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Refrigeration
APPLIED SYSTEMS
In un “distretto” può esistere la richiesta di sola
potenza frigorifera
Nei Grandi Impianti in ambito industriale, Commerciale o Ospedaliero è
spesso richiesta la generazione di una capacità frigorifera elevata, che viene
spesso centralizzata
Grandi volumi commerciali (Mall)
Industria
Daikin Air Conditioning Italy Spa
Complessi Ospedalieri
2010
APPLIED SYSTEMS
Perché “centralizzare” grandi potenze frigorifere
Centralizzare grandi potenze frigorifere offre
vantaggi:
- Possiamo attingere dalla gamma di più alto
profilo della gamma Applied, scegliendo unità con
EER nominale attorno ai 6,0 con compressori
centrifughi, per esempio
- Possiamo impostare ragionamenti di gestione a portata variabile dell’acqua,
abbattendo drasticamente i costi di pompaggio della centrale: questi vantaggi sono
tanto maggiori quanto maggiore è la portata trattata dai sistemi di pompaggio
- Possiamo generare una centrale tecnologica “energetica”, integrando ulteriori
elementi di interesse energetico come la cogenerazione, che aiuta ad integrare il
riscaldamento e fornisce un “assist” all’utilizzo razionale di assorbitori
Daikin Air Conditioning Italy Spa
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APPLIED SYSTEMS
Perché “centralizzare” grandi potenze frigorifere
Inoltre:
- Riduciamo di certo gli ingombri nel paragone con la somma degli “n” impianti
locali, senza perdere la modulazione della potenza erogata: le macchina di alta
capacità sono sempre modulanti e spesso con uso di Inverter
Per 18MW di potenza frigorifera, spazi di 58x13 metri per soluzione con condensazione ad
aria (10 unità da 1,8MW) contro Spazi di 13x9 metri per soluzione con condensazione ad
acqua di pari potenza complessiva, ovvero il 15% dello spazio tecnico
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APPLIED SYSTEMS
Perché “centralizzare” grandi potenze frigorifere
Inoltre:
- Ottimizziamo e razionalizziamo le centrali frigorifere, riducendo a pochi
elementi essenziali nella giusta ridondanza ed evitiamo di “spargere” molte
macchine in tanti piccoli impianti localizzati
Nell’esempio di prima, tre compressori Monovite per Unità per un totale di 30 compressori per la
condensazione ad aria
Due compressori Centrifughi per unità per un totale di 6 compressori, ogni macchina con
modulazione continua della potenza dal 5% al 100% per unità
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Case History: Taghleef Industries
La visita guidata nel caso di grande
potenza centralizzata ci porta ad
analizzare un caso concreto di
ottimizzazzione di centrale frigorifera in
ambito Industriale: Taghleff Industries,
San Giorgio di Nogaro (UD),
produzione film di polipropilene per
imballaggio alimentare e non alimentare.
Intervento effettuato e progettato da
Vaportemica Industriale
La potenza installata a servizio di produzione e uffici è di circa 9.500kW frigoriferi ed è
costituita da un impianto misto con 13 unità tra condensazione ad aria e ad acqua,
realizzato negli anni aggiungendo unità frigorifere in parallelo alla crescita produttiva
della fabbrica
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Case History: Taghleef Industries
Per ridurre i consumi della centrale si è scelto di
razionalizzare l’impanto su poche unità, andando ad
installare come prima fase a integrazione quasi totale
della potenza frigorifera complessiva un gruppo a
doppio compressore centrifugo Inverter da 6000kW
con condensazione ad acqua
Centrale Frigorifera pre-intervento
Potenza frigorifera installata 9435kWf
Potenza elettrica installata 2742kWe
EER medio di impianto: 3.74
Tiene conto di un mix di unità di diversa natura e tipo di
condensazione. Viene stimata per eccesso
Centrale Frigorifera post-intervento
Potenza frigorifera installata 6000kWf
Potenza elettrica installata 1187kWe
EER medio di impianto: 7.63
E’ stimato in modo realistico e tiene conto dell’energia necessaria agli
ausiliari, come circuiti di pompaggio e Torri
NOTA: sono stati mantenuti gruppi precedenti per 3435kW, per far fronte alle emergenze. Nell’impianto iniziale circa un terzo della
potenza era ridondante per motivi di sicurezza
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Case History: Taghleef Industries
I dati di prestazione ai quattro punti di carico parziale danno vita ad un
rendimento medio stagionale, ESEER, di 9.4 per la sola macchina frigorifera:
…Il rendimento medio di impianto di 7,6 è quindi correttamente stimato…
ESEER = [0.03*EER100%] + [0.33*EER75%] + [0.41*EER50%] + [0.23*EER25%]
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Case History: Taghleef Industries
Le prestazioni della macchina, dichiarate via software di selezione del chiller,
vengono monitorate in tempo reale dal software di gestione della centrale, riportiamo i
confronti fra COP atteso e reale in tre mesi campione in stagioni diverse…
Confronti
che sono costantemente vicini ai valori dichiarati dal costruttore
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Taghleef Industries: risultati energetici
Pur essendo l’utenza industriale, la potenza richiesta dalla macchina nel corso
dell’anno oscilla per la maggior parte del tempo tra i 3000 e i 5000kW, c’è stato
quindi spazio per valutare macchine di alta efficienza proprio attorno a metà carico
per il 68% del tempo viene richiesta una potenza inferiore ai 5000kW
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Taghleef Industries: risultati energetici
Comparazione ARI rendimenti energetici
13.0
EER (Cap. frig. kW / Pot. assorb. kW)
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
7.0
Area di funzionamento dell’impianto
per la maggior parte del tempo
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Capacità frigorifera (%)
Unità presenti in im pianto
Mono Inverter VFD
Dual Inverter VFD
Logico, nel paragone, prevedere ampi margini di riduzione dei consumi annui per l’impianto,
dovuti a rendimenti medi, come visto dal software, oscillanti fra 7 e 11 per la nuova soluzione con
unità a compressore centrifugo, con payback dell’impianto di soli tre anni di esercizio
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Taghleef Industries: risultati energetici
L’adozione di un impianto mirato al risparmio di energia elettrica ha consentito l’ingresso,
per l’utente finale, nel mercato dei certificati bianchi
In Italia, per favorire l’utilizzo di tecnologie a basso consumo, è attivo dal 2004 il mercato
dei certificati bianchi. Viene considerato un certificato bianco del valore di 1 tep
(tonnellate equivalenti di petrolio) ogni 5347,59 kWh elettrici risparmiati nel tempo.
1 tep viene “venduto” al libero mercato ad un valore che oscilla
a seconda delle condizioni di mercato, attorno ai 100€
Ulteriori “guadagni” si vanno così a sommare ai minori costi di
gestione sostenuti dal cliente finale per il proprio processo
produttivo
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Taghleef Industries: risultati energetici
Come ulteriore ottimizzazione e’ stata ipotizzata la portata variabile di
acqua al condensatore e all’evaporatore e praticata quella
all’evaporatore con grandi vantaggi:
Difatti al 60% della portata consumiamo poco più del 20% dell’energia di
pompaggio rispetto alle condizioni nominali!!
Daikin Air Conditioning Italy Spa
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Taghleef Industries: risultati energetici
Nel nostro caso e’ possibile operare la macchina a deltaT costante all’evaporatore,
arrivando fino al 30% della portata nominale della macchina:
da 285 litri/sec a 85.5 litri/sec
Le efficienze della macchina non vengono “intaccate” al variare della portata
all’evaporatore…
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Taghleef Industries: risultati energetici
Valutiamo allora quanto varia il consumo delle pompe attualmente installate
Variando la portata della macchina dal 100% al 65%, quindi con ancora margine di riduzione,
si evidenziano i seguenti vantaggi di riduzione annua dei consumi fissi per pompaggio
Daikin Air Conditioning Italy Spa
NOTA: ore di funzionamento annue per le pompe: 8448 h/anno
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