IMPIANTI DI ARIA OMPRESSA
Opzione 4 Impianto con diversi ventilatori controllati da
4.2 OPPORTUNITÀ DI RISPARMIO
4.2.6 Recupero dell'energia
Quando si utilizza l'elettricità, il gas o l'olio per qualunque forma di riscaldamento nelle
strutture o nei processi produttivi, è opportu-no valutare la possibilità di sostituire intera-mente o parzialintera-mente questa energia di scarto recuperata dall'impianto di aria compressa.
I fattori decisivi sono i costi dell'energia in €/kWh, il grado di utilizzo e l'entità degli investimenti necessari. Un corretto investimento nel recupero dell'energia di scarto spesso si ripaga in appena 1-3 anni. Oltre il 90% dell'energia fornita al compres-sore può essere recuperata sotto forma di calore altamente riutilizzabile. La temperatura dell'ener-gia recuperata determinata le possibilità di appli-cazione e quindi il suo valore.
Il massimo grado di efficienza generalmente si ottiene dagli impianti raffreddati ad acqua, dove l'uscita dell'acqua calda di raffreddamento dell'im-pianto di aria compressa può essere collegata diret-tamente a una fonte di domanda di riscaldamento continua, ad esempio il circuito di ritorno di una caldaia per riscaldamento. L'energia di scarto recu-perata può essere riutilizzata in maniera efficiente tutto l'anno. I vari modelli di compressore forni-scono diversi prerequisiti. In alcuni casi, quando è richiesto un notevole flusso termico di picco, le distanze di trasporto del calore fino al punto di utilizzo sono lunghe oppure i requisiti variano durante l'anno, può essere opportuno individuare le possibilità di vendita dell'energia recuperata sot-to forma di calore, raffreddamensot-to, elettricità ecc.
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Potenza all'albero 100% Energia recuperata kWh/año:
W = [(K1 x Q1) + (K2 x Q2)] x TR
Risparmio/anno: W x ep/ Olio risparmiato m3/año TR = Tempo annuo in cui è richiesto il
recupero energetico (ore/anno)) K1 = Parte di TR con compressore carico K2 = Parte di TR con compressore scarico Q1 = Energia disponibile nel refrigerante
con compressore carico (kW) Q2 = Energia disponibile nel refrigerante
con compressore scarico (kW) ep = Prezzo dell'energia
= Efficienza normale della fonte di calore Residui nell'aria
compressa 4%
Energia recuperabile 94%
Perdite per irraggiamento 2%
Quando il compressore produce aria compressa, converte l'energia fornita in calore che viene trasferito al refrigerante (aria o acqua). Solo una piccola parte è contenuta nell'aria compressa e viene emessa sotto forma di radiazione dalla macchina e dalle tubazioni.
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Diverse forme di manutenzione Intervento a cura
dell'acquirente/utente Intervento a cura
del fornitore Intervento a cura di terzi
Responsabilità dell'acquirente Questione della responsabilità non chiara
Contratto di manutenzione preventiva Ordine di servizio in
base alla necessità fissi divisa tra acquirente/fornitore
Come tutte le altre apparecchiature, un impianto di aria compressa richiede una certa manutenzione. I costi di manutenzione, tuttavia, sono contenuti ris-petto ad altri costi e possono essere ulteriormente ridotti con un’attenta pianificazione. La scelta del livello di manutenzione è determinata dai requisiti di affidabilità e di rendimento dell’impianto di aria compressa.
La manutenzione rappresenta la minima parte dei costi totali di installazione e di proprietà, e dipende dalla modalità di pianificazione generale dell’impianto e dalla scelta particolare del com-pressore e delle apparecchiature ausiliarie.
I costi possono essere ridotti combinando il monit-oraggio delle condizioni con altre funzioni quando si utilizzano apparecchiature per operazioni total-mente automatiche e il monitoraggio dell’impianto di aria compressa centralizzato. Il budget totale per la manutenzione dipende da vari fattori:
- Tipo di compressori - Apparecchiature ausiliarie (essiccatori, filtri, apparecchiature di controllo e regolazione) - Ciclo di carico/scarico - Condizioni dell’impianto - Qualità del mezzo
- Programma di manutenzione - Scelta del livello di sicurezza
- Sistema di raffreddamento e recupero dell’energia
- Grado di utilizzo
I costi annui di manutenzione generalmente rap-presentano il 5-10% del valore dell’investimento nei macchinari.
4.2.7.1 Programma di manutenzione Un corretto programma di manutenzione dei com-pressori consente di prevedere i costi e aumentare la durata delle macchine e delle apparecchiature ausiliarie. In tal modo, i costi per le riparazioni di piccoli guasti diminuiscono e la durata dei tempi di fermo si riduce.
Se si utilizzano apparecchiature elettroniche avan-zate, i macchinari sono dotati di strumenti per l’esame diagnostico, per cui è possibile utilizzare i componenti in maniera ottimale e le riparazioni vengono eseguite solo quando sono strettamente necessarie. La necessità di ricondizionamento dei componenti può essere individuata con largo anticipo prima che i danni diventino significativi, in modo che non si propaghino causando inutili tempi di fermo.
Sfruttando i servizi after-market offerti dal forni-tore del compressore, il personale e i ricambi origi-nali del produttore, è possibile garantire un elevato standard tecnico-operativo, con la possibilità di apportare adeguate modifiche, basate sulle recenti Il massimo grado di utilizzo possibile riduce i costi di servizio e manutenzione espressi in €/ora di esercizio. È realistico prevedere un utilizzo del 100% con una disponibilità di almeno il 98%.
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Esempio di dati per il calcolo del compressore Dati di input
Acqua (impianto di ricircolo) Ripartizione dei costi di esercizio Elettricità
Acqua
Costi annuali senza recupero energetico Costi di esercizio
Costi di capitale Assistenza e manutenzione Produzione d'aria - totale Recupero energetico
Costi energetici (per l'utilizzo alternativo) Periodo di recupero
Grado di recupero Quantità di energia recuperat
Costi annuali con recupero energetico Risparmio con recupero energetico Costi specifici senza recupero energetico Costi specifici con recupero energetico Nota: valori arrotondati;
costo stimato dell'elettricità: 0,1 €/kWh
mm3/anni MWh/anni m3/anni
Essiccatori TOTALE ore/anni
esperienze, durante il ciclo di vita della macchina.
La valutazione dei requisiti di manutenzione viene effettuata da tecnici specializzati che addestrano il personale interno all’esecuzione degli interventi di manutenzione più urgenti. Il personale addestrato interno dovrebbe essere impiegato preferibilmente per le ispezioni quotidiane, in quanto l’esame con-tinuo di persona implica l’esecuzione di operazio-ni che non possono essere demandate a un’appar-ecchiatura di monitoraggio remoto.
4.2.7.2 Apparecchiature ausiliarie
È semplice ampliare un impianto aggiungendo varie apparecchiature ausiliarie, ad esempio per
incrementare la qualità dell’aria o per monitorare l’impianto. Anche le apparecchiature ausiliarie, tuttavia, implicano costi di servizio e manuten-zione (ad es. sostitumanuten-zione dei filtri, sostitumanuten-zione dell’essiccante, adattamento ad altre apparecchia-ture e addestramento del personale).
Occorre tenere conto anche dei costi di manuten-zione secondari, ad esempio per la rete di dis-tribuzione e le macchine per la produzione su cui influisce la qualità dell’aria compressa, nonché dei costi di stoccaggio dell’olio e delle cartucce filtran-ti. Tutti questi costi devono essere considerati nel calcolo dei costi totali di proprietà, elemento basi-lare per ogni nuovo investimento nei compressori.
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Assistenza e manutenzione 7%
Costi di capitale 21%
Costi di esercizio 72%