i percorsi e le dimensioni delle tubazioni affinchèsiano ridotte le perdite di trasporto e quindi la potenza e la pressione di funzionamento richiesta per i compressori. Utilizzare componenti per la tubazione che riducono le perdite di carico.

Suddividere la rete in due o più sottoreti esercite a pressioni diverse qualora il processo produttivo lo consenta, invece di produrre tutta la portata richiesta alla massima pressione. (ogni incremento di pressione di 1 bar nella rete di distribuzione, comporta un aumento del 7% dei consumi, con pressioni di lavoro nell’intorno dei 7 bar)

Verificare che non siano presenti perdite dovute a fori o tenute non perfette. (ad un foro di 1 mm è associabile a 6 bar una perdita di portata in volume di circa 1 l/sec, cui corrisponde una maggiore potenza del compressore di 0,3 kW. Nel caso di un foro di 3 mm la portata perduta è pari a 10 l/sec e il conseguente incremento in potenza necessario per produrla è di 2,6 kW)

I costi dell’energia elettrica in Italia

0,0626

0,0786

0,1027

0,0541

0,0810

0,0946

0,0880

0,0837

0,08252007

0,05870,0462Svezia

0,06530,0621Austria

0,09340,0843Italia

0,05330,0533Francia

0,07210,0686Spagna

0,08710,0780Germania

0,08300,0695Belgio

0,07660,0682EU (15 paesi)

0,07550,0672EU (25 paesi)20062005Euro/KWh

Fonte:Eurostat

Prezzo dell’energia per utenze industriali con consumi annui di 2 000 MWh, domanda massima di 500 kW. Prezzi in Euro per kWh tasse non incluse.

– Il controllo dei compressori a velocitàvariabile

Principi difunzionamento

2 x f x 602 x f x 60pp

N =N =

N= velocità di sincronismo giri/min (il motore ruota sempre a velocità da 1 al 5%inferiore della velocità di sincronismo del campo magnetico)f = frequenza di rete (Hz)p = numero di poli del motore

DomandaDomanda didi ariaaria Aria Aria fornitafornita

FrequenzaFrequenza

VelocitVelocitààmotoremotore

Aria e Aria e velocitvelocitàà

PotenzaPotenza assorbitaassorbita

TempoTempo0 %0 %

TrasduttoreTrasduttore didipressionepressione

FunzionamentoFunzionamento didi un un compressorecompressore VSDVSD

Potenze assorbite

Compressore VSD Compressore Carico/Vuoto

0 12.5 25 40 50 60 75 80 100

FAD [%]

energy savings

Load/no load

Perché risparmiaPerché risparmia

Calcolo del risparmio di un VSD vs. tradizionale

PRODOTTO DI POTENZA DI TARGA KW 75 COSTO STIMATO AL KWH = 0,1 Euro

% CARICO ELETTRICO ORE DI FUNZION. % DELLA POT. MAX KWH CONS. KWH CONS. RISP. ENERGIA RISP. ENERGIAGIORNALIERE ASSORBITA SENZA INVERTER CON INVERTER KWH/GIORNO EURO/GIORNO

100% 6 100 450 450 0 080% 4 85 255 240 -15 -1,560% 4 70 210 180 -30 -350% 6 62,5 281 225 -56 -5,62530% 4 47,5 143 90 -53 -5,25

TOTALE 24 1338,75 1185 -153,75 -15

NELL'IPOTESI DI 200 GIORNI LAVORATIVI ALL'ANNO SI OTTIENE UN RISPARMIO DI 3.075 Euro

ESEMPIO DI CALCOLO DEI RISPARMI DI ENERGIA ELETTRICA CONSEGUIBILI GRAZIE ALL'UTILIZZO DI UN COMPRESSORE VSD

Punti di forza del VSDBENEFICI

Sensibile riduzione della bolletta energetica

Diverse pressioni-stesso compressore

Riduzione della bolletta energetica

Lunga vita alle componenti meccaniche ed elettriche e nessuna penalizzazione causata dalla potenza reattiva

Riduzione della bolletta energetica grazie all’elevato rendimento dei componenti elettrici

Riduzione degli ingombri, delle perdite di carico e dei costi di installazione

Minori consumi di acqua di raffreddamento

CARATTERISTICHE

Risparmio energetico fino al 35%

Flessibilità di pressione 4-13 bar

Stabilità di pressione +/- 0,1 bar

Nessun picco di corrente all’avviamento

Elevato fattore di potenza

Totale integrazione

Valvola termostatica per i modelli raffreddati ad acqua

36 Air Academy -Oil-Free (SOLO PER USO INTERNO)

AIRScan

Check-up energetico gestionale

Obbiettivi

Avere una più chiara consapevolezza dell’energia coinvolta nella produzione di aria compressa;Individuare e quantificare le potenzialità di risparmio

Distribuzione

Domanda

Fornitura

Approccio ai sistemi

AIRScanL’indagine

N°3 tipologie specifiche di servizio, eventualmente integrabili

Airscan: nella sua impostazione tradizionale (misura delle portate - pressioni - consumi elettrici) > simulazioni e proposte migliorative

Le tre possibili tipologie di indagine

Airscan: per le perdite di rete

Airscan: per analizzare la qualità dell’aria

AIRScanTM

Perfino una piccola perdita può causare costi rilevanti e tempi di inattività

Perdita di aria (l/s) a 12 bar*

Perdita di potenza kW del compressore**

Costo annuo (Euro)

2349728,610810

58337,1275

21362,6103

2460,311

Costo annuo (Euro)

Perdita di potenza kW del compressore **

Diametro del foro: mm

AIRScanTM

Per le perdite di rete

6 bar 7 bar 10 bar 12 bar

28,6 kW X 8000 h/anno X 0,1027 Euro/kWh = 23.500 Euro ogni anno

* Temperatura ambiente 15°C, pressione espressa in valori assoluti e foro con coefficiente di scarico pari a 1.

** Potenza equivalente per la compressione della corrispondente portata in condizioni di trasformazione adiabatica.

Le 5 aree di ottimizzazione evidenziate dall’Airscan

Dato misurato

Simulazione risparmio(risparmi medi sulla base degli Airscan effettuati)

Introduzione di un compressore VSD

Introduzione di un ES130 - Airoptimizer

Eliminazione perdite dalla rete

Ottimizzazione settaggi di pressione

Incremento del volume della rete

AIRScan

0,8 anno

0,3 anno

30.000

10.000

36.8007.475140.487ES - Airoptimizer147.962Cliente D

0,7 anno1.500 + 3.000

31.300

(20% -6.300)

6.360 (perdite)

Valutazione perdite rete

Cliente C

2,3 anni230.00096.60019.60081.800ZR315VSD101.400Cliente B

044.4009.016287.094Settaggi pressioni296.110Cliente A

Tempo ritorno investimento (anni)

Investimento

(Euro)

Risparmio (Euro)(48s e 0,1027 Euro/kWh)

Risparmio (kWh)Settimanali

Consumo Simulato (kWh)Settimana

InterventoConsumo base (kWh)Settimana

Cliente

La simulazione dimostra che i tempi di ritorno degli investimenti sono brevi

Modalità di effettuazione di un Airscan

1. Sopralluogo2. Offerta3. Ordine4. Installazione strumenti5. Misurazione6. Disinstallazione strumenti7. Report fotografia situazione attuale8. Simulazione risparmi possibili9. Presentazione Report al cliente (situazione

attuale + simulazioni risparmio)

AIRScan – Cosa si misuraTM

Portata aria– Misura della portata richiesta dalla rete aria compressa

Potenza– misura della potenza elettrica impiegata nella produzione di aria

Pressione

Temperatura

Determinazione delle perdite– Identificazione e quantificazione delle perdite che generalmente costituiscono circa

il 20% della richiesta d’aria del sistema

Qualità dell’aria– Punto di rugiada

AIRSCAN

Portata aria - Misura della portata richiesta dalla rete aria compressa

Potenza- Misura della potenza elettrica impiegata nella produzione di aria

Pressione- Misurata con apposito strumento

Temperatura

Determinazione delle perdite- Identificazione e quantificazione delle perdite che generalmente

costituiscono circa il 20% della richiesta d’aria del sistema

Qualità dell’aria- Punto di rugiada

MBOX lite

Portata aria - Estrapolata dagli assorbimenti

Potenza- Misura della potenza elettrica impiegata nella produzione di aria

Pressione- Inserita sul dato del pressostato della macchina o del serbatoio

Temperatura- No

Determinazione delle perdite- No

Qualità dell’aria- No

AIRScanCosa si misura

Utensili per laforatura delle tubazioni

Misuratore di condizioni aria ambiente

Rilevatore di fughe d’aria di rete

Misuratore di portata Dispositivi di registrazione dati

Spessore tubazioniSensori / misuratoridi potenza elettrica

Analizzatore punto di rugiada Misuratore pressione

AIRScan Gli strumentiTM

AIRScan – InstallazioneTM

Misure elettriche– Energia assorbita

AIRScanLa tipologia delle misurazioni effettuate

Misure fluidodinamiche– Portata– Pressione– Temperatura

Fotografia della settimana di MisurazioneQuanti kWh ha consumato il cliente

per produrre aria compressa

AIRScanLa fotografia dell’impianto

La situazione attuale (misurata) è confrontata con 5 possibili aree di miglioramento:

1. Simulazione presenza di un compressore a velocità variabile (VSD)

2. Simulazione dei risparmi indotti dall’eventuale presenza di un sistema Airoptimizer (ES130-130V-130T)

3. Valutazione delle fughe di aria dalla rete

4. Simulazione differenti settaggi di pressione (fine tuning)

5. Incremento volume di rete

AIRScanBenefici per il cliente – la simulazione

1. Simulazione presenza di un compressore a velocità variabile (VSD)

•Cliente 1 (BG)

•Cliente 2 (BS)

AIRScanRelazioni tipo

30%9.530Simulazione

Mattei Maxima 75 e GA 90 VSD

-13.615Caso baseMattei Maxima 75

(75kW), Mattei 15 ERR 250 (45 kW), Mattei

ERS 2045 H (45 kW)

Risparmio energetico rispetto

al caso base

kWh consumati (settimana)

Condizione

Risparmio = 4.085 kWh/sett. x 52 sett./anno x 0,1027 €/kWh = 21.800 €/anno

Cliente 1

I vantaggi simulatiAIRScanTM

Cliente 2

AIRScanLa fotografia dell’impianto

18%38.262

Simulazione

3 x ZR250

ZR250 VSD

-46.888

Caso base

4 x ZR250

Risparmio energetico rispetto al caso base

kWh consumati

(settimana)

Condizione

Cliente 2

Risparmio = 8.626 kWh/sett. x 52 sett./anno x 0,1027 €/kWh = 46.000 €/anno

AIF 058986

AIF 058987

AIF 069168

AIF 069167

ZR 250-10 ZR 250-10 ZR 250-10 ZR 250-10

C1 C2 C3 C4

Ore di funzionamento nei vari stati

Ore Fermo Ore a vuoto Ore a carico

Cliente 2 – Situazione attuale

Compr. Modello

C1 ZR 250-10C2 ZR 250-10C3 ZR 250-10C4 ZR 250-10

Ore totali vuoto e carico

Ore a carico Ore a vuoto Ore

53 21 32 11534 28 6 134

155 84 71 13155 17 138 13

Energia consumata = 46.888 kWh/sett. Di cui: 80% a carico20% a vuoto

Cliente 2 – Situazione attuale

Energia consumata = 38.262 kWh/sett.Di cui: 91% a carico9% a vuoto

Energia Totale assorbita

Energia totale a vuoto Energia totale a carico

Con ZR250 VSDRapporto energia consum ata a vuoto/energia consum ata a carico

energia consumata a vuoto energia consumata a carico

Risparmi economiciTab. 9: Risparmi economici

Risparmio Economico Perdite VSD Totale # [€/anno] [€/anno] [€/anno]

1 27.292 13.620 40.9122 0 12.008 12.0083 0 12.003 12.0034 26.000 18.126 44.1265 35.944 10.367 46.3116 0 19.696 19.6967 27.281 28.814 56.0958 0 26.096 26.0969 24.851 17.941 42.79210 0 29.273 29.27311 0 30.238 30.23812 0 49.889 49.88913 0 33.031 33.03114 0 14.919 14.91915 0 20.530 20.53016 14.257 76.004 90.26117 2.237 3.316 5.55318 0 889 88919 27.001 147.655 174.65620 11.169 742.044 753.213

Totale 196.032 1.306.459 1.502.491

2. Simulazione dei risparmi indotti dal sistema ES - Air Optimizer

(ES130-130V-130T)

AIROptimzer

ES 130

Soluzioni disponibili

Riduzione della banda di pressione (fino ad un minimo di 0,2-0,3 bar)

Scelta del mix ottimale di compressori che a parità di portata richiesta, minimizza i consumi di energia

ES130 - AirOptimizerDue principali modalità di funzionamento per la riduzione dei consumi

Tipico settaggio di pressione (1.5 bar)

Grazie ai sistemi ES, la pressione di esercizio può essere drasticamente ridotta

Sistema tradizionale a cascata ES6-ES8-ES130

Compressore

Pressione media

Pressione minimaPressione media

Riducendo la pressione media di funzionamento di 1 bar è possibile risparmiare il 7% di energia

7 % x 0,7 x 120

3 GA 37

120 kWPotenziale risparmio riducendo la pressione media di funzionamento di 0.7 bar

Totale Potenza per 330 l/s

8.000 h/anno x 6 kW x 0,1027 Euro/kWh = 4.900 €/annoRisparmio annuo

ES130 - AirOptimizerTM

Air Optimizer

Simulazione del risparmio indotto dall’installazione di un sistema ES in una sala compressori

Risparmio energetico settimanale (ES2000) 7474 kWh

Risparmio percentuale 5 %

INIZIALE ES2000Number Type Air delivered Energy consumed Energy consumed

m3 kWh kWh1 ZR250-10-5 183193 8 213302 ZR250-10-5 88062 38488 105413 ZR457-9.5-5 353026 30521 398504 ZR315V10.4 241390 25479 296635 ZR250-10-5 309079 39644 354026 ZR250-10-5 30447 13822 3702

Total 1205197 147962 140488

Situazione misurata: Consumo energetico attuale

Simulazione ES: 5% risparmio energetico previsto

Impegno con il cliente per un risparmio minimo del 3%

Consuntivo (risparmio annuo misurato dal Cliente):5%

Risparmio di 30.000 Euro/anno

Air Optimizer

3. Eliminazione fughe aria

Fughe aria

Misura e quantificazione fughe aria

Analisi

Bonifica

Misura e quantificazione delle fughe di aria

Le fughe di aria rappresentano un costo fisso (sono presenti tutto l’anno)

Negli impianti monitorati, la portata perduta per fughe di aria è mediamente intorno al 15 % della capacità totale della sala compressori con punte del 30%

Perfino una piccola perdita può causare costi rilevanti e tempi di inattività

Costo annuo (Euro)

2349728,610810

58337,1275

21362,6103

2460,311

Costo annuo (Euro)

Perdita di potenza kW del compressore **

Diametro del foro: mm

AIRScanTM

Per le perdite di rete

6 bar 7 bar 10 bar 12 bar

28,6 kW X 8000 h/anno X 0,1027 Euro/kWh = 23.500 Euro ogni anno

* Temperatura ambiente 15°C, pressione espressa in valori assoluti e foro con coefficiente di scarico pari a 1.

** Potenza equivalente per la compressione della corrispondente portata in condizioni di trasformazione adiabatica.

Profilo di portata

Sabato e Domenica

Nel caso in esame la portata misurata alla domenica (fabbrica ferma) rappresenta l’aria perduta per fughe nella rete:

120 l/s, pari alla portata erogata da un compressore da 50 kW

50 kW x 8.000 h/anno x 0,1027 €/kWh = 41.000 €/anno perduti

Il sistema di monitoraggio delle perdite si basa sul principio delle emissioni sonore ed è in grado di tracciare una mappatura delle stesse evidenziando quelle (compatibilmente con il rumore di fondo dell’ambiente) di entità maggiore.

Analisi delle fughe di aria

Lo strumento utilizzato per la rilevazione delle perdite della rete di aria compressa misura il valore di rumore espresso in dB. Tale valore, rilevato a spot in corrispondenza dei punti segnalati dal Cliente, è utilizzato per elaborare una classifica dei punti di perdita, catalogati per importanza della fuga.

Bonifica rete aria compressa

Eliminando anche solo il 20%-30% delle fughe rilevate, si ottengono risparmi energetici apprezzabili

41.000 €/anno x 0,3 = 12.300 €/anno risparmiati

Metodologia utilizzata

Noi abbiamo praticamente monitorato (sotto la vostra supervisione) la quasi totalità della vostra rete di distribuzione grazie ad uno strumento di rilevazione delle fughe d’aria che misura gli ultrasuoni generati da un flusso di aria compressa che fuorisce anche da una piccola fessura presente sull’impianto di distribuzione. Le reti di distribuzione sotterranee o coibentate non possono essere individuate attraverso questa metodologia.

Come si presenta una relazione di un

AirScan per l’individuazione

delle perdite di rete

Analisi Foto: Descrizione:

Descrizione punto di perdita: Tubazione reparto presse Area: Vedi planimetria stabilimento Distanza approssimativa punto di misura [m]: 5

Descrizione punto di perdita: Tubazione banco prove Area: Vedi planimetria stabilimento Distanza approssimativa punto di misura [m]: 5

Descrizione punto di perdita: Tubazione calata montaggio Area: Vedi planimetria stabilimento Distanza approssimativa punto di misura [m]: 1

Descrizione punto di perdita: Tubazione distributore Area: Vedi planimetria stabilimento Distanza approssimativa punto di misura [m]: 1

Giallo = fuga ridottaArancione = fuga mediaRosso = fuga importante

Fuga ridotta Fuga media Fuga importanteFuga ridotta Fuga media Fuga importante

4. Simulazione differenti settaggi di pressione (fine tuning)

Simulazione differenti settaggi di pressioneSettaggi attuali

Attuali bande di pressione di esercizio dei compressori

(si sovrappongono)

Simulazione differenti settaggi di pressioneSettaggi simulati

Simulazione differenti settaggi di pressione

Bande di pressione dei compressori regolati “in cascata”

Settaggi simulati

Risparmi energetici ottenibili dalla regolazione “in cascata”

Simulazione differenti settaggi di pressione

30.358Risparmio

369.774Settaggi modificati

400.131Attuale

Spesa energetica 8000h (€)

Configurazione sala compressori

Risparmio energetico: 7,5 %

5. Incremento volume di rete

Incremento volume di rete

Situazione iniziale : 2 compressori on-off lubrificati da 32 kW

Uno dei compressori (linea verde) va a carico per compensare i picchi di richiesta di aria della rete

Stati funzionamento compressori

In seguito all’aumento volume di rete + sostituzione compressore on-off con VSD

Risparmio annuale

10.3001.923Risparmio

18.2303.404 •GA 410•GA 45 VSD

Caso simulato

28.5305.327•GA 410•GA 410

Caso attuale

Costo[€/anno]

Consumo di energia

settimanale[kWh/7 gg]

Macchine sala

compressori

Contaminanti rilevabili– CO– CO2

– OLIO

Punto di rugiada

Per la qualità dell’ariaAIRScanTM

– Recupero del calore di raffreddamento dei compressori

Potenzaassorbita 100%

Perdita per irraggiamento

Calore restantenell’aria compressa

Energia recuperabile94%

Energy RecoveryRecupero del calore di raffreddamento dei compressori

Sistema integrato

Recupero energetico fino al 94% della potenza elettrica sotto forma di acqua calda a 85-90 °C per usi sanitari, riscaldamento ambienti e impieghi di processo

Recupero di energia– Usi sanitari (riscaldamento acqua per docce

o rubinetti)– Riscaldamento locali, con acqua convogliata

nei termosifoni– Impiego di processo

Centrale di compressione “tutto compreso”

Energy RecoveryRecupera fino al 75% dell’energia dissipata in calore

Energy Recovery

Comité Européen de Constructeurs de Machines Electriqueset d'Electronique de Puissance

High Efficiency

Energy Efficient

Efficiency

Potenza kW1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90

Low Efficiency

High Efficiency

Energy Efficient

Efficiency

Potenza kW1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 901.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90

Low Efficiency

Motori ad alta efficienzaAd oggi solamente per i motori fino a 90 kW

55 kW, motore a 4 poli55 kW, motore a 4 poli

Concorrente A: 94,05% eff.Concorrente A: 94,05% eff.

SIEMENS: 95,2% eff. SIEMENS: 95,2% eff.

Quale scegliere ?

Motori ad alta efficienza – caso di un 55 kWAcquisto di un compressore equipaggiato di motore ad alta efficienza

Caso A = 6.000 h x 0,1027 €/kWh x 55/0,9402 = € 36.035

SIEMENS =6.000 h x 0,1027 €/kWh x 55/0,952 = € 35.600

Differenza su base annua = € 435Differenza su base annua = € 435

Acquisto di un compressore equipaggiato di motore ad alta efficienzaMotori ad alta efficienza – caso di un 55 kW

Vita media 10 anni

€4.350Vita media 10 anni

€4.350

Da segnalare che tutte le attività volte alla riduzione dei consumi energetici in kWh, si traducono oltre che in una significativa riduzione dei costi aziendali e un incremento della produttività, anche in una altrettanto importante riduzione dell’impatto ambientale, in termini di emissioni evitate di CO2, nel rapporto:

Perché risparmiare energia fa bene anche all’ambiente

Migliorare la produttivita’ e ridurre l’impatto ambientaleIL VOLUME DELLE NOSTRE VENDITE DI SOLI COMPRESSORI D’ARIA A CLIENTI ITALIANI ESPRESSA IN POTENZA ELETTRICA INSTALLATA E’ PARI A CIRCA 100 MEGAWATT OGNI ANNO…

GRAZIE ALLA TECNOLOGIA VSD IL RISPARMIO ENERGETICOPUO’ ARRIVARE FINO AL 35% DELLA POTENZA ELETTRICA INSTALLATA

100.000 kW x 4.000 h/anno = 400.000.000 kWh

400.000.000 kWh X 35/100 = 140.000.000 kWh

140.000.000 kWh = 70.000 tonn di CO2 evitata

140.000.000 kWh = 30.800 Tep

I risparmi individuati grazie al servizio Airscan e conseguiti grazie alle tecnologie efficienti (in particolare i compressori VSD) consentono di ripagare in parte o completamente l’investimento, che diviene quindi accessibile anche in caso di diverse destinazioni/assenza di risorse finanziarie per il loro acquisto

Il risparmio paga l’investimento

1. L’effettuazione di un Airscan presso un nostro importante cliente ha evidenziato che l’introduzione di un compressore ZRVSD, avrebbe comportato un risparmio di circa 70.000 Euro/anno > (5.833 Euro/mese).

2. Al cliente è stato proposto l’utilizzo della macchina attraverso la formula commerciale della LOM (Locazione Operativa con Manutenzione), ad un canone mensile per 5 anni di 5.800 Euro/mese.

Esempio: il compressore che si ripaga da solo

Perché gli investimenti si ripagano da soli

Grazie all’Airscan si può accedere ai progetti a consuntivo

Airscan Compressore VSD Progetto a consuntivo(maturazione di TEE/certificati bianchi)

*nell’ipotesi di valore di un certificato bianco pari a 65 Euro

Risparmio settimanale = 19.600 kWh/sett.

(19.600 x 51 x 0,09) = 89.000 Euro annui

stimati con l’Airscan

Risparmio settimanale 19.600 kWh/sett.

19.600 x 51 x 0,187/1000 =

187 tep = 187 TEE

12.100 Euro anno per 5 anni*

Proposta di progetto a consuntivoeffettuata all’AEEG dalla

ESCO di fiducia del cliente

Decreti Ministeriali del 20/07/2004 - “per l’incremento dell’efficienza energetica negli usi finali di energia (2° Decreto)”.

Ex-ante

MisurazioniEx-post

La tecnologia VSD negli essiccatori FD, consente un risparmio energetico grazie al sistema di regiolazione Elektronikon che varia la velocità del compressore refrigerante, in funzione del livello del carico sull’essiccatore, mantenendo di conseguenza costante il punto di rugiada.

L’essiccatore MD consente notevoli risparmi energetici in quanto sfrutta il calore generato dalla 2°compressione

Può essere inoltre dotato della tecnologia VSD, che consente di variare la rotazione del tamburo in funzione della reale portata di aria per garantire sempre il punto di rugiada ottimale.

Aria calda non satura utilizzata per la rigenerazione

Aria fredda satura

Aria calda satura

Aria deumidificata

Essiccatori Essiccatori energyenergy savingsavingEssiccatori MD-MD VSD

a recupero di energiaEssiccatori FD-FD VSD

a ciclo frigorifero e a velocità variabile

Elektronikon Mk IV RetrofitI vantaggi di una elettronica dell’ultima generazioneAggiornamento delle elettroniche da …………. a MK IV

Compressore EL.PN Compressore MK I Compressore MK II Compressore MK III

Step 1: Tutti compressori della sala a MK IV

Step 2: RETE CAN

Step 3: REMOTAGGIO E OTTIMIZZAZZIONE ENERGETICA

CANBox Retrofitdedicati

Retrofitdedicati

VANTAGGI V

ANTAGGI

VANTAGGI

SIparziale

SI Riduzione dei periodi di funzionamento a vuoto grazie al sistema DSS (Delay Second Stop)

SIProgrammabile a differenti pressioni in differenti turni produttivi

MK IMK IIMK IIIMK IVFunzione

SIparziale

Unico che garantisce l’interconnessione fra vari compressori e impianti

Ogni esigenza manutentiva è indicata così come un maggior numero di allarmi

Possibilità di espansione in MODBUS e PROFIBUS

Con MKIV l’elettronica può essere programmata in modo che se anche l’elettricità ritorna dopo parecchi minuti il compressore si riavvia in automatico

Possibilità di monitorare moduli di misura opzionali come l’ SPM

Gestione della funzionalità di risparmio energetico di più compressori ES4i-ES6-ES8-ES130

Vantaggi aggiornamento delle elettroniche grazie a retrofit dedicati

= Risparmio di Energia= Riduzione dei Costi

1 GA 22 – 10 bar (Mk IV)

1 GA 22 – 10 bar

Potenza assorbita nel turno di lavoro notturno 50 l/s a 4 bar

Potenza assorbita nel turno di lavoro notturno 50 l/s a 10 bar

2.500 h/anno x 7 kW x 0,1027 Euro/kWh

= 1.800 €/anno

Risparmio annuale durante il turno notturno (8 h)

Elektronikon Mk IV Dual PressurePossibilità di settaggio di due pressioni

Il Programma EuropeoMotor Challenge

Programma Motor Challenge (MCP)Il Motor Challenge è un programma volontario promosso dalla Commissione Europea per aiutare le aziende a migliorare l’efficienza energetica nei sistemi motore

Chi può aderire al MCP?→Qualsiasi azienda o organizzazione può aderire

Partecipante: – Aziende che utilizzano Sistemi Motore

Sostenitore:

– Organizzazioni in contatto con gli utilizzatori: produttori, progettisti, installatori, distributori, ESCO, …

Il Programma Europeo Motor Challenge

E’ possibile ottenere ritorni di immagine per l’azienda

Aree di interventi nel Motor Challenge

Sistemi di Pompaggio

Apparecchi vari

Sistemi Aria Compressa

Sistemi Ventilazione

Sistemi Sistemi motoremotore

Distribuzione elettricaSistemi di

refrigerazione

Status di Partecipante: Benefici

Affidabilità, Qualità

Pubblico riconoscimento,

immagine – Uso del logo

– Nome sul sito internet di MCP– Gli interventi più interessanti sul sito di MCP

http://ies.jrc.ec.europa.eu

Aria compressa, soluzioni per l'ottimizzazione dei costi ... · 39 Luca Bicchierini Seminario...

Documents