Presidio Ospdaliero A. Manzoni di Lecco

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1 CARBOTERMO S.P.A. IMPIANTO DEL PRESIDIO OSPEDALIERO A. MANZONI AZIENDA OSPEDALIERA DELLA PROVINCIA DI LECCO. PREMESSA Di seguito vengono descritte le principali caratteristiche tecniche dell impianto di trigenerazione, realizzato da Carbotermo S.p.A. fra Ottobre 2011 e Luglio 2012, per la produzione combinata di energia elettrica, termica e frigorifera a servizio del Presidio Ospedaliero A. Manzoni - Azienda Ospedaliera della Provincia di Lecco. Presidio Ospdaliero A. Manzoni di Lecco Le centrali tecnologiche di produzione dell energia, sono state realizzate sfruttando le superfici disponibili nel fabbricato destinato ad ospitare gli impianti tecnologici del plesso ospedaliero, previo adattamento di alcuni spazi e la suddivisione di alcuni locali. Di seguito si elencano le principali apparecchiature installate: 1. N. 2 unità di cogenerazione costituite ciascuna da un modulo di produzione di energia elettrica (alternatore) azionato da motore alternativo a ciclo otto alimentato a gas metano e dai moduli di recupero calore dei circuiti: - di raffreddamento acqua ed olio motore; - dei fumi prodotti della combustione; - 1 -

2 2. N. 2 elettrodissipatori di emergenza e N. 2 elettrodissipatori destinati al secondo stadio intercooler dei motori di cogenerazione; 3. quadri elettrici di media e bassa tensione per l alimentazione del presidio ospedaliero e delle utenze tecnologiche; 4. N. 2 trasformatori elevatori ( V) a servizio dei cogeneratori; 5. N. 3 generatori di calore ad altissimo rendimento, che integrano il calore recuperato dalle macchine di cogenerazione, corredati da bruciatori a gas metano del tipo modulante a basse emissioni di NOx dotati del sistema di controllo del CO; 6. N. 4 elettropompe di spinta del fluido caldo (90 70 C) alle sottocentrali di scambio, ciascuna provvista di inverter per la modulazione della portata; 7. N. 2 gruppi refrigeratori d acqua del tipo ad assorbimento, che nella stagione estiva, utilizzando il calore recuperato dalle unità di cogenerazione integrano la produzione centralizzata di acqua refrigerata; 8. N. 2 torri evaporative per il circuito di condensazione dei gruppi frigoriferi ad assorbimento; 9. N. 4 elettropompe di spinta del fluido refrigerato (7 11 C) alle sottocentrali di scambio, ciascuna provvista di inverter per la modulazione della portata; 10. Sistema di controllo e supervisione dell intero impianto. CENTRALE DI COGENERAZIONE La centrale di cogenerazione, è costituita da numero due unità di pari taglia per la produzione combinata di energia elettrica ed energia termica le cui caratteristiche sono di seguito elencate: Jenbacher JMS 320 GS-N.LC Motore: a gas metano Alternatore: sincrono Potenza meccanica in servizio continuo: kw Numero cilindri: 20 Cilindrata: 48,67 litri Pressione gas di alimentazione: mbar Consumo di gas metano: 274Nmc/h a pieno carico Potenza introdotta: kw Potenza elettrica in servizio continuo: kw Potenza termica totale recuperabile: kw Rendimento elettrico: 40,08% Rendimento termico: 46,40% Rendimento complessivo: 87,20% - 2 -

3 Il calore recuperato dal modulo termico di ciascun cogeneratore viene convogliato sul collettore di ritorno della centrale termica, prima di alimentare le sottocentrali di scambio, per consentirne l eventuale integrazione con i generatori di calore, rispetto i fabbisogni termici del periodo. Per il trattamento dei gas combusti al fine di garantire emissioni di CO ed NOx al di sotto di quelli massimi ammessi nella zona d installazione, ciascuna unità di cogenerazione è stata dotata di unità e controllo SCR (convertitore catalitico) ed OXICAT per assicurare limiti di emissione non superiori a: - NOx: 100 mg/nmc (rif. 5% O2) - CO: 80 mg/nmc (rif. 5% O2) A completamento delle principali apparecchiature dell impianto di cogenerazione e con le funzioni di: - Raffreddamento di emergenza dei circuiti olio e motore; - Raffreddamento di emergenza del circuito di 2 stadio dell intercooler sono stati installati sulla copertura della centrale termica quattro elettrodissipatori che consentono la dissipazione del calore, nell eventualità non sia completamente utilizzato dall impianto o nel caso di mal funzionamento dei motori.caratteristiche tecniche elettrodissipatori di Emergenza: Alfa Laval BDDS 803 CD112 P CB Potenza: 651,9 Portata fluido: 57,5 m 3 /h Temperatura fluido (in-out): C Temperatura aria (in-out): 45 62,9 C Numero di ventilatori: 6 Portata Aria: m 3 /h Caratteristiche tecniche elettrodissipatori 2 Stadio Intercooler: Alfa Laval BDDL 803 CD56 P CB Potenza: 96,5 Portata fluido: 24,6 m 3 /h Temperatura fluido: 43,7 40 C - 3 -

4 Temperatura aria: 38 41,6 C Numero di ventilatori: 6 Portata Aria: m 3 /h CENTRALE TERMICA La centrale termica è costituita da tre generatori di calore ad acqua calda della potenzialità nominale singola di kwt del tipo ad altissimo rendimento omologati a tre stelle, fondo bagnato, completi degli accessori di regolazione / sicurezza e di bruciatori pressurizzati del tipo monoblocco alimentati a gas metano (150 mbar) in esecuzione Low NOx, modulanti, accessoriati di rampe a norma CE-UNICIG. Di seguito si elencano le prinicpali caratteristiche tecniche: Ferroli NG Potenza utile: kw Potenza focolare: kw Pressione massima di esercizio: 6 bar Pressione di prova idraulica: 9 bar Temperatura max di esercizio: 110 C Rendimento Termico: 95,9% Bruciatore a gas metano, marca: Baltur TBG 600 ME CO V Potenza termica: 600 kw kw Alimentazione: 400 V / 50Hz /3N AC Potenza elettrica motore: 11 kw Pressione minima metano: 150 mbar Il fluido vettore caldo, portato alla temperatura di 90 C dalle caldaie, viene riversato in un collettore di mandata sul quale sono installte le elettropompe di servizio del circuiti di teleriscaldamento. CENTRALE FRIGORIFERA La produzione del fluido freddo, per gli usi destinati al condizionamento estivo, viene assicurata dalla centrale frigorifera composta da numero quattro gruppi frigoriferi dotati di compressori del tipo a vite e condensazione ad aria, dei quali si riportano le caratteristiche tecniche: Daikin - 4 -

5 N. 2 EWADH 15 C-XL + N. 2 EWAD 760 C-XL Potenza frigorifera unitaria: N. 2 x 1.527,2 kw + N. 2 x 756 kw Efficienza energetica (EER): 3,20-3,25 Efficienza energetica stagionale (ESEER): 4,35-4,20 Tipo Compressore: Monovite semiermetico Numero compressori e circuiti frigoriferi: N. 2 - N. 2 Numero ventilatori: N N. 10 Gas Refrigerante: R 134a Alimentazione: 400 V / 50Hz /3N AC Potenza elettrica assorbita: 473,5 kw kw Conseguentemente alla realizzazione dell impianto di trigenerazione è stato possibile integrare la potenza frigorifera installata con i due gruppi refrigeratori ad assorbimento, che, non solo hanno permesso di sfruttare il cascame termico proveniente dai cogeneratori nel periodo estivo, ma consentono l ottimizzazione e la riduzione degli assorbimenti elettrici del presidio ospedaliero servito. Di seguito si elencano le principali caratteristiche tecniche: Broad BDH 71X80/95-34/29-7/ Potenza frigorifera: 824 kw Temperature acqua refrigerata: 7 12 C Portata acqua refrigerata: 142 m 3 /h; Temperature condensazione: C Portata acqua condensazione: 333 m 3 /h; Temperature acqua calda: C Portata acqua calda: 66,5 m 3 /h; Potenza Elettrica Assorbita: 5,7 kw Per ottenere i benefici di cui sopra è stata data priorità di funzionamento agli assorbitori che riversano la produzione frigorifera sui collettori dell impianto; tramite il sistema di regolazione e controllo vengono inseriti i gruppi frigoriferi condensati ad aria che integrano la produzione di energia secondo le specifiche richieste degli utilizzatori finali (unità di trattamento aria e fancoil) e del periodo di funzionamento. Nel locale tecnologico ove risultano installate le elettropompe e gli inverter per la distribuzione del fluido refrigerato è stato installato un disgiuntore idraulico per separare i circuiti a portata - 5 -

6 costante della centrale di produzione (gruppi frigoriferi) dal circuito di teleraffreddamento a portata variabile (utenze). Completano la centrale frigorifera le due torri evaporative per la condensazione dei refrigeratori d acqua ad assorbimento, installate sulla copertura dell edificio, nei pressi dei frigo ad aria delle quali riportiamo i dati tecnici significativi: Decsa TRM Potenza: kw Temperature: C Temperatura aria esterna a bulbo umido: 29 C; Portata d aria ventilatori: 72,80 m 3 /s Potenza Elettrica Motori Ventilatori: 30 kw x 2-6 -

7 QUADRI ELETTRICI E SISTEMA DI SUPERVISIONE Le opere per la costruzione dell impianto di trigenerazione hanno coinvolto significativamente anche gli impianti elettrici di media e bassa tensione, che sono stati implementati, riqualificati o rivisitati secondo la sintesi sotto elecata: - adeguamento della cabina di consegna di media tensione alle normative vigenti; - rifacimeno della distribuzione elettrica del presidio ospedaliero con la creazione di un anello aperto; - sostituzione dei due quadri di distribuzione di media tensione posizionati nelle due cabine elettriche del plesso ospedaliero; - installazione di n. 2 trasformatori elevatori (400 V / V) dedicati ai motori di cogenerazione; - installazione dei sistemi di contabilizzazione fiscale per la contabilizzazione dell energia elettrica prodotta dall impianto di cogenerazione; - installazione di inverter dedicati alle elettropompe di spinta dei fluidi destinati al riscaldamento ed alla refrigerazione a servizio delle sottocentrali di scambio; - installazione di quadri elettrici di bassa tensione per l alloggiamento dei regolatori liberamente programmabili dedicati al sistema di controllo e supervisione della trigenerazione. LOGICHE DI FUNZIONAMENTO L impianto di trigenerazione prevede sinteticamente tre scenari di funzionamento che hanno consentito di razionalizzare ed ottimizzare la produzione energetica del plesso ospedaliero A. Manzoni di Lecco: Inverno: funzionamento dei due motori di cogenerazione per la produzione di circa il 70% di energia elettrica necessaria al presidio, con recupero termico totale del calore prodotto, eventualmente integrato dai generatori di calore, sull impianto di riscaldamento; Primavera/Autunno: funzionamento dei due motori di cogenerazione per la produzione di circa il 65% di energia elettrica necessaria al presidio, con recupero termico del 50% del calore prodotto sull impianto di riscaldamento e del restante 50% su un gruppo frigorifero ad assorbimento; - 7 -

8 Estate: funzionamento dei due motori di cogenerazione per la produzione di circa il 60% di energia elettrica necessaria al presidio, con recupero termico totale del calore prodotto destinato ai gruppi frigorifri ad assorbimento che lo convertono in energia frigorifera