Audit energetico dell’impianto termico: un esempio pratico

Gli impianti a vapore sono molto utilizzati nelle industrie perché assicurano energia termica indispensabile per il processo di produzione e per il riscaldamento degli ambienti tramite vapore saturo secco. Il processo di trasformazione e trasporto dell’energia avviene tramite tre componenti fondamentali:

generatori di calore (generazione) in cui l’energia chimica del metano è convertita in energia termica per combustione e ceduta al vapore che svolge la funzione di fluido termovettore;
linee di distribuzione (distribuzione) che permettono il trasporto fisico del fluido termovettore dal generatore alle utenze e comprendono le valvole di controllo, la coibentazione, le trappole di vapore;
apparecchi utilizzatori (utenze) in cui il fluido termovettore cede l’energia termica accumulata ad un fluido di processo o all’ambiente. Il sistema di ritorno delle condense completa il ciclo e include sia le tubazioni sia il serbatoio di raccolta, pompe e coibentazioni.

Per poter attuare e quantificare interventi di risparmio energetico è necessario avere un’immagine chiara di quelli che sono i flussi di energia coinvolti nella generazione del vapore.

ESEMPIO
Prendiamo il caso concreto di un’azienda che si occupa della lavorazione di prodotti derivati dalla cellulosa (assorbenti igienici, pannolini, prodotti per l’igiene personale): il cliente esprimeva la necessità di un approfondimento tecnico-economico della diagnosi energetica preliminare già effettuata al fine di migliorare ulteriormente la conoscenza del reale comportamento energetico dell’impianto termico, responsabile dell’87% dei consumi totali annui di metano, con lo scopo di valutare la convenienza della sostituzione degli attuali generatori di vapore.

La diagnosi energetica
Per farlo sono stati installati sei misuratori a rilevamento orario per la contabilizzazione del vapore prodotto e del metano consumato. È stato rilevato che il 9% dei consumi di vapore è dovuto alle attività produttive, mentre il restante 91% alla climatizzazione; per quanto riguarda i consumi sono tendenzialmente stabili e compresi tra i 60 e i 100 mc all’ora.
I consumi legati al condizionamento e alle attività produttive non cessano nei fine settimana, così come non si annullano completamente nel periodo di chiusura estiva, a causa della necessità di mantenere determinati livelli termo-igrometrici necessari al mantenimento delle materie prime. Da qui è stato valutato che se i consumi del sabato e domenica si mantenessero ai livelli della chiusura estiva si potrebbero risparmiare oltre 6.500 € annui.

Lo stesso vale per il fabbisogno attuale di energia frigorifera, coperto oggi da un assorbitore (responsabile del 15% dei consumi totale di energia): se fosse generato da un gruppo frigorifero elettrico ad alta efficienza con le stesse caratteristiche si risparmierebbero circa 37.000 € l’anno.
L’audit ha anche evidenziato che una buona parte delle utenze richiedono acqua calda per riscaldamento a 60-70°C. Se tali utenze fossero alimentate direttamente ad acqua calda generata ad alta efficienza si avrebbero risparmi per 30.000/40.000 € l’anno.

I risultati
La diagnosi ha permesso di affermare, attraverso una reportistica approfondita, che il passaggio a moderni generatori ad alta efficienza non solo permetterebbe di raggiungere elevati livelli di risparmi, ma anche una maggiore flessibilità operativa. Sarebbe interessante implementare un sistema di monitoraggio, controllo e gestione in automatico dei parametri di funzionamento per raggiungere la massima efficienza energetica. Ciò consentirebbe di approfondire la gestione dei consumi durante i giorni di chiusura, al fine di limitare al minimo lo zoccolo di consumi base.
In più il contemporaneo impiego, all’interno dello stabilimento, di energia elettrica ed energia termica in quantità compatibili induce a ritenere plausibile l’utilizzo di Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR).
Sono infine stati individuati altri possibili interventi migliorativi di minore entità.

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