DESA - OTTIMIZZAZIONE DEI SISTEMI DI ASPIRAZIONE INDUSTRIALE

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1 DESA - OTTIMIZZAZIONE DEI SISTEMI DI ASPIRAZIONE INDUSTRIALE SITUAZIONE STANDARD I sistemi di ventilazione industriale progettati in maniera tradizionale utilizzano un grande ventilatore centrale ed un sistema di tubazioni che collegano ogni workstation al ventilatore. L aspirazione industriale viene utilizzata in tutto il mondo dove si generano polveri, fumi o nebbie, come ad esempio la lavorazione del legno, lavorazione dei metalli, industria alimentare e farmaceutica. I sistemi sono progettati in modo da consentire l aspirazione da tutte le macchine installate allo stesso momento, senza distinzione se la macchina sta realmente producendo o e in stand-by. Quindi il motore e il ventilatore sono scelti in base alle necessità di aspirazione del 100% delle macchine in attività indipendentemente da quante realmente operino in concreto. Tuttavia, i dati reali delle fabbriche dimostrano che tipicamente, meno del 50% dei macchinari lavorano contemporaneamente in un dato momento, quindi, il 50% delle macchine non produce polveri (fumi, nebbie); nonostante questo fatto l aspirazione continua ad essere attiva su tutte le macchine. Figura 1: Rapporto tra energia elettrica e volume d aria: al 50% di riduzione del flusso d'aria che si ottiene chiudendo automaticamente le serrande sulle macchine non-operative, e il motore del ventilatore consuma solo il 12,5% di energia elettrica (risparmio del 87,5%) di quanto richiesto quando l'aspirazione è in funzione su tutte le workstation. Se il volume d aria è ridotto del 50%, quindi il consumo di energia elettrica del motore del ventilatore sarà ridotta al 12,5% della potenza originale si otterra un risparmio 87,5%. Le leggi della fisica sono dalla nostra parte questa volta. L'idea di base è semplice: dotare ogni stazione di lavoro di un sensore che rileva quando l aspirazione è necessaria, e l'uso di una serranda motorizzata per chiudere il tubo di aspirazione quando l aspirazione non è necessaria. Quindi il numero di giri della ventola può essere regolato per ottenere il volume d'aria adeguato nelle tubazioni (Fig. 3). cap. soc ,00 -,C.F. e P.IVA : N REA Pagina 1

2 Tuttavia, c'è un problema con questa semplice idea: se polvere o altro materiale deve essere trasportato attraverso il condotto, allora è necessario mantenere una velocità minima impostata nelle canalizzazioni per impedire al materiale di sedimentazione nei condotti. Inoltre, una pressione minima deve essere mantenuta per superare le perdite di carico nel condotto del sistema di aspirazione. Quando le serrande sulle postazioni di lavoro che non lavorano sono chiuse, ol volume di aria e quindi anche la velocità dell'aria nel condotto principale scende e la polvere potrebbe depositarsi. Il nostro sistema di controllo di aspirazione delle polveri su richiesta risolve questo problema utilizzando un sistema di calcolo che determina la quantità d'aria necessaria e la necessaria depressione sulla base delle informazioni provenienti dai sensori (Questa depressione minima non è un valore costante; è una variabile dipendente dal numero e la posizione delle serrande aperte. Un esempio estremo è quando solo una porta vicino alla ventola è aperta: in questo caso, le perdite di carico sono minime, e la necessaria depressione deve superare solo le perdite nel collettore delle polveri e ventilatore. D'altra parte, quando la serranda si trova all'estremità di un sistema di tubazioni lungo, la necessaria depressione è sostanzialmente più elevata perché deve superare le ulteriori perdite dei lunghi tubi installati). Il DESA regola il numero di giri della ventola di conseguenza, e si gestiscono anche serrande supplementari su macchine che non lavorano se ciò è necessario per il mantenimento della velocità dell'aria. I diametri delle tubazioni su nuovi impianti risultano più piccoli perché sono ottimizzati sui reali piu, bassi volumi d'aria totale, ad esempio il 70%. Figura 2: Sistema di aspirazione classico con canali collegati a ogni stazione di lavoro, il collettore di polveri centrale, ventola e motore a corrente alternata. cap. soc ,00 -,C.F. e P.IVA : N REA Pagina 2

3 Figura 3: sistema di aspirazione intelligente: ogni stazione di lavoro è dotata di un sensore e una serranda per chiudere il condotto di aspirazione quando necessario. Sia i sensori e le porte sono collegati ad un computer centrale DESA che calcola il numero di giri appropriato (velocità) della ventola e determina il numero e la posizione delle serrande aggiuntive da aprire quando fosse necessario mantenere la velocità dell'aria corretta e la depressione nel sistema di canalizzazioni. COME FUNZIONA IL SISTEMA DI ASPIRAZIONE INTELLIGENTE Ogni stazione di lavoro è dotata di un sensore che rileva quando l aspirazione è necessaria (Fig. 3). Una serranda motorizzata chiude il condotto di ventilazione quando l'aspirazione non è richiesta in un particolare calata. Sia i sensori che le serrande sono collegate ad un computer centrale. Di conseguenza, il computer riceve continuamente informazioni dai sensori e utilizza un modello di calcolo del flusso d aria per determinare i giri appropriati (velocità) della ventola e determinare il numero e la posizione delle serrande addizionali da aprire quando necessario per mantenere la velocità dell'aria corretta e la depressione nel sistema di canalizzazione. POWER UNIT La parte principale del sistema e rappresentata dalla POWER UNIT (variatore) per il motore del ventilatore. La funzione di questo azionamento in aggiunta alla sua funzione principale - regolazione della velocità e della potenza del ventilatore - include caratteristiche come gestione del sovraccarico termico del motore, il funzionamento in risparmio energetico, e varie altre caratteristiche. Un modello di curva a S viene utilizzato per ridurre il picco di potenza, transitorio di avviamento del motore, per fornire transizioni fluide in fase di accelerazione e decelerazione della ventola (rampa controllata). cap. soc ,00 -,C.F. e P.IVA : N REA Pagina 3

4 All'accensione, il sistema di controllo imposta automaticamente il sistema e posiziona le serrande in sicurezza. Poi l'unità DESA legge il segnale da tutti i sensori installati in ogni stazione di lavoro e controlla le serrande e le unità di alimentazione POWER UNIT. Se si attiva qualsiasi workstation su ON, il DESA aprirà la porta appropriata e imposta adeguate depressioni per la velocità del motore di aspirazione attraverso la POWER UNIT. L accensione di ulteriori postazioni di lavoro aprirà le relative serrande in maniera adeguata. Al termine delle attivita di produzione delle macchine il processo sarà simile e si chiuderanno le serrande del caso. Modalità operative Ci sono due modalità di funzionamento: automatico e manuale (bypass), che possono essere selezionate tramite l'interruttore sul pannello frontale del DESA. MODO AUTOMATICO In modalità automatica, il sistema funziona in modo completamente automatico senza l'intervento dell'utente, con il mantenimento di livelli di aspirazione ottimale risparmiando al massimo l energia. MODALITÀ MANUALE In caso di guasto del sistema di controllo è implementata la modalità manuale. Sul pannello frontale dell'unità DESA con lo switch "MANUAL", si puo disattivare la funzione automatica del sistema. Nella modalità manuale il ventilatore sarà impostato su aspirazione al 100% e tutte le serrande saranno aperte (situazione identica come prima dell'installazione del DESA). I VANTAGGI DEL DESA 1) Risparmio in energia elettrica, senza penalizzare l aspirazione. Il DESA porta ad eliminare i volumi di aspirazione non necessari, chiudendo le serrande delle macchine non operanti produzione, e regolando l aspiratore ad estrarre aria solo da quelle in produzione. Se non diversamente dichiarato il risparmio viene calcolato sulla media nazionale di costo di energia elettrica di 0,2 Euro al KWh, con contemporaneita delle macchine al 75% per 200 ore di turno l anno. 2) Risparmio in energia termica. Il DESA riduce l aria aspirata senza necessita tecnica, e quindi evita di estrarre ed emettere nell ambiente aria per l aspirazione che e stata scaldata a temperature proprie per il lavoro, riducendo quindi lo spreco di energia termica. Il calcolo del risparmio, se non diversamente dichiarato, viene fatto su caldaia a gas con 0,40 Euro al metro cubo di gas. 3) Risparmio di energia frigorifera. Il DESA non espelle aria in eccesso a quella realmente impiegata in processi produttivi, riducendo in estate l espulsione di aria raffreddata. Se presenti i processi di refrigerazione, essi sono calcolati su consumi elettrici al costo di 0,2 Euro al KWh frigorifero. cap. soc ,00 -,C.F. e P.IVA : N REA Pagina 4

5 4) Risparmio di inquinamento acustico. Il DESA riduce fortemente le velocita dell aria nelle tubazioni, riducendo di gran lunga l impatto sonoro dell impianto di aspirazione. L ambiente di lavoro risultera estremamente piu gradevole e meno rumoroso. 5) Risparmio di media filtrante. Il DESA riduce l impatto della polvere nei filtri, e soprattutto la velocita di attraversamento, rendendo la vita dei filtri molto piu lunga. 6) Risparmio di energia per cicli di pulizia. Il DESA riduce l aria che viene convogliata nei filtri, e di conseguenza il loro intasamento, e quindi aumenta gli intervalli tra i cicli di pulizia riducendo la necessita di aria compressa o altri sistemi di pulizia meccanica. 7) Il DESA ottimizza il funzionamento dei filtri a drenaggio (tasche per nebbie d olio). Man mano che le tasche si intasano di olio, il DESA variera la potenza dell aspiratore, mantenendo l aspirazione corretta tutto il giorno. I sistemi tradizionali non sono mai adeguati, se infatti sono dimensionati a tasca intasata, la prima meta del turno di lavoro l impianto sara troppo forte e aspirera troppo refrigerante aumentando l intasamento delle tasche, se invece si decide di tararlo per il filtro pulito, esso aspirera bene all inizio, diventando scarso durante il passare delle ore a causa dell intasamento del filtro stesso. Solo col DESA si puo risolvere il problema. 8) Risparmio per costi di manutenzione. Il DESA mantiene le tubazioni sempre pulite, grazie al suo ciclo di pulizia temporizzato delle tubazioni, che evita i depositi degli inquinanti nelle canalizzazioni. 9) Risparmio nell investimento per l aspirazione sugli impianti nuovi. Il DESA prevede una serie di filtri dedicati per tutti i tipi di inquinanti che hanno un doppio valore di superficie filtrante, uno per i funzionamenti standard e uno che entra in gioco solo nei momenti di picco, consentendo cosi di acquistare filtri dimensionanti piu propriamente, e quindi meno ingombranti e costosi. 10) Risparmio per agevolazioni legate alle politiche energetiche. Il DESA consente di avere tutte le agevolazioni previste dai certificati bianchi e da quelle derivanti alla riduzione dell impatto ambientale per le aziende energivore. cap. soc ,00 -,C.F. e P.IVA : N REA Pagina 5