Ing. Chiara Magnani Esperto CMVP - EGE SECEM MISURA E VERIFICA DEI RISPARMI ENERGETICI KEY ENERGY, mercoledì 04/11/2020 - Federazione Italiana per ...
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Ing. Chiara Magnani
Esperto CMVP
EGE SECEM
MISURA E VERIFICA DEI RISPARMI ENERGETICI
KEY ENERGY, mercoledì 04/11/2020
CONSULENZA SU EPC
DIAGNOSI
MERCATI EE E GAS (Energy Performance
ENERGETICHE
Contract)
• Fondata nel 1997
• Società di ingegneria e consulenza
• E.S.Co. certificata secondo la UNI 11352
• n. 3 EGE certificati SECEM
• n. 1 esperto CMVP
• Internazionalizzazione: nuova sede a Madrid (2020)
RICHIESTA
PROGETTAZIONE MONITORAGGIO
INCENTIVI
www.energika.it 2
§ DATI AZIENDA
Regione: Lombardia
Ore di lavoro: 3 turni, dal lunedì al venerdì
Settore: l’azienda opera nel settore della
plastica, in particolare si concentra nella
produzione di masterbatches; sono
presenti n. 11 linee di estrusione con
taglio a secco e n. 2 linee di estrusione
con taglio bagnato.
Consumo EE: circa 7 GWh/anno (energivori)
Fabbisogno en. frigorifera: acqua fredda a circa
11°C per l’impianto di estrusione
chiara.magnani@energika.it 3
§ DATI AZIENDA
STRUTTURA
ENERGETICA
chiara.magnani@energika.it 4
§ SITUAZIONE EX-ANTE
L’impianto di raffreddamento era costituito da n. 2 circuiti alimentati da chiller raffreddati
ad aria:
Circuito 1
Circuito 2
Denominazione MODELLO Pe Anno fabbricazione
Denominazione MODELLO Pe Anno fabbricazione
Frigo 1 CLIVET WSAT – XSC90D 118 2006
Frigo 3 CLIVET WSAT – XSC180F 239 2007
Frigo 2 CLIVET WSAT – XSC2160D 200 2012
Circuito 1 Circuito 2
Temperatura acqua IN / OUT: 15 / 20 °C (DT= 5°C) 15 / 20 °C (DT= 5°C)
Carico termico nominale: 859kWf 600kWf
Vasca di accumulo Sotterranea, in resina, 10.000l NO
Antigelo NO NO
Ore di lavoro annue disponibili 6.000 6.000
Costo kWh 0,153 €/kWh
Loc. climatica riferimento Aereoporto Milano Linate
chiara.magnani@energika.it 5
§ AMEE – Azione di Miglioramento dell’Efficienza Energetica
• A seguito della diagnosi energetica è emerso che i chiller del circuito 1
presentavano delle problematiche all’unità di compressione ed agli
scambiatori: sono stati sostituiti da un chiller ad alta efficienza + modulo
freecooling
• Il chiller del circuito 2 (più recente e funzionante) è stato mantenuto ed
accoppiato ad un nuovo modulo freecooling.
à Obiettivo: Efficientamento del sistema di raffreddamento per l’acqua di
processo in modalità EPCß
chiara.magnani@energika.it 6
§ TECNOLOGIA PROPOSTA: FRIGO ALTA EFFICIENZA + FC
Il freecooling è un processo di scambio termico che sfrutta la presenza di aria
esterna a temperatura inferiore dell’acqua refrigerata: utilizzando delle batterie
alettate l’acqua viene raffreddata dall’aria esterna che viene fatta circolare tramite
ventilatori. Queste macchine riducono il consumo di energia rispetto ad impianti
tradizionali: quando le temperature esterne sono sufficientemente basse, infatti, il
consumo energetico è limitato ai soli ventilatori, risultando perciò molto
contenuto. Tanto più alta è la differenza tra la temperatura dell’aria esterna e la
temperatura dell’acqua refrigerata tanto maggiore sarà la potenza frigorifera che
si può produrre.
chiara.magnani@energika.it 7
§ TECNOLOGIA PROPOSTA
Questo processo può essere realizzato tramite chiller dotati di opzione freecooling,
ma anche con dei drycooler separati.
chiara.magnani@energika.it 8
§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – SCELTA OPZIONE
I dati di consumo di energia elettrica dell’impianto di raffreddamento per il periodo
di riferimento sono stati desunti dai dati registrati dal misuratore di energia elettrica
installato. Dal momento che i frigo 1 e 2 risultavano danneggiati si è scelto di
monitorare il frigo 3, considerato rappresentativo del funzionamento dell’intero
impianto di raffreddamento.
chiara.magnani@energika.it 9
§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – VARIABILI INDIPENDENTI
Le variabili indipendenti includono fattori che possono influenzare il consumo di
energia e che saranno sistematicamente utilizzati per determinare l’aggiustamento
periodico del riferimento nel periodo di rendicontazione.
In questo caso, la variabile indipendente individuate è la domanda di energia
frigorifera.
Tale variabili è misurata continuativamente da apposita strumentazione.
chiara.magnani@energika.it 10§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – FATTORI STATICI
I fattori statici includono apparecchiature e modalità operative che sono considerati
fissati durante la preparazione del piano di M&V. Quindi, non è previsto nessun calcolo
di aggiustamento nel piano di M&V per questi fattori. Tuttavia, se si verifica un
cambiamento nei dati e nei parametri, bisogna adattare il riferimento (in modo
permanente o temporaneo).
L’elenco che segue individua una serie di fattori statici da tenere sotto controllo per
questo progetto.
Fattori statici Fonte dei Dati Valore
Turni di lavoro produzione Diagnosi energetica 3 turni 7 giorni
Setpoint temperatura acqua di
Diagnosi energetica 13 °C
raffreddamento
13 linee per una produzione
Numero e potenzialità delle linee di
Diagnosi energetica massima (media mensile)
estrusione
pari a 1.723 kg/h
Clivet WSAT-XSC180F,
Marca e modello Frigo 3 Diagnosi energetica
matricola AB1JZ17C0013
chiara.magnani@energika.it 11§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – AGGIUSTAMENTO DATI
Opzione impegnata Equazione
Consumo energetico evitato =
Energia di riferimento
(+-)
RISP = Consumo Aggiustamento ordinario alle condizioni del periodo di
energetico evitato rendicontazione
(o risparmi energetici) (+-)
Aggiustamento straordinario alle condizioni del periodo di
rendicontazione
(-)
Energia nel periodo di rendicontazione
Una volta installate le nuove macchine gli stessi parametri (energia elettrica e
frigorifera) sono vengono monitorati in modo continuativo.
chiara.magnani@energika.it 12§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – CAMPAGNA DI MISURA
Abbiamo scelto i parametri che consentivano di stabilire la correlazione tra carico di
raffreddamento e assorbimento mediante l’analisi di regressione:
R2 > 91%
Ottima
correlazione!
Non è necessario ricercare
ulteriori variabili (es.
temperatura esterna).
chiara.magnani@energika.it 13§ APPLICAZIONE PROTOCOLLO IPMVP – CALCOLO RISPARMIO
I dati del consumo di energia elettrica di riferimento sono adattati con la seguente
equazione:
yA = Mpos.A *xA
yB = Mpos.B *xB
yA = consumo di energia elettrica per la posizione A (Circuito 1) adattato [kWh];
xA = fabbisogno di energia frigorifera per la posizione A (Circuito 1) misurata nel periodo di rendicontazione [kWhf];
Mpos.A = coefficiente moltiplicativo della variabile indipendente pari alla media pesata rappresentativa delle prestazioni
dei chiller esistenti [kWhe/kWhf ];
yB = consumo di energia elettrica per la posizione B (Circuito 2) adattato [kWh];
xB = fabbisogno di energia frigorifera per la posizione B (Circuito 2) misurata nel periodo di rendicontazione [kWhf];
Mpos.B = coefficiente moltiplicativo della variabile indipendente pari alla media pesata rappresentativa delle prestazioni
del chiller esistente [kWhe/kWhf ];
Mpos.B Mpos.A
L’EER di riferimento per chiller raffreddati ad aria
0,3 0,4 nell’intervallo di potenza 51-500 kWf è di 2,9. Tale
rapporto tra i consumi di valore corrisponde però alla media di mercato
energia elettrica e l’energia attualmente installabile. Dal momento che i chiller
reciproco EER di riferimento
frigorifera prodotta ricavati con risultavano danneggiati si è scelto di prendere come
la campagna di misura valore di riferimento un EER pari a 2,5.
chiara.magnani@energika.it 14§ INTERVENTI REALIZZATI
Per quanto riguarda il Circuito 1, il Frigo 1 è stato sostituito con un sistema freecooling
composto da n. 1 freecooling marca FRIGEL modello ECODRY EDK-dry 51 D e n. 1
freecooling marca FRIGEL modello ECODRY EDK-dry 52 D aventi le seguenti
caratteristiche:
• Versione a secco
• Autodrenabili
• Capacità di raffreddamento nominale: 300 kW (EDK
51D) + 600 kW (EDK 52D)
• P elettrica nominale assorbita: 11,5 kW (EDK 51D) +
23 kW (EDK 52D)
(Tout-Tambiente)= 5°C; (Tin-Tout) = 5°C
(al livello del mare, scambiatori puliti)
chiara.magnani@energika.it 15§ SITUAZIONE EX-POST
Sempre per quanto riguarda il Circuito 1 si è proceduto alla sostituzione del Frigo 2 con un
nuovo chiller raffreddato ad aria ad alta efficienza ed in grado di sopperire al fabbisogno di
raffreddamento nei mesi estivi avente le seguenti caratteristiche:
• marca FRIGEL modello HEAVYGEL 3HL
800 ST EC
• P frigorifera nominale (+15°C
LWT/+25°C DBT): 804 kW
• P elettrica nominale assorbita: 274,6
kW
chiara.magnani@energika.it 16§ INTERVENTI REALIZZATI
Per quanto riguarda il Circuito 2, è stato accoppiato al Frigo 3 esistente un nuovo sistema
freecooling marca FRIGEL modello ECODRY EDK-dry 52 P aventi le seguenti caratteristiche:
• Versione a secco, funzionante in
circuito chiuso
• Capacità di raffreddamento
nominale: 600 kW
• P elettrica nominale assorbita: 23
kW
chiara.magnani@energika.it 17§ STRUMENTAZIONE INSTALLATA – CIRCUITO 1
Per la contabilizzazione dell’energia frigorifera fornita dal
nuovo impianto è stato installata n.1 centralina EngyCal
RH33 di Endress+Hauser corredata da n. 2 sonde di
temperatura TR10 e n.1 misuratore di portata
Promag10L50.
Per la contabilizzazione dell’energia elettrica assorbita
dalle nuove macchine sono stati installati n. 2 multimetri
SOCOMEC Diris A10, uno dedicato al nuovo chiller ed
uno che misura i consumi dei due EDK.
chiara.magnani@energika.it 18§ STRUMENTAZIONE INSTALLATA – CIRCUITO 2
Per la contabilizzazione dell’energia frigorifera fornita dal nuovo impianto è stato installata
n.1 centralina EngyCal RH33 di Endress+Hauser corredata da n. 2 sonde di temperatura
TR10 e n.1 misuratore di portata Promag10L50.
Per la contabilizzazione dell’energia
elettrica assorbita dalle nuove
macchine sono stati installati n. 2
multimetri SOCOMEC Diris A10, uno
dedicato al chiller CLIVET ed uno che
misura i consumi dell’EDK.
chiara.magnani@energika.it 19§ VERIFICA RISPARMI – I ANNO
Con ‘Energia Elettrica corretta’ si tiene conto che l’utilizzo di una soluzione acqua + glicole nel Circuito 1 (accorgimento
adottato per esigenze dell’azienda diversamente da quanto previsto inizialmente) ha introdotto un aumento sui consumi di
energia elettrica a parità di energia frigorifera erogata:
• Rendimento (EER) del sistema con acqua-glicole: 4,37
• Rendimento (EER) del sistema con acqua: 4,96
chiara.magnani@energika.it 20§ VERIFICA RISPARMI – II ANNO
Anche il II anno il risparmio è risultato maggiore di quello minimo
garantito.
L’azienda produce masterbatches per il confezionamento di alimenti per cui ha continuato
a lavorare anche durante l’emergenza sanitaria per il COVID-19.
chiara.magnani@energika.it 21§ CONFRONTO DIAGNOSI ENERGETICA 2015 VS 2019
BILANCIO ENERGETICO 2014
BILANCIO ENERGETICO 2018
chiara.magnani@energika.it 22”Quando puoi misurare ciò di cui stai
parlando, ed esprimerlo in numeri,
puoi affermare di saperne
qualcosa; se però non puoi misurarlo,
se non puoi esprimerlo con numeri, la
tua conoscenza sarà povera cosa e
insoddisfacente.”
Lord William Thomson Kelvin (Belfast, 26 giugno 1824 – Largs, 17 dicembre 1907)
fisico e ingegnere britannico
chiara.magnani@energika.it 23Grazie per l’attenzione!
Ing. Chiara Magnani
+39 349 4304847
chiara.magnani@energika.it
Energika Srl
Via Nuova Circonvallazione 57/D, 47923 Rimini (RN)
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