Un impianto di cogenerazione per autoprodurre la maggior parte dell'energia necessaria per il ciclo produttivo: una soluzione su misura con cuore Cat da 1,2 MWe associato a una caldaia di recupero per la produzione di vapore saturo a 13 bar, valorizzando il calore contenuto nei fumi, e un assorbitore frigorifero per produzione di acqua refrigerata.
Assorbitori
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Articoli e news su Assorbitori
- YESC: Efficienza negli usi termici; produzione - WATER FIRED CHILLERS: Recuperi termici, ciclo frigorifero ad assorbimento - Assorbitori: recuperi termici, applicazioni - Applicazioni: trigenerazione classica; compressori d'aria - Case study: Bonomi Spa; Argo
- La crisi energetica ci spinge a fare quello che si è rimandato per anni - L'opportunità del biogas: dagli scarti una risorsa - Che strada scelgo? Vettore energetici in assetto cogenerativo e trigenerativo; l'evoluzione dell'assorbitore - L'importanza del service e del servizio di manutenzione
L'efficienza energetica come base per contenere i costi di produzione contribuendo anche alla immagine aziendale. L'upgrade tecnologico degli assorbitori contribuisce ad aggiornare gli impianti produttivi nell'industria, in particolare quella alimentare.
Una applicazione innovativa per l'industria - Gamma assorbitori - Assorbimenti elettrici - Mappa delle installazioni - Applicazioni in funzione della sorgente termica - Trigenerazione "classica" - Trigenerazione "con compressori d'aria" - I consumi per l'aria compressa nelle aziende - Recupero termico dal compressore - Case Study: Forno Bonomi
- L'approvvigionamento energetico nazionale - Con la trigenerazione - Vettori energetici in assetto cogenerativo e trigenerativo - L'evoluzione dell'assorbitore - L'importanza del servizio di manutenzione
YAZAKI costruisce i propri refrigeratori ad assorbimento interamente in Giappone da 50 anni e MAYA ne gestisce la vendita e l'assistenza per l'Italia e l'Europa da oltre 30 anni. Ad oggi nel mondo sono stati installati circa 100.000 assorbitori YAZAKI.
Cosa è la Trigenerazione? - Calore da cogenerazione e acqua calda - Conversione del calore e cooling Caratteristiche degli assorbitori alimentati ad acqua calda Il PARADIGMA dell'IDROGENO VERDE
La trigenerazione è una particolare applicazione dei sistemi di cogenerazione che, oltre a produrre energia elettrica e calore, consente di utilizzare l'energia termica recuperata dalla trasformazione termodinamica anche per produrre energia frigorifera, grazie ad assorbitori che sfruttano il calore per produrre acqua fredda e gelida.
La cogenerazione e la trigenerazione sono argomenti di grande attualità. Recentemente sono stati varati provvedimenti normativi e legislativi atti a promuovere l'utilizzo esteso di queste proposte tecnologiche e se ne prevedono di conseguenza importanti sviluppi applicativi. Gli argomenti trattati nel presente lavoro riguardano impianti di piccola cogenerazione, ossia quelli che coprono potenze elettriche fino a 1 MW, che utilizzano allo scopo motori a combustione interna. In particolare verranno considerate le problematiche poste dall' adozione, in accoppiamento ai motori, di assorbitori, apparecchiature queste che permettono la conversione del calore recuperato dal sistema cogenerativo in energia frigorifera atta agli impieghi più vari, quali processi industriali e climatizzazione ambientale. I gruppi utilizzati allo scopo sono caratterizzati da potenze frigorifere fino a 176 kW, sono modulari nella concezione costruttiva e compatibili tra di loro, il che permette installazioni con più unità per coprire livelli di potenza diversi. Per il loro azionamento è possibile utilizzare acqua a temperature assai basse, fra i 70 °C e i 95 °C. Producono acqua a 7 °C, con un'efficienza di conversione del 70%. Di seguito verranno formulati particolari suggerimenti atti ad ottenere il massimo rendimento energetico del sistema combinato. Va peraltro segnalato come questa formula tecnologica, altrimenti denominata trigenerazione, trovi da tempo ampia e proficua diffusione nei paesi del nord Europa, assai attenti ad ogni proposta di uso efficiente dell'energia. La cogenerazione e la trigenerazione Il termine cogenerazione si riferisce alla produzione combinata di calore ed energia elettrica (CHP = Combined Heat and Power) ottenuta impiegando energia primaria. L'energia primaria può essere quella potenziale del gas o del gasolio utilizzata in un motore a combustione interna, che aziona un generatore elettrico. Una gran parte del calore generato dal motore viene recuperata ed impiegata per scopi diversi. In passato, era uso comune installare in loco gruppi elettrogeni, sia per le emergenze - stand by - da utilizzare cioè in caso d' interruzione dell'alimentazione da rete, sia per la produzione dell'energia elettrica necessaria in tutti quei casi in cui questa non era altrimenti disponibile. Allora non si prestava grande attenzione al rendimento complessivo del sistema; la figura 1 illustra l'efficienza caratteristica di una installazione di produzione di energia elettrica, senza alcun recupero del calore dal motore. Gli attuali costi dell'energia primaria, quelli dell'energia elettrica e l'efficienza globale ottenibile con il recupero del calore da un gruppo elettrogeno hanno cambiato completamente l'intero concetto impiantistico adottato, portando alla scelta di soluzioni miranti alla drastica riduzione dei costi. Il rendimento ricavabile su motori, che convertono l'energia meccanica in energia elettrica, è dell'ordine del 32%; ciò in altri termini significa che l'acqua di raffreddamento del motore e i gas prodotti disperdono quasi il 70% dell'energia potenziale del combustibile di alimentazione impiegato. Peraltro, normalmente la possibilità di recupero del calore generato dal motore può risultare dell'ordine del 90%.
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Il Gas Metano o il Biogas alimentano l'impianto di CHP per produrre: - Energia Elettrica dal generatore del motore endotermico - Energia Termica dal circuito di raffreddamento del motore e dai fumi discarico - Energia Frigorifera con assorbitore a bromuri di litio oppure ad ammoniaca Il biogas nell'industria alimentare. Vettori energetici in assetto cogenerativo e trigenerativo.
- Approvigionamento energetico tradizionale e con la trigenerazione - Vettori energetici in assetto cogenerativo e trigenerativo - L'evoluzione dell'assorbitore - Perché la cogenerazione fa un grosso regalo all'ambiente e rende le aziende più competitive - Audit energetico - Valutazione del fabbisogno elettrico - La scelta giusta sotto l'aspetto termico - Case history - Esempio di schema funzionale con acqua calda e vapore - Trigenerazione con cogenerazione a temperature sotto zero
1. Fabbisogni di settore e lo stabilimento di Sammontana . Settori di applicazione; . Fabbisogni e opportunità per l'industria alimentare; . La realtà produttiva di Sammontana. 2. Come l' impianto di trigererazione si colloca nella realtà produttiva di Sammontana . Dimensionamento dell'impianto; . Soluzione di trigenerazione con assorbitore ad ammoniaca; . Sfide tecniche e soluzioni implementate. 3. Risultati ottenuti e aspetti ambientali
La cogenerazione vs approvvigionamento separato Valutazione fabbisogno elettrico Valutazione e fabbisogno termico La Trigenerazione vs approvvigionamento separato L'evoluzione dell'assorbitore Caso studio: Azienda per la lavorazione del latte Caso studio: Trigenerazione per l'industria dolciaria
Altri contenuti su Assorbitori
MAYA, jont venture della multinazionale giapponese YAZAKI, presenta la nuova gamma di refrigeratori ad assorbimento alimentati ad acqua calda serie WFC. YAZAKI produce assorbitori da 40 anni e MAYA ne gestisce la vendita e l’assistenza per l’Italia e l’Europa da oltre 25 anni. La gamma degli assorbitori serie WFC oggi si amplia ed include assorbitori ad acqua calda a singolo effetto con potenze frigorifere da 17,5 kW a 350 kW, che sono utilizzati in molteplici applicazioni: uffici, hotels, ospedali, piscine e stabilimenti industriali.
L’impianto è in grado di produrre 1200 kW elettrici, consente di recuperare acqua calda per alimentare un assorbitore frigorifero. Il rendimento totale è pari all’86% ; Rumorosità dell’impianto residua a 10 mt è 60 dB(A).
Per avere un impianto solare efficiente ed efficace la scelta del collettore è fondamentale. Gli aspetti essenziali da tenere in considerazione sono rendimento, semplicità di installazione e costo. Tutte caratteristiche ben calibrate in Kairos CF 2.0-1, il nuovo collettore solare progettato e dimensionato da Ariston per un funzionamento ottimale negli impianti a circolazione forzata, ideale in situazioni residenziali mono o plurifamiliari, ma anche per l’industria e per il terziario. Oltre ad offrire un buon rapporto tra prezzo e prestazione e a garantire la qualità di un prodotto Made in Italy, Kairos CF 2.0-1 si distingue per alcuni specifici plus tra cui la rintracciabilità di tutti i componenti e il controllo automatico del corretto montaggio. A questi si aggiungono i requisiti fondamentali di robustezza e resistenza a pioggia, grandine, temperature rigide, carichi di neve fino a 5 metri e a venti fino a 200 km orari. Posizionato 3 mm sotto il telaio, il vetro, inoltre, rimane ben protetto da urti e altri possibili danneggiamenti. Le performance di Kairos CF 2.0-1, come di tutti i collettori Ariston, vengono attentamente verificate attraverso appositi test in situazioni installative reali. Le novità più importanti che caratterizzano Kairos CF 2.0-1 rispetto alla versione precedente (Kairos CF 2.0): - la saldatura a laser assicura maggiore durabilità rispetto alla saldatura a ultrasuoni; - è più leggero. Il peso della massa a vuoto è di 30 kg (contro i 35 kg del modello precedente) e ha una profondità pari a 78 mm (contro i 100 mm del modello precedente). Il collettore è, quindi, più maneggevole e facile da installare; - oltre che a terra e a tetto inclinato, la novità che distingue Kairos CF 2.0-1 rispetto a prima è che può essere installato anche a incasso; - rispetto alle connessioni per tubo Ø 18 mm, le connessioni idrauliche rapide che caratterizzano il nuovo modello assicurano modalità di montaggio più intuitive e, di conseguenza, un considerevole risparmio di tempo complessivo necessario a installare il prodotto. Kairos CF 2.0-1 ha, inoltre, una struttura scatolata in alluminio anodizzato, l’assorbitore in alluminio blu selettivo ad arpa e il vetro con superficie prismatica solare da 3,2 mm ad alta trasparenza che assicura una maggiore capacità di assorbimento dei raggi solari. Certificato Keymark per il suo rendimento, il collettore è infatti in grado di garantire prestazioni di livello per 12 mesi l’anno, anche in periodi caratterizzati da ridotta insolazione; grazie alla sua buona resa termica (coefficiente di assorbimento 95%) fornisce acqua calda dai 30 °C ai 70°C. Quanto si può risparmiare con l’impianto solare: alcuni valori medi Tra risparmio in bolletta e incentivo statale, grazie alle detrazioni fiscali e al nuovo Conto Termico, l’investimento si ripaga, a seconda dei casi, indicativamente tra i 5 e i 10 anni e per il resto della durata di vita dell’impianto si beneficia di un risparmio che per una famiglia di 4 persone si può stimare tra i 120 e i 300 euro all’anno*. Se, infatti, per la produzione di acqua calda il solare termico riesce a ridurre i consumi del 60-90%*, ai fini del riscaldamento degli ambienti può arrivare a soddisfare mediamente il 40%* del fabbisogno.
Per avere un impianto solare efficiente ed efficace la scelta del collettore è fondamentale. Gli aspetti essenziali da tenere in considerazione sono rendimento, semplicità di installazione e costo. Tutte caratteristiche ben calibrate in Kairos CF 2.0-1, il nuovo collettore solare progettato e dimensionato da Ariston per un funzionamento ottimale negli impianti a circolazione forzata, ideale in situazioni residenziali mono o plurifamiliari, ma anche per l’industria e per il terziario. Oltre ad offrire un buon rapporto tra prezzo e prestazione e a garantire la qualità di un prodotto Made in Italy, Kairos CF 2.0-1 si distingue per alcuni specifici plus tra cui la rintracciabilità di tutti i componenti e il controllo automatico del corretto montaggio. A questi si aggiungono i requisiti fondamentali di robustezza e resistenza a pioggia, grandine, temperature rigide, carichi di neve fino a 5 metri e a venti fino a 200 km orari. Posizionato 3 mm sotto il telaio, il vetro, inoltre, rimane ben protetto da urti e altri possibili danneggiamenti. Le performance di Kairos CF 2.0-1, come di tutti i collettori Ariston, vengono attentamente verificate attraverso appositi test in situazioni installative reali. Le novità più importanti che caratterizzano Kairos CF 2.0-1 rispetto alla versione precedente (Kairos CF 2.0): - la saldatura a laser assicura maggiore durabilità rispetto alla saldatura a ultrasuoni; - è più leggero. Il peso della massa a vuoto è di 30 kg (contro i 35 kg del modello precedente) e ha una profondità pari a 78 mm (contro i 100 mm del modello precedente). Il collettore è, quindi, più maneggevole e facile da installare; - oltre che a terra e a tetto inclinato, la novità che distingue Kairos CF 2.0-1 rispetto a prima è che può essere installato anche a incasso; - rispetto alle connessioni per tubo Ø 18 mm, le connessioni idrauliche rapide che caratterizzano il nuovo modello assicurano modalità di montaggio più intuitive e, di conseguenza, un considerevole risparmio di tempo complessivo necessario a installare il prodotto. Kairos CF 2.0-1 ha, inoltre, una struttura scatolata in alluminio anodizzato, l’assorbitore in alluminio blu selettivo ad arpa e il vetro con superficie prismatica solare da 3,2 mm ad alta trasparenza che assicura una maggiore capacità di assorbimento dei raggi solari. Certificato Keymark per il suo rendimento, il collettore è infatti in grado di garantire prestazioni di livello per 12 mesi l’anno, anche in periodi caratterizzati da ridotta insolazione; grazie alla sua buona resa termica (coefficiente di assorbimento 95%) fornisce acqua calda dai 30 °C ai 70°C. Quanto si può risparmiare con l’impianto solare: alcuni valori medi Tra risparmio in bolletta e incentivo statale, grazie alle detrazioni fiscali e al nuovo Conto Termico, l’investimento si ripaga, a seconda dei casi, indicativamente tra i 5 e i 10 anni e per il resto della durata di vita dell’impianto si beneficia di un risparmio che per una famiglia di 4 persone si può stimare tra i 120 e i 300 euro all’anno*. Se, infatti, per la produzione di acqua calda il solare termico riesce a ridurre i consumi del 60-90%*, ai fini del riscaldamento degli ambienti può arrivare a soddisfare mediamente il 40%* del fabbisogno.
La gamma E•CONCEPT spazia dalla cogenerazione di media taglia (serie M, da 50 a 530 kW) alla cogenerazione grande taglia (serie L, da 660 kW a 2540 kW) e rende E•CONCEPT un prodotto ideale sia per il settore residenziale che per la grande industria. Le unità E•CONCEPT possono essere installate all’interno di centrali termiche esistenti o all’esterno, in versione silenziata o super silenziata. I moduli possono inoltre essere alimentati a gas naturale (serie “Natural Gas”) o a biogas (serie “Green Fuel”) e sono facilmente integrabili con assorbitori per la produzione di energia frigorifera.
Il complesso dei nuovi Ospedali Riuniti Padova Sud sorge al centro di un’ampia area verde a Monselice e presenta un impianto orizzontale con tre corpi fabbrica per un totale di 75.000 m2 di superficie lorda. Gli edifici sono alti non più di tre piani fuori terra più due livelli tecnici. Il profilo ondulato delle coperture ricorda il paesaggio delle colline circostanti e consente al complesso di inserirsi in maniera armonica nel contesto in cui sorge. hall, South Padua United Hospitals, Este - Monselice, Aymeric ZublenaIl tema del risparmio energetico è risultato infatti vitale fin dalle prime fasi della progettazione del nuovo ospedale. L’analisi energetica svolta in fase di progettazione ha portato alla scelta di un sistema di trigenerazone basato su 2 motori da 802 kWe e 1 assorbitore da 900 kWf. I vantaggi connessi all’impiego di un sistema di trigenerazione sono la riduzione dei consumi energetici e delle relative emissioni inquinanti, la defiscalizzazione per l’acquisto del metano e l’ottenimento dei TEE con la loro conseguente valorizzazione economica. Per aumentare ulteriormente l’efficienza energetica della struttura ospedaliera, al sistema di trigenerazione è stato affiancato un campo geotermico, composto da 1300 sonde verticali a ciclo chiuso. Le sonde sono attestate su 3 pompe di calore NECS-WN/B di Climaveneta, poste nelle sottocentrali termofrigorifere e collegate direttamente ai collettori di distribuzione secondaria. Il campo geotermico in inverno produce acqua calda a 45 °C (potenza complessiva 450 kW; COP 4,5), mentre in estate mette a disposizione acqua refrigerata a 7 °C (500 kW; EER 5,0). Oltre al risparmio economico, questa fonte di energia rinnovabile riduce le emissioni inquinanti e costituisce una riserva di potenza termofrigorifera per l’impianto. Gemmo SpA, che ha realizzato tutte le opere impiantistiche del polo ospedaliero di Monselice, ha scelto Climaveneta per la fornitura di sistemi per il trattamento aria. Anche per il trattamento dell’aria si è optato infatti per una soluzione altamente efficiente con l’installazione di 132 unità di trattamento aria WIZARD di Climavenata che raggiungono una portata d’aria totale superiore ai 900.000 m³/h. Tutti i componenti delle unità sono stati progettati e selezionati attentamente per soddisfare i più stringenti requisiti di pulizia e igiene, tipicamente richiesti dalle strutture ospedaliere, garantendo allo stesso tempo massimo comfort in ambiente e bassi livelli di rumorosità. Cristiano Dal Seno, AHU Development Manager di Climaveneta afferma “Le unità trattamento d’aria Climaveneta sono complete di tutti i componenti necessari a garantire filtrazione, umidificazione, recupero del calore e ottimali qualità dell’aria, coerentemente con l’approccio orientato alla sostenibilità dei Nuovi Ospedali riuniti Padova Sud. Garantire il massimo comfort in ogni progetto minimizzando, allo stesso tempo, l’impatto ambientale dell’impianto e dell’intera struttura è anche la mission di Climaveneta,che da 45 anni fa del comfort sostenibile la propria bandiera”. Sempre nell’ottica dell’efficienza energetica presso il polo ospedaliero Madre Teresa di Calcutta sono stati inoltre installate ulteriori 9 pompe di calore Climaveneta per il recupero termodinamico attivo in abbinamento ai recuperatori di calore di tipo statico. Nel dettaglio si tratta di 8 NECS-WN/B di potenze diverse ed un RECS-W/B 2152 tutti forniti da Climaveneta per una potenza termica totale di 2,3 MW. Questo sistema coniuga un elevato standard qualitativo evitando qualsiasi fenomeno di contaminazione tra i flussi dell’aria e si distingue per l’erogazione pressoché costante della potenza, termica e frigorifera, anche al variare della temperatura esterna. Anche l’adozione di canalizzazioni in pannelli prefabbricati in poliuretano permette di conseguire significativi vantaggi, fra cui maggiore abbattimento acustico, e una consistente riduzione delle perdite d’aria e quindi della portata d’aria trattata con una sostanziale riduzione dei consumi energetici. Grazie a tutti questi accorgimenti e ad una progettazione integrata di struttura ed impianti il fabbisogno energetico dell’ospedale risulta complessivamente inferiore del 27% rispetto a un altro ospedale equivalente, comunque a norma. Si tratta di un risultato frutto di una consolidata esperienza e di un approccio che, sotto il profilo metodologico, potrebbe essere favorevolmente replicato in numerose situazioni. Secondo Francesco Ortolani, Direttore Generale di Gemmo SpA: “Siamo molto orgogliosi del lavoro svolto all’Ospedale Madre Teresa di Calcutta dove, grazie anche a partner come Climaveneta, abbiamo realizzato impianti tecnologici che coniugano innovazione alla massima efficienza energetica e affidabilità”. Nel caso specifico del complesso dei nuovi Ospedali Riuniti di Padova Sud, oltre al risparmio energetico, grande importanza è stata data alla sicurezza antisismica. Gli ospedali sono infatti chiamati a svolgere un’importantissima funzione di soccorso alla popolazione in caso di calamità, e devono quindi essere in grado di garantire l’efficace continuazione delle prime operazioni di pronto intervento sanitario. Questo impone di porre una particolare attenzione non solo agli elementi portanti dell’edificio ma anche a quelli impiantistici che devono essere in grado di gestire le emergenze. Anche Climaveneta ha quindi verificato la resistenza sismica delle proprie unità, con l’installazione di particolari piedini antisismici per le pompe di calore, in grado di assorbire le vibrazioni dovute ad un eventuale sisma e sottoponendo le UTA ad un attenta analisi strutturale. Affidabilità, efficienza, silenziosità sono i principali fattori che contraddistinguono da sempre le unità Climaveneta e che sono risultati indispensabili nella realizzazione di una struttura ospedaliera moderna come quella del polo Madre Teresa di Calcutta a Monselice.
Il caso dell'impianto di trigenerazione presso lo stabilimento del Gruppo Adler. La progettazione e realizzazione di un impianto di trigenerazione a gas naturale per la produzione combinata di energia elettrica e termica mediante con l'utilizzo di due motori 2G Patruus da 400 kWe/504 kWt installati in parallelo con caldaie ad olio diatermico (ca. 220°) da 150 kWt cad. per il recupero del calore dei gas di scarico e di un assorbitore da 300 kWf. Il bilancio Energetico del Sistema – Efficienza del Sistema. I risparmi economici.
Il funzionamento dell’assorbitore è stato simulato per mezzo delle mappe sperimentali. In collaborazione con il Politecnico di Torino (DENER) è stata implementata una mappa della potenza termica adimensionalizzata e del COP medio valida per le taglie nel range da 40 kWf a 200 kWf, parametrizzata in funzione della temperatura dell’acqua di torre (modellata), e al variare della temperatura dell’acqua calda in ingresso.
L’energia, termica ed elettrica, prodotta dal cogeneratore entra in tutte le fasi della lavorazione del prodotto. L’energia elettrica viene utilizzata per alimentare i funzionamenti elettrici degli impianti. Il calore ad alta temperatura, recuperato dai gas di scarico del motore tramite uno scambiatore di calore ad alta efficienza, contribuisce a mantenere alla temperatura di 250 gradi centigradi un circuito di olio diatermico. L’olio diatermico viene utilizzato per distribuire calore di processo in diverse fasi di lavorazione. Il calore a media temperatura, ricuperato dal circuito di raffreddamento delle camicie dei cilindri del motore, viene usato per scaldare acqua a 90 gradi centigradi che fa funzionare l’assorbitore ed a sua volta questo svolge la funzione di refrigerare l’acqua a 7 gradi centigradi.
Durante il progetto si sono svolte delle misure per determinare la temperatura di stagnazione di collettori solari piani. La temperatura di stagnazione è la temperatura raggiunta dal collettore solare quando si raggiunge l'equilibrio tra la potenza per radiazione solare e il flusso termico dissipato, senza produzione di potenza termica utile. I dati sperimentali di temperatura di stagnazione raccolti sono stati confrontati con i dati calcolati con una formula analitica descritta in Kalogirou (2006). Si sono inoltre svolte delle prove per misurare le perdite di carico attraverso un collettore solare piano. Queste prove sono state effettuate su un collettore con assorbitore roll-bond ed un collettore con assorbitore ad arpa di ugual area di apertura. Le misure ottenute sono state misurate tra loro.