ANALISI DEI CONSUMI ENERGETICI AZIENDALI

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1 Alla cortese attenzione di: Caffè River s.p.a. Via Piero Gobetti Arezzo Italy ANALISI DEI CONSUMI ENERGETICI AZIENDALI La Fabbrica del Sole Via del Tramarino, 17, Arezzo (IT) tel (+39) Ing. Andrea Baldini andrea.baldini@lafabbricadelsole.it Per.Ind. Marco Varignani marco.varignani@lafabbricadelsole.it

2 Indice 1. INTRODUZIONE E METODI DI MISURA REPARTO LAVORAZIONE MACCHINARIO: Tostatrice da 15 kw + Compattatrice FASE DI SPUNTO E SPEGNIMENTO FASE DI LAVORAZIONE MACCHINARIO: Tostatrice da 10 kw MACCHINARIO: Macinacaffè MACCHINARIO: Confezionatrice BLINDO DESTRO BLINDO SINISTRO MACCHINARIO: Movimentazione caffè QUADRO DI CONTROLLO AUSILIARI ALIMENTAZIONE CAFFE' ALLA CONFEZIONATRICE CARICO SILI DELLE MISCELE CARICO CAFFE' VERDE CARICO SILI DEL CAFFE' TOSTATO CARICO SILI DELLE MISCELE IN MANUALE CARICO SILI DEI MACINATI MACCHINARIO: Montacarichi AEROTERMI MACCHINARIO: Compressore Principale ANALISI DEI CARICHI GIORNALIERI ANALISI DEI TEMPI DI STAND-BY REPARTO UFFICI UFFICI PIANO TERRA UFFICI PIANO PRIMO UFFICI PIANO AMMEZZATO CENTRALE TERMICA LUCI ESTERNE POZZO UPS per SERVER ASCENSORE CONCLUSIONI...50

3 1. INTRODUZIONE E METODI DI MISURA A La Fabbrica del Sole s.c.a r.l. è stato commissionato uno studio volto a valutare i consumi di energia elettrica annuali dell'azienda Caffè River s.p.a nella sede di Arezzo in Via Piero Gobetti 64. L'analisi intende valutare i consumi elettrici distinti per i vari reparti dell'azienda, sia per quanto riguarda l'area lavorazione, che per l'area uffici. L'area lavorazione comprende vari macchinari, alcuni di essi lavorano in modo continuativo, altri in modo saltuario nel corso della settimana lavorativa. L'area uffici presenta invece dei consumi piuttosto costanti riconducibili a giornate tipo di consumo. Per le lavorazioni e i consumi continuativi è stata monitorata una giornata tipo, concordata con il reparto tecnico della committenza. Per i consumi più rilevanti sono state monitorate più giornate campione, in modo da non incorrere in errori nell'identificazione della giornata tipo. Per le lavorazioni non continuative sono stati monitorati uno o più cicli di produzione, in modo da definirne l'assorbimento specifico (energia assorbita all'ora) e ricavarne il consumo annuale relativo, nota una stima dei cicli di produzine settimanali o annuali. Tale stima è stata concordata con il reparto tecnico della committenza. Le misure sono state effettuate con apposito strumento elettronico di misurazione e registrazione dei dati (HT SOLAR 300) per Potenza, Tensione e Correnti assorbite. Per I carici tri-fase sono state misurati e registrati I dati relativi alle singole fasi, in modo da verificare eventuali sbilanciamenti negli assorbimenti. Come punti di misura sono stati individuati i quadri elettrici principali dell'impianto elettrico dell'azienda, nei sezionamenti da esso previsti. In alcuni casi il punto di misura è stato invece individuato direttamente a monte del macchinario. La suddivisione delle lavorazioni presentata in questa analisi, oltre che seguire un criterio funzionale ha dovuto anche seguire il criterio del sezionamento della rete elettrica presente in azienda, per esigenze pratiche di individuazione dei punti di misura. Tutte le misurazioni sono state effettuate senza dover interrompere l'alimentazione a nessun reparto dell'azienda.

4 2. REPARTO LAVORAZIONE

5 2.1. MACCHINARIO: Tostatrice da 15 kw + Compattatrice L'analisi dei consumi energetici di questo macchinario è stata suddivisa in 2 fasi, quella di spunto e spegnimento e quella di lavorazione, fasi che possono variare sensibilmente nel carico elettrico richiesto. La fase di spunto e la fase di spegnimento hanno una durata di 20 minuti circa ciascuna, mentre la fase di lavorazione ha una durata viariabile dalle 3 alle 4 ore. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico posto al piano terra, sulla parete Nord del reparto lavorazione, opportunamente segnalato come quadro di alimentazione del macchinario FASE DI SPUNTO E SPEGNIMENTO Data Mercoledì 09/09/2009 Inizio registrazione 07:54 Fine Registrazione 08:08 Potenza massima registrata 8,99 kw Energia consumata durante la registrazione 2,05 kwh Fig Tostatrice da 15 kw Assorbimento di potenza totale in fase di spunto ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 9,13 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 104 h/anno Consumo annuale 949,4 kwh/anno

6 FASE DI LAVORAZIONE Data Mercoledì 09/09/2009 Inizio registrazione 08:05 Fine Registrazione 11:14 Potenza massima registrata 16,03 kw Energia consumata durante la registrazione 39,24 kwh Fig Tostatrice da 15 kw Assorbimento di potenza totale in fase di lavorazione ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 12,46 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 624 h/anno Consumo annuale 7773,5 kwh/anno

7 Dal grafico successivo è possibile verificare che il sistema trifase risulta sostanzialmente bilanciato in relazione al carico elettrico del macchinario, con una leggera prevalenza della fase 2 (circa + 8%). Fig Tostatrice da 15 kw Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

8 2.2. MACCHINARIO: Tostatrice da 10 kw L'analisi dei consumi energetici di questo macchinario è stata considerata in una sola fase, visti i tempi di avvio più ridotti e il modesto utilizzo nel corso dell'anno. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico posto al piano terra, sulla parete Nord del reparto lavorazione, opportunamente segnalato come quadro di alimentazione del macchinario Data Lunedì 26/10/2009 Inizio registrazione 13:43 Fine Registrazione 15:58 Potenza massima registrata 9,40 kw Energia consumata durante la registrazione 5,40 kwh Fig Tostatrice da 10 kw Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 2,41 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 130 h/anno Consumo annuale 313,3 kwh/anno

9 Anche in questo caso il sistema trifase risulta sostanzialmente bilanciato in relazione al carico elettrico del macchinario, con una leggera prevalenza della fase 3, circa + 10% rispetto alla fase 2, quella a carico più basso. Fig Tostatrice da 10 kw Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

10 2.3. MACCHINARIO: Macinacaffè L'analisi dei consumi energetici di questo macchinario è stata considerata in una sola fase, visti i tempi di avvio più ridotti e il modesto utilizzo nel corso dell'anno. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico nei pressi del macchinario stesso. Data Martedì 24/11/2009 Inizio registrazione 13:38 Fine Registrazione 14:37 Potenza massima registrata 9,58 kw Energia consumata durante la registrazione 8,49 kwh Fig Macinacaffè Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 8,68 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 26 h/anno Consumo annuale 249 kwh/anno

11 2.4. MACCHINARIO: Confezionatrice L'analisi dei consumi energetici di questo macchinario è stata considerata per due differenti lavorazioni, quella collegata al blindo destro e quella collegata al blindo sinistro. Tale suddivisione si è resa necessaria sia per individuare 2 differenti lavorazioni con tempi di funzionamento diverso durante l'anno, sia perchè le due lavorazioni presentano un quadro elettrico di alimentazione distinto BLINDO DESTRO Questa parte della confezionatrice tratta la confezionatura in sottovuoto, quella del macinato e le macinatrici ad essa collegate. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico posto al piano primo, sulla parete Nord del reparto lavorazione, opportunamente segnalato come quadro di alimentazione del macchinario Data Giovedì 10/09/2009 Inizio registrazione 7:52 Fine Registrazione 12:40 Potenza massima registrata 18,77 kw Energia consumata durante la registrazione 58,76 kwh Fig Confezionatrice blindo destro Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo)

12 Consumo all'ora 12,24 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 130 h/anno Consumo annuale 1591,5 kwh/anno Il sistema trifase risulta sostanzialmente bilanciato in relazione al carico elettrico del macchinario, con una leggera prevalenza della fase 1, circa + 10% rispetto alla fase 2, quella a carico più basso. Fig Confezionatrice blindo destro Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

13 BLINDO SINISTRO Questa parte della confezionatrice tratta la confezionatura ordinaria, quindi risulta quella maggiormente utilizzata nel corso dell'anno. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico posto al piano primo, sulla parete Nord del reparto lavorazione, opportunamente segnalato come quadro di alimentazione del macchinario Data Martedì 08/09/2009 Inizio registrazione 8:37 Fine Registrazione 10:56 Potenza massima registrata 4,26 kw Energia consumata durante la registrazione 7,07 kwh Fig Confezionatrice blindo sinistro Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 3,04 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 1456 h/anno Consumo annuale 4427,5 kwh/anno

14 Il sistema trifase risulta sostanzialmente bilanciato in relazione al carico elettrico del macchinario, con una prevalenza marcata della fase 2, con punte del + 20% rispetto alla fase 1, quella a carico più basso. Fig Confezionatrice blindo sinistro Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

15 2.5. MACCHINARIO: Movimentazione caffè La movimentazione del caffè a caricamento dei vari sili e dai sili ai vari macchinari è gestita da un unico impianto automatizzato posto al secondo piano nei pressi della parete Sud del fabbricato. Per l'analisi delle varie fasi di carico si è scelto di monitorare il quadro di controllo in un unico punto di misura, assegnando i carichi elettrici di pertinenza alla varie operazioni in fase di elaborazione dati, secondo il susseguirsi delle operazioni come registrato dall'operatore FdS durante la misura. Il punto di misura è stato individuato all'interno del quadro di controllo stesso. Ogni operazione di movimentazione del caffè prevede che il quadro elettrico di controllo sia in funzione e che i motori ausiliari siano inseriti. Pertanto queste due operazioni sono considerate di base ad ogni lavorazione, sono state dunque misurate singolarmente e gli è stato assegnato un carico. Le operazioni di movimentazione vere e proprie sono state contabilizzate al netto di questi carichi di base. I grafici mostrati tuttavia si riferiscono alla registrazione effettuata, dunque al carico lordo dell'operazione di lavorazione, ossia alla somma dell'operazione analizzata + il carico del quadro di controllo + il carico dei motori ausiliari QUADRO DI CONTROLLO Questa operazione si riferisce al carico elettrico imposto dal solo quadro di controllo che gestisce il sistema di movimentazione del caffè. Tale quadro viene considerato accesso 24h/24h. Data Mercoledì 14/10/2009 Inizio registrazione 11:21 Fine Registrazione 11:31 Potenza massima registrata 0,4 kw Energia consumata durante la registrazione 0,005 kwh Fig Movimentazione del caffè Quadro di controllo Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,03 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 8736 h/anno Consumo annuale 251,6 kwh/anno

16 AUSILIARI Questa operazione si riferisce al carico elettrico imposto dai motori ausiliari inseriti, operazione preliminare e contemporanea ad ogni lavorazione di movimentazione del caffè. Data Mercoledì 14/10/2009 Inizio registrazione 11:31 Fine Registrazione 12:39 Potenza massima registrata 2,74 kw Energia consumata durante la registrazione 0,04 kwh Fig Movimentazione del caffè Ausiliari inseriti Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,04 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 2080 h/anno Consumo annuale 73,0 kwh/anno

17 ALIMENTAZIONE CAFFE' ALLA CONFEZIONATRICE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare un compressore, un rotore e l'organo di movimentazione delle valvole per caricare il caffè dai sili verso la confezionatrice. Il carico elettrico non considera il consumo del macchinario confezionatrice analizzato in una precedente fase né il carico del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Data Mercoledì 14/10/2009 Inizio registrazione 12:39 Fine Registrazione 13:31 Potenza massima registrata 5,39 kw Energia consumata durante la registrazione 0,26 kwh Fig Movimentazione del caffè Alimentazione caffè alla confezionatrice Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,30 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 52 h/anno Consumo annuale 15,7 kwh/anno

18 CARICO SILI DELLE MISCELE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad un compressore, una bilancia, un miscelatore e le valvole necessarie per caricare il caffè verso i sili delle miscele. Il carico elettrico non considera il consumo del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Data Mercoledì 14/10/2009 Inizio registrazione 13:33 Fine Registrazione 14:01 Potenza massima registrata 10,3 kw Energia consumata durante la registrazione 1,05 kwh Fig Movimentazione del caffè Carico sili delle miscele Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 2,26 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 468 h/anno Consumo annuale 1057,1 kwh/anno

19 Di questa fase è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta ben suddiviso con una leggera prevalenza delle fasi 3 e 2, circa + 7% rispetto alla fase 1, quella a carico più basso. Fig Movimentazione del caffè Carico sili delle miscele Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

20 CARICO CAFFE' VERDE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare un compressore, una bilancia, un miscelatore e le valvole per caricare il caffè verde. Il carico elettrico non considera il consumo del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Data Mercoledì 14/10/2009 Inizio registrazione 14:05 Fine Registrazione 15:16 Potenza massima registrata 16,12 kw Energia consumata durante la registrazione 5,2 kwh Fig Movimentazione del caffè Carico caffè verde Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 4,40 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 182 h/anno Consumo annuale 800,2 kwh/anno

21 Di questa fase è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta ottimamente suddiviso con una leggera prevalenza della fase 2, circa + 3% rispetto alla fase 1, quella a carico più basso. Fig Movimentazione del caffè Carico caffè verde Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

22 CARICO SILI DEL CAFFE' TOSTATO Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare un compressore, una bilancia, un miscelatore e le valvole per caricare il caffè tostato all'interno dei sili. Il carico elettrico non considera il consumo del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Data Giovedì 15/10/2009 Inizio registrazione 09:22 Fine Registrazione 09:32 Potenza massima registrata 13,22 kw Energia consumata durante la registrazione 0,84 kwh Fig Movimentazione del caffè Carico sili del caffè tostato Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 5,03 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 1456 h/anno Consumo annuale 7320,8 kwh/anno

23 Di questa fase è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta ottimamente suddiviso con una leggera prevalenza della fase 2, circa + 2% rispetto alla fase 1, quella a carico più basso. Fig Movimentazione del caffè Carico del caffè tostato Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

24 CARICO SILI DELLE MISCELE IN MANUALE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare un compressore, una bilancia, un miscelatore e le valvole per caricare i silli delle miscele in modalità manuale. Il carico elettrico non considera il consumo del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Questa fase si è successivamente dimostrata come praticamente irrilevante rispetto agli altri consumi, sia per consumo specifico (kwh/h) che per ore complessive lavorate. Data Giovedì 15/10/2009 Inizio registrazione 10:39 Fine Registrazione 11:00 Potenza massima registrata 0,82 kw Energia consumata durante la registrazione 0,26 kwh Fig Movimentazione del caffè Carico sili delle miscele in manuale Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,75 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 2,6 h/anno Consumo annuale 1,95 kwh/anno

25 CARICO SILI DEI MACINATI Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare due compressore, un macinino, una bilancia e le valvole per caricare i sili dei macinati. Il carico elettrico non considera il consumo del compressore principale, analizzato in una fase successiva. Data Giovedì 15/10/2009 Inizio registrazione 11:08 Fine Registrazione 12:12 Potenza massima registrata 5,08 kw Energia consumata durante la registrazione 3,28 kwh Fig Movimentazione del caffè Carico sili dei macinati Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 3,07 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 52 h/anno Consumo annuale 159,9 kwh/anno

26 2.6. MACCHINARIO: Montacarichi Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il montacarichi tra il piano terra e il piano primo dell'area lavorazione. Inizio registrazione Venerdì 20/11/ :25 Fine Registrazione Venerdì 20/11/ :26 Potenza massima registrata 13,50 kw Energia consumata durante la registrazione 0,09 kwh Fig Montacarichi Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo a salita + discesa 0,09 kwh Numero di utilizza settimanali 40 n /anno Consumo annuale 180 kwh/anno

27 Riguardo ai consumi elettrici del montacarichi è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta sostanzialmente bilanciato, con un carico sulla fase 1 circa 4% inferiore rispetto alla fase 2 e 3. Fig Montacarichi Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

28 2.7. AEROTERMI Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare gli aerotermi che distribuiscono aria calda al reparto lavorazione. Inizio registrazione Mercoledì 25/11/09 14:32 Fine Registrazione Mercoledì 26/11/09 16:53 Potenza massima registrata 1,07 kw Energia consumata durante la registrazione 2,53 kwh Fig Aerotermi Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo medio all'ora 1,08 kwh/h Ore di utilizzo annuali 1200 h/anno Consumo annuale 1290,9 kwh/anno

29 2.8. MACCHINARIO: Compressore Principale Il compressore principale ha il compito di mantenere in pressione il sistema di distribuzione pneumatico di trasporto del caffè. Ogni macchinario necessita di un pressione dell'aria in ingresso non inferiore ai 7 bar. Il compressore lavora su cicli ON/OFF tra un pressione minima e quella massima ottenibile dal motore del compressore stesso. A valle del compressore è presente un serbatoio di accumulo dell'aria pressurizzata con pressione massima di 12 bar. Tuttavia, prima della seguente analisi, il compressore lavorava con pressione massima raggiungibile di 7,5 bar. Inoltre, dopo la fase di compressione seguiva una fase di stand-by a motori in funzione di circa 4 minuti, senza lavoro di compressione utile. Tale fase aveva l'obiettivo di diminuire il numero di spunti della macchina nel caso si rendesse necessario il suo intervento (pressione nel circuito d distribuzione inferiore a 7bar) nei 4 minuti successivi al suo spegnimento. Questo consentiva inoltre di limitare un numero di avvii della macchina in tempi ristretti. Le caratteristiche elettriche e meccaniche infatti consentono un numero limitato di interventi del compressore nell'arco di un'ora di funzionamento. Tuttavia l'isteresi tra ON e OFF di 0,5 bar soltanto (tra 7bar e 7,5bar), associato ad un tempo di stand-by del compressore impostato a 4 minuti comportava un effettivo stato del compressore continuamente in ON, con problemi di rumorosità, consumi elettrici e possibili avvii della macchina a vuoto superiori a quelli massimi sopportabili. Durante questa analisi è stata proposta una modifica alla macchina tale da portare la pressione massima fino a 10 bar. In tal modo si è potuto sfruttare la capacità di polmone del serbatoio posto a valle e diminuire il tempo di funzionamento del compressore oltre che il numero di avvii orari del 20% circa. Questa modifica ha reso il tempo di stand-by precedentemente pre-impostato praticamente inutile, dato che i tempi tra lo spegnimento e la successiva fase di ON del compressore si sono prolungate fino a 15 minuti in media. Tale prolungamento dell'intervallo si deve proprio alla capacità di polmone del serbatoio, adesso sfruttato a pieno della sua potenzialità. Lo stand-by del compressore potrebbe pertanto essere portato a 0 minuti. Questa modalità tuttavia non consente nessun tipo di controllo sul numero effettivo di avvii all'ora. Il produttore del compressore consiglia di mantenere un tempo di stand-by di 8 minuti per evitare di superare 8 avvii all'ora. Sarebbe opportuno installare un sistema di controllo dei tempi di stand-by, presente nelle macchine di più recente costruzione. Al fine di dimostrare l'efficacia energetica dell'ottimizzazione dei tempi di stand-by sono state messe a confronto 3 fasi di compressione, una caratterizzata da uno stand-by di 8 minuti, un'altra con stand-by di 2 minuti e l'ultima con stand-by di 0 minuti, ed è stata estrapolato il consumo della configurazione con stand-by 4 minuti (finora utilizzata). Tale confronto si trova nella seconda parte dell'analisi energetica di questo macchinario. Il punto di misurazione per registrare tensione e corrente al macchinario è stato individuato nel quadro elettrico principale posto al piano terra nella stanza d'ingresso al reparto lavorazione, opportunamente segnalato come quadro di alimentazione del macchinario ANALISI DEI CARICHI GIORNALIERI (con stand-by di 0 minuti) Data Mercoledì 16/09/2009 Inizio registrazione 08:41 Fine Registrazione 08:38 Potenza massima registrata 51,62 kw Energia consumata durante la registrazione 86,25 kwh

30 Fig Compressore principale Assorbimento di potenza totale nella giornata tipo ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora (mediato sull'intera giornata tipo) 3,60 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 5616 h/anno Consumo annuale 20224,9 kwh/anno Fig Compressore principale Assorbimento di potenza totale in un'ora tipica di lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

31 Di questa fase è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta ottimamente suddiviso senza una rilevante prevalenza di una fase 2 sull'altra. Fig Compressore Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase ( Potenza [W] / Tempo) ANALISI DEI TEMPI DI STAND-BY In questa parte dell'analisi sono stati confrontati in termini di consumo energetico i cicli di attivazione del compressore con tempo di stand-by 0 minuti e 2 minuti. Analizzando un singolo ciclo di compressione da 7,5bar a 10bar, della durata media di circa 70 secondi senza tempo di stand-by e di circa 180sec per uno stand-by nominale di 2min, si estrapolano i seguenti consumi: Stand-by 8 min Stand-by 4 min* Stand-by 2 min Stand-by 0 min Energia nel ciclo [kwh] 2,271 1,630 1,310 0,848 Energia Normalizzata , Considerando la precedente analisi dei consumi giornalieri, si può stimare che mentre nella configurazione 0min si consumerebbero circa 20,2 Mwh, nelle stesse condizioni con la configurazione 2min se ne consumerebbero 31,2 Mwh e nella configurazione 8min 54.1Mwh. Fino ad oggi è stata utilizzata una configurazione con stand by di 4 min, con un consumo di circa 38,8 Mwh. Tuttavia, secondo il costruttore del compressore il mantenimento di tale configurazione potrebbe comportare problemi di durata al compressore stesso a causa delle numerose ripartenze da fermo possibili in un'unità oraria. *dato estrapolato

32 RAGGIUNGIMENTO DELLA PRESSIONE MASSIMA (10bar) ON FASE DI COMPRESSIONE FASE DI STAND BY OFF Fig Compressore principale Potenza totale di un ciclo con stand-by 8 minuti ( Potenza [W] / Tempo) RAGGIUNGIMENTO DELLA PRESSIONE MASSIMA (10bar) ON FASE DI COMPRESSIONE FASE DI STAND BY Fig Compressore principale Potenza totale di un ciclo con stand-by 2 minuti ( Potenza [W] / Tempo) OFF

33 RAGGIUNGIMENTO DELLA PRESSIONE MASSIMA (10bar) ON FASE DI COMPRESSIONE OFF Fig Compressore principale Potenza totale di un ciclo con stand-by 0 minuti ( Potenza [W] / Tempo) Il costruttore del compressore Kaesar CS76 consiglia nelle condizioni attuali di mantenere un tempo di stand-by di 8 minuti al fine di non incorrere in eccessivi avvii all'ora. Questa taglia infatti permette al massimo 8 avvii all'ora da fermo. Un'altra soluzione che il costruttore propone è di installare un dispositivo di controllo che consente di attivare la modalità QUADRO. Tale modalità potrà gestire automaticamente la lunghezza dei tempi di stand-by, allungandoli o riducendoli al minimo in funzione del tipo di lavorazione a cui è soggetto il compressore e nel rispetto delle caratteristiche meccaniche ed elettriche della macchina. Il costo per l'installazione del dispositivo è presentato in allegato alla presente relazione. L'installazione di questo dispositivo consentirebbe di passare dalla modalità 8min ad una modalità che può essere assimilata ad una via intermedia tra la modalità 0min e quella 2min. Ciò consentirebbe un risparmio annuale di energia elettrica di circa il 53% rispetto alla configurazione di sicurezza (stand by 8min) e di circa il 34% rispetto alla configurazione fino ad adesso utilizzata, comunque considerata non sicura dal costruttore del compressore. Stand-by 8 min Stand-by 4 min* Stand-by 2 min Stand-by 0 min Energia annua [kwh] Spesa annua per la fornitura di elettricità al compressore* [Euro] *considerato un costo dell'energia elettrica di 0,2 Euro/kWh Dalla tabella sopra si può dedurre che l'installazione del dispositivo di controllo dei tempi di stand-by consentirebbe un risparmio annuo di circa Euro di bollette di energia elettrica.

34 Un'altra possibilità offerta dal costruttore è quella di sostituire il compressore attuale con una nuova macchina ad inverter, di più moderna concezione. Tale macchina, che comunque ha un costo d'investimento non indifferente da valutare con il produttore, comporta i seguenti principali vantaggi: in linea con le nuove normative; rumorosità attenuata, da 78dB della macchina attuale fino a 68dB; possibilità di recupero dell'aria calda (es.riscaldamento); minori consumi elettrici, circa -6% ogni bar di salto di pressione (circa -15% nel caso di mantenimento delle pressioni di lavoro attuali); Nel prendere in considerazione questo tipo di investimento o l'installazione di un dispositivo QUADRO, volto a controllare automaticamente i tempi di stand-by, occorre tenere presente che la vita media di un compressore di questa taglia è di circa ore lavorative. Attualmente la vita della macchina in uso è di circa ore lavorate.

35 3. REPARTO UFFICI

36 3.1. UFFICI PIANO TERRA Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il reparto uffici, laboratorio e bar del piano terra. Inizio registrazione Giovedì 19/11/ :25 Fine Registrazione Venerdì 20/11/ :25 Potenza massima registrata 7,2 kw Energia consumata durante la registrazione 34,9 kwh Fig Piano Terra Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 1,43 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 5760 h/anno Consumo annuale 8223,4 kwh/anno

37 Riguardo ai consumi elettrici del piano terra è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta molto sbilanciato, con un carico continuativo ed elevato sulla fase 2, picchi di potenza associati alla fase 1, mentre la fase 3 risulta molto più scarica. Sarebbe necessario ribilanciare i carichi associati alle 3 fasi, alleggerendo la fase 2 e caricando la fase 3 Fig Piano Terra Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

38 3.2. UFFICI PIANO PRIMO Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il reparto uffici del piano primo. Inizio registrazione Martedì 10/11/ :55 Fine Registrazione Mercoledì 11/11/ :55 Potenza massima registrata 3,07 kw Energia consumata durante la registrazione 7,58 kwh Fig Piano Primo Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,32 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 5760 h/anno Consumo annuale 1820,4 kwh/anno

39 Riguardo ai consumi elettrici del piano primo è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta molto sbilanciato, con un carico continuativo ed elevato sulla fase 3, mentre le fasi 2 ed 1 risultano poco caricate. Sarebbe necessario ribilanciare i carichi associati alle 2 fasi, aumentando il carico sulle fasi 1 e 3. Fig Piano Primo Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

40 3.3. UFFICI PIANO AMMEZZATO Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il reparto uffici del piano ammezzato. Inizio registrazione Lunedì 09/11/ :44 Fine Registrazione Mercoledì 10/11/ :44 Potenza massima registrata 3,68 kw Energia consumata durante la registrazione 11,72 kwh Fig Piano Ammezzato Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,49 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 5760 h/anno Consumo annuale 2812,3 kwh/anno

41 Riguardo ai consumi elettrici del piano ammezzato è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta in parte sbilanciato, con un carico continuativo ed elevato sulla fase 3, mentre le fasi 2 ed 1 risultano meno caricate, tranne che per picchi di potenza. Sarebbe necessario ribilanciare i carichi associati alle 2 fasi, aumentando il carico sulle fasi 1 e 3. Fig Piano Ammezzato Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

42 3.4. CENTRALE TERMICA Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare i macchinari presenti in centrale termica. Inizio registrazione Venerdì 13/11/ :06 Fine Registrazione Sabato 14/11/ :06 Potenza massima registrata 2,07 kw Energia consumata durante la registrazione 13,6 kwh Fig Centrale termica Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,57 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 2880 h/anno Consumo annuale 1635,3 kwh/anno

43 Riguardo ai consumi elettrici della centrale termica è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta in parte sbilanciato, con un carico sulla fase 1 mediamente superiore del 25% rispetto alla fase 2, quella a minor carico elettrico. Fig Centrale Termica Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

44 3.5. LUCI ESTERNE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare le luci esterne dell'azienda e l'illuminazione per l'insegna pubblicitaria. Inizio registrazione Mercoledì 11/11/ :55 Fine Registrazione Giovedì 12/11/ :05 Potenza massima registrata 1,2 kw Energia consumata durante la registrazione 16,63 kwh Fig Luci esterne Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Giorni di funzionamento annui stimati 365 g/anno Consumo annuale 6069,2 kwh/anno

45 Riguardo ai consumi elettrici delle luci esterne è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta molto sbilanciato, con un carico sulla fase 1 molto forte, 50% superiore rispetto alla fase 3, mentre la fase 2 risulta completamente scarica. Tale situazione può essere comunque correlata ad un guasto ad alcune lampade esterne, presente al momento della misurazione. Fig Luci esterne Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

46 3.6. POZZO Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il pozzo dell'azienda. Inizio registrazione Venerdì 11/09/ :00 Fine Registrazione Venerdì 11/09/ :00 Potenza massima registrata 1,94 kw Energia consumata durante la registrazione 2,95 kwh Fig Pozzo Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 1,47 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 728 h/anno Consumo annuale 1072,7 kwh/anno

47 Riguardo ai consumi elettrici del pozzo è stato analizzato anche il bilanciamento tra le fasi elettriche. Il carico risulta leggermente sbilanciato, con un carico sulla fase 2 circa 10% superiore rispetto alla fase 3, quella più scaricata. Fig Pozzo Assorbimento delle 3 linee del sistema trifase durante la lavorazione ( Potenza [W] / Tempo)

48 3.7. UPS per SERVER Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il gruppo di continuità necessario ad alimentare il server dell'azienda. L'alimentazione è di tipo monofase. Inizio registrazione Lunedì 16/11/ :38 Fine Registrazione Martedì 17/11/ :38 Potenza massima registrata 1,23 kw Energia consumata durante la registrazione 21,86 kwh Fig Pozzo Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo all'ora 0,91 kwh/h Ore di funzionamento stimate all'anno 5760 h/anno Consumo annuale 5245,2 kwh/anno

49 3.8. ASCENSORE Questa fase analizza il carico elettrico necessario ad alimentare il gruppo di continuità necessario ad alimentare il server dell'azienda. L'alimentazione è di tipo monofase. Inizio registrazione Venerdì 20/11/ :32 Fine Registrazione Venerdì 20/11/ :33 Potenza massima registrata 12,6 kw Energia consumata durante la registrazione 0,067 kwh Fig Ascensore Assorbimento di potenza totale ( Potenza [W] / Tempo) Consumo durante salita + discesa 0,067 kwh/h Numero di utilizzi settimanali 20 h/anno Consumo annuale 64,3 kwh/anno

50 4. CONCLUSIONI Di seguito vengono riportate le ripartizioni dei consumi elettrici suddivisi per reparto, area e macchinari nella situazione precedente all'intervento sul compressore. La quota di energia elettrica necessaria è in linea con quella consumata nell'anno 2006 (99.233,00 kwh), anno di riferimento delle bollette di fornitura di energia elettrica forniteci dalla committenza. AREA KWh / anno % LAVORAZIONE 73053,3 73,1% UFFICI 26942,8 26,9% TOTALE 99996,1 100,0%

51 REPARTO KWh / anno % TOSTATURA 9036,1 9,0% MACINATURA 249,0 0,2% COMPRESSORE PRINCIPALE 46598,1 46,6% ALTRI CONSUMI LAVORAZIONE 1470,9 1,5% REPARTO CONFEZIONATURA 6019,0 6,0% MOVIMENTAZIONE CAFFE' 9680,3 9,7% UFFICI 12856,1 12,9% LUCI ESTERNE 6069,2 6,1% SERVIZI PER UFFICI 8017,5 8,0% TOTALE 99996,1 100,0%

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53 Macchinario KWh / anno % tostatrice 10kW 313,3 0,3% tostatrice 15kW + Compattatrice 8722,9 8,7% macinacaffè 249,0 0,2% compressore aria principale 46598,1 46,6% aerotermi 1290,9 1,3% montacarichi 180,0 0,2% confezionatrice blindo DX 1591,5 1,6% confezionatrice blindo SX 4427,5 4,4% quadro acceso, motori fermi 251,6 0,3% ausiliari inseriti 73,0 0,1% alimentazione confezionatrice 15,7 0,0% carico sili miscele 1057,1 1,1% caffè verde 800,2 0,8% carico sili tostato 7320,8 7,3% carico sili miscele manuale 2,0 0,0% carico sili macinati 159,9 0,2% piano ammezzato 2812,3 2,8% uffici primo piano 1820,4 1,8% piano terra 8223,4 8,2% luci esterne 6069,2 6,1% centrale termica 1635,3 1,6% UPS 5245,2 5,2% ascensori 64,3 0,1% pozzo 1072,7 1,1% TOTALE 99996,1 100,0%

54 Di seguito invece i consumi con la modifica apportata al compressore, aumentando la pressione massima da 7,5 bar a 10 bar mantenendo un tempo di stand-by di 4 minuti, che comunque non soddisfa le richieste di sicurezza indicate dal produttore del compressore di aria principale. Questo tempo andrebbe portato a 8 minuti, secondo le specifiche di sicurezza. AREA KWh / anno % LAVORAZIONE 65287,0 70,8% UFFICI 26942,8 29,2% TOTALE 92229,8 100,0%

55 REPARTO KWh / anno % TOSTATURA 9036,1 9,8% MACINATURA 249,0 0,3% COMPRESSORE PRINCIPALE 38831,7 42,1% ALTRI CONSUMI LAVORAZIONE 1470,9 1,6% REPARTO CONFEZIONATURA 6019,0 6,5% MOVIMENTAZIONE CAFFE' 9680,3 10,5% UFFICI 12856,1 13,9% LUCI ESTERNE 6069,2 6,6% SERVIZI PER UFFICI 8017,5 8,7% TOTALE 92229,8 100,0%

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57 MACCHINARIO KWh / anno % tostatrice 10kW 313,3 0,3% tostatrice 15kW + Compattatrice 8722,9 9,5% macinacaffè 249,0 0,3% compressore aria principale 38831,7 42,1% aerotermi 1290,9 1,4% montacarichi 180,0 0,2% confezionatrice blindo DX 1591,5 1,7% confezionatrice blindo SX 4427,5 4,8% quadro acceso, motori fermi 251,6 0,3% ausiliari inseriti 73,0 0,1% alimentazione confezionatrice 15,7 0,0% carico sili miscele 1057,1 1,1% caffè verde 800,2 0,9% carico sili tostato 7320,8 7,9% carico sili miscele manuale 2,0 0,0% carico sili macinati 159,9 0,2% piano ammezzato 2812,3 3,0% uffici primo piano 1820,4 2,0% piano terra 8223,4 8,9% luci esterne 6069,2 6,6% centrale termica 1635,3 1,8% UPS 5245,2 5,7% ascensori 64,3 0,1% pozzo 1072,7 1,2% TOTALE 92229,8 100,0%

58 A seguire le ripartizioni dei consumi nel caso di installazione del sistema di controllo dei tempi di stand-by di tipo Quadro, suggerito dal produttore del compressore principale. AREA KWh / anno % LAVORAZIONE 52140,8 65,9% UFFICI 26942,8 34,1% TOTALE 79083,6 100,0%

59 REPARTO KWh / anno % TOSTATURA 9036,1 11,4% MACINATURA 249,0 0,3% COMPRESSORE PRINCIPALE 25685,6 32,5% ALTRI CONSUMI LAVORAZIONE 1470,9 1,9% REPARTO CONFEZIONATURA 6019,0 7,6% MOVIMENTAZIONE CAFFE' 9680,3 12,2% UFFICI 12856,1 16,3% LUCI ESTERNE 6069,2 7,7% SERVIZI PER UFFICI 8017,5 10,1% TOTALE 79083,6 100,0%

60

61 MACCHINARIO KWh / anno % tostatrice 10kW 313,3 0,4% tostatrice 15kW + Compattatrice 8722,9 11,0% macinacaffè 249,0 0,3% compressore aria principale 25685,6 32,5% aerotermi 1290,9 1,6% montacarichi 180,0 0,2% confezionatrice blindo DX 1591,5 2,0% confezionatrice blindo SX 4427,5 5,6% quadro acceso, motori fermi 251,6 0,3% ausiliari inseriti 73,0 0,1% alimentazione confezionatrice 15,7 0,0% carico sili miscele 1057,1 1,3% caffè verde 800,2 1,0% carico sili tostato 7320,8 9,3% carico sili miscele manuale 2,0 0,0% carico sili macinati 159,9 0,2% piano ammezzato 2812,3 3,6% uffici primo piano 1820,4 2,3% piano terra 8223,4 10,4% luci esterne 6069,2 7,7% centrale termica 1635,3 2,1% UPS 5245,2 6,6% ascensori 64,3 0,1% pozzo 1072,7 1,4% TOTALE 79083,6 100,0%