Aeroporto di Capodichino

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1 Aeroporto di Capodichino Efficientamento energetico della climatizzazione fabbricato viaggiatori Ing. Maurizio Landolfi

2 Aeroporto di Capodichino Efficientamento energetico della climatizzazione fabbricato viaggiatori PROGETTISTA : Ing. Antonio Dori COMMITTENTE: Gesac SpA ESECUTORE: TERMINAL 1

3 Finalità e modalità intervento Il progetto di efficientamento degli impianti di condizionamento installati nel Terminal 1 costituisce soltanto una parte del più ampio piano di efficientamento previsto dalla GESAC finalizzato alla riqualificazione energetica del sistema edificio-impianti del Terminal 1, responsabile del 70% dei consumi energetici dell intero sedime aeroportuale. Il progetto esecutivo, oggetto della presente relazione, riguarda la prima fase del suddetto piano generale di efficientamento relativa alla riduzione dei consumi da parte delle unità di trattamento dell aria esistenti. Lo studio di fattibilità, infatti, ha individuato nelle unità di trattamento aria i maggiori consumi di energia primaria dovuti in massima parte al trattamento dell aria esterna di rinnovo ed ai ventilatori di mandata ed estrazione a portata costante.

4 Finalità e modalità intervento La maggior parte delle UTA esistenti, inoltre, non dispongono di sistemi di recupero del calore di ventilazione fra l aria espulsa e l aria esterna (eccezion fatta per quelle di più recente fornitura) né di regolazione per il funzionamento in free-cooling, estremamente importante nelle medie stagioni (e in tutti quei giorni estivi e/o invernali in cui le temperature esterne lo consentano), durante le quali risulta possibile eseguire il raffrescamento degli ambienti direttamente immettendo una maggiore portata di aria esterna. Il progetto prevede su ciascuna unità di trattamento la realizzazione di una serie di interventi che tendono a ridurre quei consumi energetici (termici ed elettrici), determinati anche dal sovradimensionamento che si verifica nelle ore di minore affollamento dell Aerostazione.

5 Finalità e modalità intervento Gli interventi di efficientamento da realizzare, pertanto, si riassumono brevemente di seguito: installazione di inverter sui ventilatori di tutte le UTA ; motorizzazione delle serrande esistenti sulle sezioni di miscela ; modifica della sezione di miscela; sostituzione dei pre-filtri e dei filtri a tasche esistenti; aggiornamento ed integrazione del sistema automatico di regolazione esistente su ogniuta e del sistema di controllo generale sostituzione delle batterie elettriche.

6 Hardware previsto sulle UTA sonda di temperatura da canale posizionata sull UTA a valle della batteria di riscaldamento/raffreddamento; pressostato differenziale con sonde posizionate sull UTA a monte e a valle della sezione contenente i filtri; sonde di temperatura e di umidità relativa, montate sul canale di mandata a valle del ventilatore di immissione e sul canale principale di ripresa aria dall ambiente; sonda di temperatura sulla presa di aria esterna; inverter per la regolazione della velocità dei ventilatori; sonda di qualità (CO2) dell aria ambiente montata sul canale di ripresa; servocomandi sulla serrande di presa aria esterna, espulsione e ricircolo; sonde di temperatura ed umidità per il confronto entalpico dell aria esterna con quella interna per avviare, in condizioni favorevoli, il free-cooling; contabilizzatori di energia installati sulle tubazioni di alimentazione delle UTA.

7 Logica di funzionamento serrande In avviamento, le serrande di aria esterna e di espulsione resteranno chiuse e l'uta verrà avviata a tutto ricircolo, in modo da raggiungere in breve tempo la temperatura di regime. Raggiunta la temperatura di regime, verranno aperte al 50% le serrande di aria esterna e quella di espulsione, lasciando sempre le portate dell'aria ridotte. Le serrande di espulsione, di presa d aria esterna e di ricircolo, poi, gestite dal consenso di un comparatore entalpico contenuto all'interno del regolatore, in caso di temperatura dell aria esterna favorevole, cioè inferiore alla temperatura interna degli ambienti (caso molto frequente nelle stagioni intermedie), saranno posizionate in modo da configurare l unità di trattamento nella modalità di funzionamento a tutt aria esterna : In tal caso la valvola a tre vie di alimentazione alla batteria verrà completamente chiusa. Su segnalazione della sonda di qualità dell'aria ( CO2 > 400 ppm) la serranda di aria esterna continuerà ad aprirsi fino al 100% così come la serranda di espulsione.

8 Logica di funzionamento inverter Gli inverter sui ventilatori (mandata e ripresa) saranno regolati in modo da ridurre del 20% l'attuale portata dei ventilatori. Ristabilite le condizioni di temperatura in ambiente, gli inverter ridurranno nuovamente la portata d'aria del 20%. I contabilizzatori di energia, in funzione del T rilevato sulle tubazioni di mandata e ritorno della batteria di scambio termico, consentiranno il controllo dei consumi energetici dell'uta. In tal modo sarà possibile modificare le condizioni di funzionamento per ottimizzarne i consumi.

9 Integrazione ed adeguamento sistema regolazione e supervisione

10 Integrazione ed adeguamento sistema regolazione e supervisione Le UTA esistenti sono equipaggiate con ventilatori a portata costante del tipo tradizionale con trasmissione a cinghia che, pertanto, possono essere regolati soltanto variando il rapporto di trasmissione tra le pulegge. Il primo intervento riguarda l installazione di inverter sui ventilatori di mandata e ripresa coordinato con l adeguamento del sistema automatico di regolazione Utilizzando inverter per comandare i motori dei ventilatori, sarà possibile regolare la portata d aria. Installando gli inverter sui ventilatori di tutte le UTA esistenti e riducendo, quindi, la portata dal 100% all 80%, la potenza elettrica assorbita passa dal 100% al 51,2%, come è possibile verificare dal diagramma riportato di seguito. L utilizzo degli inverter, inoltre, garantisce una serie di ulteriori vantaggi: Assenza di spunto da parte del motore durante la fase di avvio Miglior rendimento del motore Maggiore durata degli organi meccanici e del motore

11 Motorizzazione serrande L intervento prevede la modifica delle UTA al fine di ottenere su di esse una portata dell aria esterna di rinnovo variabile in funzione dell affollamento. A tale scopo si prevede di motorizzare le tre serrande coniugate esistenti sulla sezione di miscela di ogni UTA e di coordinarle con il sistema di regolazione, in modo che le serrande possano modulare tra loro in funzione della portata d aria esterna richiesta. La modulazione dell aria esterna per il rinnovo varierà in funzione delle sonde di qualità dell aria (concentrazione di CO2), poste sui canali di ripresa delle UTA, in funzione dell affollamento partendo da un valore minimo imposto (pari a 0,5 ricambi orari in ore di basso affollamento). Seguendo la modulazione della serranda di aria esterna, il sistema di regolazione comanderà la parziale chiusura della valvola a tre vie miscelatrice posta sulla batteria di scambio termico, riducendo automaticamente il consumo di energia prodotta dal gruppo per il suo trattamento (caldo o freddo); conseguentemente diminuirà l assorbimento di energia elettrica da parte del gruppo.

12 Sostituzione filtri All interno di tutte le UTA esistenti si prevede di sostituire gli attuali filtri a tasche rigide con filtri di eguale tipologia ma ad alta efficienza (classe F 9) che, rispetto ai precedenti, assicurano il mantenimento della classe per tutto il periodo di funzionamento fino alla sostituzione programmata (1 anno). I filtri, certificati EUROVENT, garantiscono una minore perdita di carico, per cui verrà a ridursi la perdita di carico totale dell UTA e, di conseguenza, il ventilatore di mandata aria avrà una maggiore disponibilità di prevalenza statica utile che comporterà, anche se di poco, un minore assorbimento di energia elettrica.

13 Sistema di regolazione Il sistema di regolazione previsto per le UTA sarà in grado di dialogare con l esistente centrale EBI (Enterprise Building Integrator) e sarà dotato di un applicativo software dedicato alla gestione energetica, tesa ad identificare e implementare le strategie di riduzione dei consumi e di ottimizzazione dell utilizzo delle fonti energetiche. Il monitoraggio energetico consisterà nella misurazione dei consumi eseguita in termini globali (a livello di punto di connessione al misuratore dell azienda erogatrice) e puntuali (a livello di singola macchina o impianto). La misurazione sarà basata su contatori e altri strumenti di misura che verranno interfacciati ai vari Sottosistemi (Comfort Ambientale, Regolazione Ambiente ed Impianti Elettrici, Illuminazione ecc.) Gli apparati di misura saranno connessi al sistema centrale tramite interfacce ad impulsi o analogiche, o tramite interfacce standard tipo LonWorks, BACnet, MODbus.

14 Sistema di regolazione integrato L intervento prevede l integrazione con il sistema di supervisione generale volto a garantire l automazione degli impianti di climatizzazione dell Aerostazione, al fine di ottenere consumi energetici significativamente inferiori a quelli usualmente sostenuti per le esigenze di riscaldamento, condizionamento e ventilazione degli ambienti. Le funzioni che verranno controllate saranno le seguenti : Produzione caldo (pompe di calore ecc.) Produzione freddo (gruppi frigoriferi ecc.) Scambio termico (batterie C/F, scambiatori ecc.) Umidificazione/deumidificazione Trasporto fluidi vettori (pompe, ventilatori ecc.) Regolazione ambiente Tali funzioni saranno svolte mediante l utilizzo di controllori periferici a controllo digitale diretto (DDC). Un controllore DDC può essere definito come un sistema di regolazione nel quale un calcolatore digitale (microprocessore) comanda il processo in funzione di un set di variabili misurate e di un insieme di algoritmi di controllo.

15 Funzioni del nuovo software La funzioni principali del software saranno le seguenti: 1. Aggiornare continuamente i valori e le condizioni di ingresso e di uscita. Tutti i punti collegati verranno aggiornati ad intervalli dell'ordine di un secondo. 2. Convertire i segnali da analogici a digitali, associare ad essi una scala e correggerne l'offset dovuto ai collegamenti di linea, correggere la non linearità dei sensori. 3. Verificare la validità delle misure analogiche confrontandole con valori limite pre- programmati. 4. Assegnare l'opportuna unità ingegneristica l'opportuno identificatore della condizione di stato di tutti gli ingressi /uscite analogici e digitali. 5. Confrontare il valore dell'ingresso analogico con valori limite precedentemente assegnati così da potere ottenere una segnalazione di allarme effettivo ed una di preal- larme. 6. Inibire gli allarmi per un tempo programmabile. Ciò sarà particolarmente utile nelle fasi di avviamento dell'impianto al fine di raggiungere la loro condizione di regime senza far intervenire gli allarmi. 7. Effettuare il conteggio delle ore di funzionamento di una macchina, basandosi sullo stato di un punto digitale in ingresso. 8. Effettuare il conteggio del numero di accensioni e spegnimenti di una macchina, assegnando dei valori limite oltre i quali potrà essere inviato un allarme di manutenzione.

16 Conclusioni Energia elettrica risparmiata 1) ,75 kwh/anno, per installazione inverter su ventilatori. 2) ,00 kwh/anno, per portata variabile dell aria di rinnovo; 3) ,18 kwh/anno, per utilizzo free cooling; Totale risparmio di energia elettrica = ,93 kwh/anno Risparmio costi di gestione 1) ,25 /anno, per installazione inverter su ventilatori.; 2) ,00 /anno, per portata variabile dell ariadi rinnovo; 3) ,89 /anno, per utilizzo free cooling; Totale risparmio costi di gestione = ,14 /anno Totale risparmio di energia elettrica = ,93 kwh/anno Totale risparmio costi di gestione = ,14 /anno

17 Grazie per l attenzione Ing. Maurizio Landolfi