PNSPO. per l Efficienza. L inverter a servizio dell Efficienza Energetica. Energy friendly

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Stefania Lombardi
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1 PNSPO per l Efficienza L inverter a servizio dell Efficienza Energetica

2 Energy efficiency Prima di cercare fonti energetiche alternative, utilizziamo in modo performante ciò che abbiamo! Soluzione L inverter come strumento di controllo dei motori asincroni

3 Cos è un inverter? È un dispositivo elettronico che converte la tensione alternata della d rete in tensione ed in frequenza variabili per controllare la velocità di un motore asincrono standard. Ponte raddrizzatore d ingresso Bus DC Invertitore trifase

4 I vantaggi L inverter modula la frequenza di alimentazione del motore La velocità di rotazione del motore e quindi la sua potenza erogata si adattano alle richieste del sistema Un controllo sulla velocità comporta minori consumi di potenza Viene eliminata la presenza di organi di riduzione e quindi ridotta notevolmente la manutenzione

5 Settori applicativi I risparmi più significativi si hanno con pompe e ventilatori Infatti Esiste una relazione cubica tra potenza assorbita e velocità di rotazione P v 3 (legge di affinità) Ventilatori Potenza assorbita con diverse metodologie di controllo del flusso d aria Pompe Potenza assorbita con diverse metodologie di controllo della portata

affinità) inferiore a quello che si ha con controlli tradizionali, soprattutto alle richieste di portata medio-basse Ventilatori

6 Settori applicativi I risparmi più significativi si hanno con pompe e ventilatori Infatti Esiste una E relazione evidente come cubica il consumo tra di potenza utilizzando assorbita il controllo e velocità con di rotazione P v 3 inverter (legge di è molto affinità) inferiore a quello che si ha con controlli tradizionali, soprattutto alle richieste di portata medio-basse Ventilatori Potenza assorbita con diverse metodologie di controllo del flusso d aria Pompe Potenza assorbita con diverse metodologie di controllo della portata

7 Settori applicativi: controllo di una pompa Controllo di una pompa centrifuga con valvola di strozzatura Controllo di una pompa centrifuga con inverter

8 Settori applicativi Interessanti risultati in termini di risparmio energetico si ottengono anche per controllo di: nastri trasportatori compressori organi di sollevamento (gru, ascensori )

9 Caso di studio: pompa centrifuga Caratteristiche della pompa: Portata nominale: 300 m 3 /h Prevalenza nominale: 40 m Prevalenza massima: 45 m Prevalenza statica: 5 m Rendimento: 0,8 Caratteristiche del motore: Potenza: 45 kw Rendimento: 0,9 Tensione di alimentazione: 400 V

10 Caso di studio: pompa centrifuga Condizioni di funzionamento 90% della portata nominale per il 60% delle ore totali 50% della portata nominale per il 40% delle ore totali Ore di esercizio all anno: anno: 5500h Distribuzione della portata nelle ore totali di lavoro tempo % 30 Pval100 0 Phyd100 0 Pon_off Pval ,2 Phyd ,95 Pon_off Pval Phyd Pon_off8 Portata % Pval70 0 Phyd70 0 Pon_off7

11 Caso di studio: pompa centrifuga Calcolo dell energy energy saving annuale Formula per il calcolo dell energia assorbita con inverter: P inv ρ g Q90% Hs90% = h90 % η η η k p m inv inv ρ g Q50% H 1000 η η η p m s50% inv k inv h 50% (kwh) Formula per il calcolo dell energia assorbita con valvola di strozzatura: P val ρ g Q90% Hp 90% = h90 % η η k p m val ρ g Q 50% H 1000 η η k p m p50% val h 50% (kwh) Legenda ρ=densità del fluido (kg/m 3 ) Hs 90% =prevalenza del sistema al 90% della portata nominale (m) ρ=densità del fluido (kg/m η p =rendimento della pompa 3 ) Hs Hp 90% =prevalenza del sistema al 90% della portata nominale (m) 90% =prevalenza della pompa al 90% della portata nominale (m) η η p =rendimento della pompa Hp m =rendimento del motore Hs 90% =prevalenza della pompa al 90% della portata nominale (m) 50% =prevalenza del sistema al 50% della portata nominale (m) η η m =rendimento del motore Hs inv =rendimento dell inverter Hp 50% =prevalenza del sistema al 50% della portata nominale (m) 50% =prevalenza della pompa al 50% della portata nominale (m) η g=accelerazione inv =rendimento dell inverter di gravità(m/s 2 Hp ) h 50% =prevalenza della pompa al 50% della portata nominale (m) 90% =ore di funzionamento al 90% della portata nominale g=accelerazione di gravità(m/s Q 90% =90% della portata nominale 2 ) (m 3 h /s) 90% =ore di funzionamento al 90% della portata nominale h 50% =ore di funzionamento al 50% della portata nominale Q Q 90% =90% della portata nominale (m 50% =50% della portata nominale (m3/s) 3 /s) h Kinv=coefficiente 50% =ore di funzionamento al 50% della portata nominale di correzione per controllo con inverter Q Kval=coefficiente 50% =50% della portata nominale (m3/s) Kinv=coefficiente di correzione per controllo con inverter di correzione per controllo con Kval=coefficiente di correzione per controllo con valvola di strozzatura valvola di strozzatura

Caso di studio: pompa centrifuga Calcolo dell energy energy saving annuale Potenza consumata con velocità fissa e controllo della portata con valvola di strozzatura: 204.

12 Caso di studio: pompa centrifuga Calcolo dell energy energy saving annuale Potenza consumata con velocità fissa e controllo della portata con valvola di strozzatura: kwh/anno Potenza consumata con velocità variabile e controllo della portata con inverter: kwh/anno Energy saving: kwh/anno + + = Soluzione performante!

13 Caso di studio: pompa centrifuga Risparmio 45 potenza kw throttle 3 on/off hydraulic 595, inverter valvola di strozzatura on/off 40 portata % indice 70 Pot rif indice , hydraulic inverter valvola Risparmio di potenza assorbita dal motore Controllando la portata con l inverter l si ha un risparmio annuo di energia del 65%!

14 Caso di studio: pompa centrifuga Calcolo del payback period Costo dell investimento Risparmio annuo kwh/anno*0,12 /kwh = Payback period ~ 6 mesi!

15 Conclusioni Perché usare l inverter? Controllo Flessibilità Energy saving Quali sono i fattori limitanti? Disinformazione Scarso know-how Bassa influenza del costo dell energia energia sul costo del prodotto finito rispetto ad altri costi

16 PNSPO At work for a better life, a better world for all (Kazuma Tateisi)

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