Atlas Copco Italia Divisione Compressori

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1 Atlas Copco Italia Divisione Compressori Case Histories di eccellenza: I certificati bianchi nel settore dell aria compressa Luca Bicchierini Assoesco presso Ecomondo, 8 Novembre 2013 luca.bicchierini@it.atlascopco.com Il Gruppo Atlas Copco Un leader mondiale nelle forniture di soluzioni per la produttivita industriale. Prodotti e servizi che vanno dai sistemi di compressione di aria e di gas, i generatori, alle macchine per le costruzioni e per miniere, agli utensili industriali e ai sistemi di assemblaggio, fino ai relativi servizi di assistenza post-vendita e noleggio. In stretta collaborazione con clienti e partner industriali, Atlas Copco offre soluzioni sostenibili per una maggiore produttivita attraverso prodotti e soluzioni innovativi. Con la Direzione in Svezia,il Gruppo ha una presenza diretta in 86 nazioni e globale in piu di 170 paesi nel mondo. Nel 2012 Atlas Copco aveva dipendenti e ricavi per circa 10,5 miliardi di euro 2 1

2 I nostri valori. First in Mind First in Choice 3 Utilizzo dell aria compressa nell industria Fino al 40% di tutta l energia elettrica impiegata da una industria L aria compressa in Italia, assorbe circa l 11% di tutta l energia impiegata per usi industriali Il 32.9 % potrebbe essere risparmiato. Enormi potenziali tecnici ed economici di risparmio Fonte: Compressed air systems in the European Union, 2001, studio del Fraunhofer Institute, ADEME, ECE, Università degli studi dell Aquila 4 2

3 Aree di intervento vs risposte tecnologiche Sistemi ES Airoptimizer - AIRnet Retrofit MKIV- settaggio di due pressioni Airscan AIRnet - Workplace Reducing air leaks Overall system design Recovering waste heat Adjustable speed drives All other measures Compressori VSD Energy Recovery MB lite - Airscan Fonte: SAVE Programme XVII/4.1031/Z/ Il circolo virtuoso dell energia Desiderata delle aziende Soluzioni eccellenti Diagnosi energetiche Recupero dell energia termica Tecnologie disponibili Ottimizzazione della sala compressori Innovazioni di prodotto Accessori per l efficienza energetica 6 3

4 Le varie tipologie di Check-up energetici Varie tipologie di audit energetici MB lite 1. Misura degli assorbimenti elettrici di tutti i compressori 2. Deduzione della portata dalla misura degli assorbimenti elettrici 3. Stima del risparmio derivante dall introduzione di compressori funzionanti a velocità variabile Airchitect 1. Misura degli assorbimenti elettrici di tutti i compressori 2. Deduzione della portata dalla misura degli assorbimenti elettrici 3. Stima del risparmio derivante dall introduzione di compressori funzionanti a velocità variabile 4. Possibilità di simulazione di profili di consumo diversi Airscan 1. Misura in continuo della portata e della pressione 2. Misura in continuo dei parametri elettrici di tutti i compressori (BT V - Corrente, Cosfi, Voltaggio, Potenza attiva) 3. Precisa quantificazione dei risparmi derivanti dall impiego di compressori VSD, essiccatori a risparmio energetico, energy recovery e di ulteriori tecnologie disponibili 8 4

5 Varie tipologie di audit energetici Tipologie di audit energetici Numero di compressori in misura/simulazione Tipologia di compressori in misura Tipologia di compressori in simulazione MB lite Max 8 - carico/vuoto - carico/vuoto - a velocità variabile Airchitect Illimitati - carico/vuoto - a velocità variabile Airscan Illimitati - carico/vuoto - a velocità variabile - modulanti - centrifughi - carico/vuoto - a velocità variabile - centrifughi - carico/vuoto - a velocità variabile - modulanti - centrifughi 9 MB lite Check-up energetico gestionale 5

6 MB lite (Measurement Box lite) Misura indotta Dalle misure di intensità di corrente di ogni compressore si ricava la portata dedotta di ciascun compressore Viene confrontata la misura dei consumi energetici con quella derivante dalla simulazione dell introduzione di un nuovo compressore a velocità variabile, effettuando il calcolo dell'energia risparmiata 11 Diagnosi energetiche (MB lite) Esempio reale di funzionamento di un compressore di tipo carico/vuoto (L/UL) Potenza a carico Potenza a vuoto 12 6

7 Diagnosi energetiche (MB lite) Tipico andamento della richiesta d aria di un impianto l/s Average use 50% Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday hour Deduzione della portata dalla misura degli assorbimenti elettrici Le misure dirette e le simulazioni consentono di calcolare con precisione i risparmi ottenibili nel reale contesto operativo 13 MB lite dalla misurazione alla simulazione misurazione simulazione report Come Atlas Copco Italia: Oltre 20 funzionari su tutto il territorio nazionale, in grado di sviluppare analisi ogni mese su clienti direzionali Circa diagnosi effettuate Innovazione per il 2013: lancio del nuovo software AIRCHITECT 14 7

8 Diagnosi energetiche (MB lite) case history MB lite: La relazione tecnica L intervento di efficientamento si è basato sull effettuazione di due diagnosi energetiche di tipo MB lite, all interno dello stabilimento di Sandigliano (BI), dedicate alle sale compressori Servizi (7 bar) e sala compressori (13 bar). 15 MB lite: Analisi dei consumi d aria della centrale di aria compressa sala Servizi 7 bar sala 13 bar un diverso colore per ogni giorno della settimana analizzata 16 8

9 MB lite: Simulazione del possibile risparmio (sala servizi 7 bar) Definizione dell energia elettrica assorbita nella settimana monitorata Definizione dell energia elettrica assorbita nella simulazione: GA160VSD Energia elettrica misurata settimanale: kwh Energia elettrica simulata settimanale: kwh Risparmio di kwh pari a circa Euro/anno 17 I risultati a consuntivo nell anno 2012 Monitoraggio sale compressori 13 bar e Servizi 7 bar Anno: 2012 Mese sala 13 bar sala Servizi 7 bar Aria En. Elt Cons. Spec. Aria En. Elt Cons. Spec. Nm3 kwh kwh/nm3 Nm3 kwh kwh/nm3 Gennaio ,8 0, ,2 0,1514 Febbario ,3 0, ,0 0,1436 Marzo ,6 0, ,3 0,1488 Aprile ,2 0, ,4 0,1487 Maggio ,1 0, ,4 0,1691 Giugno ,1 0, ,1 0,1845 Luglio ,3 0, ,9 0,1772 Agosto ,6 0, ,6 0,2330 Settembre ,9 0, ,2 0,1510 Ottobre ,4 0, ,3 0,1662 Novembre ,4 0, ,5 0,1830 Dicembre ,2 0, ,4 0,1586 TOTALE ,9 0, ,3 0,1641 Risparmi 2012 pari a circa kwh per la sala 13 bar e circa kwh per la sala Servizi 7 bar (corrispondenti a 246 TEP > 652 TEE > Euro/anno*) * Valore dei TEE: 90 Euro/TEE 18 9

10 Airchitect Check-up energetico gestionale Airchitect Sale compressori tradizionali Sale compressori con più di 8 compressori, anche a velocità variabile 20 10

11 Andamento portata dedotto giorno per giorno per 7 giorni Fase di misura (portate dedotte) Fase di simulazione (portate dedotte e pressioni risultanti) 21 Stima portate (Minima/Media/Massima) e analisi dei consumi specifici, ore e fasce di lavoro dei compressori 22 11

12 Stima risparmi di energia elettrica 23 AIRScan TM Check-up energetico gestionale 12

13 AIRScan TM Le tre possibili tipologie di indagine N 3 tipologie specifiche di servizio, eventualmente integrabili Airscan: nella sua impostazione tradizionale (misura delle portate - pressioni - consumi elettrici) > simulazioni e proposte migliorative Airscan: per le perdite di rete Airscan: per analizzare la qualità dell aria 25 Diagnosi energetiche (Airscan) Caratteristiche dell audit energetico Misure: Misura della portata richiesta dalla rete aria compressa Misura della pressione di rete Misura della potenza elettrica impiegata nella produzione di aria Determinazione delle perdite di rete Ulteriori possibili analisi: Qualità dell aria Presenza Gas, Olio, Polveri, Analisi del Punto di Rugiada SPM (inseribile anche all interno dei piani di manutenzione programmata) Report finale: Simulazione della tecnologia/modello ottimale Simulazione di eventuali centraline di controllo (ES) Potenziali di risparmio energetico e ritorno degli investimenti 26 13

14 La diagnosi energetica indica la tecnologia ottimale Applicazioni a media pressione: Atlas Copco dispone di tutte le tecnologie più innovative per l efficientamento di una sala compressori Consumo specifico J/l scroll camme vite centrifughi 18 kw 55 kw 750 kw Potenza (portata) Una selezione oculata può portare a risparmi considerevoli 27 Compressori oil free - La gamma VSD per ognuno dei modelli di VSD un largo campo di regolazione 56 % 73 % 63 % 900 VSD 54,5 147,4 m 3 /1 700 VSD 54,5 123,8 m 3 /1 500 VSD 21,5 79,1 m 3 /1 72 % 68 % VSD 21,5 66,8 m 3 /1 VSD 14 50,6 m 3 /1 67 % 250 VSD 14 43,3 m 3 /1 66 % 68 % 71 % VSD 7,6 26,6 m 3 /1 132 VSD 7,6 22,5 m 3 /1 VSD 4,5 14,6 m 3 /1 da 14 m 3 /1 = 90 kw a 50,6 m 3 /1 = 315 kw 64 % 75 VSD 4,5 12,4 m 3 /1 kw

15 Recupero del calore di compressione 29 Energy Recovery Recupero del calore di raffreddamento dei compressori Perdita per irraggiamento 2% Potenza assorbita 100% Energia recuperabile 94% Calore restante nell aria compressa 4% Sistema integrato Recupero energetico della potenza elettrica, fino al 94% per i compressori lubrificati e 100% per gli oil free, sotto forma di acqua calda a C per usi sanitari, riscaldamento ambienti e impiego di processo 30 15

16 Recupero di Energia (nei compressori lubrificati) Riutilizzare il calore generato nel processo di compressione risparmiando energia preziosa sotto forma di acqua calda Il calore viene prelevato dal circuito dell'olio del compressore, per mezzo di speciali scambiatori di calore olio/acqua e trasmesso all'acqua da riscaldare. L'olio viene così raffreddato dall'energy Recovery sfruttando integralmente la sua potenzialità. 31 Energy Recovery - GKN SINTER METALS - Brunico (BZ) GA110 ER GA110 ER GA90VSD ER GA75 ER Sala compressori composta da N 4 compressori della serie GA (compressori lubrificati raffreddati ad aria con potenze nominali rispettivamente di 75/90/110/110 kw) tutti in esecuzione atta al recupero di calore attraverso uno scambiatore di calore olio/acqua (versione Energy Recovery ER) Per 6 mesi/anno fornito al teleriscaldamento di Brunico Per 6 mesi/anno utilizzo per riscaldamento e acqua sanitaria RECUPERO MEDIO MENSILE = kwh 67% lato fumi 33% lato compr

17 Recupero di Energia (nei compressori oil free) Compressori della serie ZR in versione Energy Recovery ER) Docce ZR Energy recovery Caldaie Riscaldamento ambienti 33 Energy Recovery - Chemisol Castellanza (VA) A seguito di una profonda rivisitazione del ciclo produttivo, lo ZR25VSD ER si è rivelato sovradimensionato alle nuove necessità produttive e sostituito con un nuovo ZR90VSD ER Schema modalità recupero calore Schema di Installazione ZR + Pump Unit 34 17

18 Considerazioni conclusive (Periodo da Settembre 2012 ad Agosto 2013) Tipo Intervento Aria compressa (risparmio di kwhe) Risparmio energia elettrica (TEP/anno) Risparmio metano (TEP/anno) Risparmio (TEE/anno) Contributo stimato in termini di certificati bianchi (Euro/anno)* 28,9 76, Aria compressa (risparmio di kwht) 22,5 75, Pompe acqua 133,0-352, *Ipotesi di valore del TEE/Certificato bianco pari a 100 Euro/TEE 35 Risparmi energetici nella BASSA PRESSIONE 36 18

19 La bassa pressione Atlas Copco A cosa serve l aria nei processi chimici? Energy Air L aria è utilizzata per muovere Conosciuto anche come Motive Air (trasporto pneumatico) Process Air L aria è utilizzata come elemento chimico per generare una reazione (ossidazione biologica desulfurizzazione gas - solfonazione) 37 I motivi dell inefficienza dei lobi vs vite Lavoro di compressione soffiante a lobi pressione Lavoro di compressione soffiante a vite o centrifuga pressione P 2 2 P P 1 1 Lavoro di compressione P 1 1 Lavoro di compressione V Volume V Volume LA GAMMA ZS soffianti a vite 38 19

20 Il risparmio Atlas Copco CERTIFICATO 39 Nuove soffianti ZS ad alta efficienza per trattamento acque e trasporto pneumatico portata d aria erogata. Una nuova soffiante a vite (ZS+) rispetto ad una tradizionale soffiante a LOBI, garantisce un risparmio energetico fino al 35% a parità di pressione e Risparmi energetici nella ALTA PRESSIONE 40 20

21 FONTI di POSINA S.p.A. Anno di fondazione 1976 Stabilimento alle pendici del Monte Pasubio, in Val Posina, provincia di Vicenza La MISSION: «Amare l ACQUA significa amare la Vita e l Universo» 41 Variabilità di produzione ed efficienza energetica Un prodotto efficiente è la base per iniziare a parlare di risparmio energetico Efficienza del compressore: SER = Specific Energy Requirement. Consumo reale di potenza / portata reale fornita (J/l) Compressore ZR 2 stadi a vite fino a 10barg Booster D + 2 stadi a pistoni = 4 stadi di compressione da 25 a 40 barg

22 Variabilità di produzione ed efficienza energetica Lo ZD impiega una configurazione a 4 stadi di compressione, che risulta termodinamicamente fino al 7% più efficiente rispetto ad una configurazione a 3 stadi a pistoni. Il rapporto di compressione è migliore e le temperature di interstadio sono ridotte. Power consumption at 4 stages Power consumption at 3 stages 936 J/l (0,26 kw/m3) 965 J/l (0,268 kw/m3) 29 J/l (0,008kW/m3) Fonti di Posina Atlas Copco ZD (4 stadi) Potenza totale assorbita (essiccatore incluso) : 270,2 kwh Portata massima: 1039 Nm3/h S.E.R. = 936 J/l (0,26 kw/m3) 7% ore/anno 1000Nm3/h 1 kwh = 0.14 Risparmio medio annuo circa Variabilità di produzione ed efficienza energetica ZD VSD è una combinazione VSD omogenea tra : compressore a vite oil-free ZR VSD essiccatore ad adsorbimento MD VSD booster a pistoni oil free D VSD. L intervallo di regolazione si estende dal 40% al 100% senza finestre di velocità. Fonti di Posina : intervallo di regolazione della velocità variabile Compressore ZR160 VSD -10 FF / ER => Booster DX85 VSD / ER =>

23 Sistema di recupero dell energia termica di compressione integrato nel processo produttivo FONTI di POSINA: «Possiamo recuperare parte del calore prodotto dal sistema di produzione dell aria compressa per media e alta pressione per preriscaldare l acqua della caldaia, o per il riscaldamento dei pannelli radianti a soffitto, o per alimentare lo scambiatore acqua/acqua per sciogliere lo zucchero?» ATLAS COPCO: «Oggi finalmente è possibile...» Atlas Copco ha sviluppato una nuova ed innovativa tecnologia che dà la possibilità ai Clienti di recuperare parte del calore di compressione prodotto NON solo dai sistemi di compressione per bassa / media pressione, oil-free o oil-injected, ma ANCHE per alta pressione (ZD Energy Recovery) e di integrarlo con i processi produttivi mediante unità ER dotata di doppio scambiatore a piastre con pompe a velocità variabile (una in stand-by). Il risultato della tecnologia attuale consente quindi l ottenimento dei certificati bianchi sia legati al recupero dell energia elettrica che di quella termica Sistema di recupero dell energia termica di compressione integrato nel processo produttivo Il 70% della calore termico prodotto dalla compressione può essere recuperato tramite il circuito primario dell acqua di raffreddamento dello ZD Fonti di Posina : dati riferiti ad un solo ZD da 250 kw al 100% del carico Compressore ZR160 VSD -10 FF / ER : 118 kw (2,59 80 C) Booster DX85 VSD / ER : 53 kw (1,17 80 C) Totale : 171 kw (3,76 80 C) Risparmio energetico: Energia termica recuperabile mediante unità ER Titoli di Efficienza Energetica (TEE) kwh t,6000h= TEP 88 TEE /anno x 5 anni

24 I progetti di risparmio energetico Progetti a valutazione standardizzata Si basano su schede, definite per alcune tipologie di intervento ripetibili su larga scala, per il calcolo del risparmio medio ottenibile per ogni unità fisica di riferimento del progetto. La valutazione e certificazione dei risultati è fatta a fronte della documentazione a consuntivo relativa al numero Progetti a valutazione analitica Si basano sulla misura di alcuni parametri di utilizzo (ore di utilizzo, fattore di carico medio etc.) e su algoritmi predefiniti di calcolo dei risparmi di energia primaria. Tali valori dovranno essere registrati nel corso della vita del progetto attraverso apposita strumentazione di misura. La valutazione e certificazione dei risultati è fatta a fronte della documentazione a consuntivo relativa al numero di unità fisiche installate ed ai parametri di utilizzo registrati nel corso della vita del progetto. Progetti a valutazione consuntiva Si basano sulla misura dei consumi prima e dopo l intervento. Si applicano alle tipologie di progetti per le quali non sono disponibili metodi di valutazione definiti (né standardizzata, né analitica). I soggetti che adottano tali metodi dovranno trasmettere all GSE (Gestore Servizi Energetici) il progetto ed il relativo piano di monitoraggio energetico per una verifica preliminare. La tecnologia di riferimento è la tecnologia sostituita. La persistenza dei risparmi nell arco dei primi 5 anni di vita utile dei progetti deve essere misurata direttamente e non potrà essere stimata ricorrendo a fattori correttivi standard. 47 I contributi di efficientamento che generano TEE Tipo Intervento Risparmio energia elettrica (TEP/anno) Risparmio metano (TEP/anno) Coefficiente di durabilità (Tau) Risparmio (TEE/anno) Contributo stimato in termini di certificati bianchi (Euro/anno)* Compressore VSD (risparmio di kwhe) 100 2, Compressore dotato di Energy Recovery (risparmio di kwht) 100 3, *Ipotesi di valore del TEE/Certificato bianco pari a 100 Euro/TEE 48 24

25 Cosa l Atlas Copco Italia può fare per i suoi clienti Mettere a disposizione le nostre competenze per individuare insieme ai nostri clienti e alle ESCO di loro fiducia, le sale compressori da cui trarre i massimi risparmi di energia elettrica (VSD) e di energia termica (Energy Recovery) A seguito dell effettuazione di una diagnosi energetica, e della conseguente installazione di compressori a velocità variabile (VSD), collaborare con la ESCO di fiducia del cliente (e fornire alla ESCO tutta la documentazione necessaria alla presentazione del progetto a consuntivo previa liberatoria del cliente finale) 49 Il nostro impegno per una produttivita sostenibile 50 25

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