PROGETTO FUOCO 2012 A cura di Valter Francescato, Annalisa Paniz, Eliseo Antonini AIEL 22-26 febbraio 2012 IL PROGRESSO TECNOLOGICO DELLE CALDAIE 94% 88% 1
CALDAIE A PEZZI DI LEGNA con tiraggio forzato per aspirazione 1. Essicazione: l aria primaria favorisce l essiccazione fino a temperature 100 C, cellulosa e lignina iniziano ad essere gassificate 2. Degradazione: i gas di legno sono ossidati e mescolati con aria secondaria pre-riscaldata, T C 150-500. 3. Combustione: REGOLA DELLE 3T TEMPERATURA la completa combustione avviene nella seconda camera di combustione, con un adeguato periodo di permanenza dei gas caldi T C 700-1400. TEMPO TURBOLENZA Campo di applicazione ~ 10-50 kw 2
ACCUMULATORE sempre raccomandabile! (55-100 litri/kw) Dimensionamento dell accumulo inerziale secondo la norma UNI EN 303-5 V Sp = 15 * T B * Q N * (1-0,3 * ) V Sp T B Q N Q min Q H [kw] Q H Q min capacità del serbatoio [l] periodo di combustione [h] Potenza termica nominale [kw] Potenza termica minima [kw] Carico di riscaldamento medio edificio Esempio Casa monofamiliare T B 6 h (legno duro) Q N 20 kw Q min 10 kw (50% potenza nominale) 8 kw ca. 180 m² (Edificio nuovo) Q h 15 x 6 x 20 x (1-0,3 x 8/10) = 1.368 L impianto richiede un puffer di 1500 litri 3000 Q H Q min VSp [ l ] 0,8 2500 1 1,2 2000 1,5 1500 2 1370 2,5 1000 500 0 0 50 100120 150 200 250 300 Q N * T B [kwh] 3
Esempio: planimetria locale caldaia e deposito (ISPEZIONABILITÀ) fino a 50 kw 8 m² 50 fino a 120 kw 12 m² 120 fino a 500 kw 20 m² Azienda agrituristica IL BOSCO alivie@libero.it - Vittorio Veneto TV Caldaia 55 kw - Legna Puffer 3.500 litri Volume riscaldato ca. 1.100 m 3 Sost. Gasolio 10.000 litri/anno Consumo annuo legna 25 t (carpino) Investimento tot. 18.000 (- contr. PSR 50%) 4
Caldaie automatiche a cippato Estrazione dal silo Alimentazione focolare Tipo di focolare M P A kw Balestra Coclea per caduta Griglia fissa 20-30 16-45 0.7-1.5 25-200 Braccio articolato Coclea valvola stellare Sottoalimentato 20-55 16-45 0.7-1.5 10-2500 Rastrelli Griglia mobile rotativa/minimobile oriz. 20-40 16-45 0.7-3.0 30-300 Spintore Mobile - inclinato 30-55 16-100 0.7-6.0 > 500 [Francescato, Antonini 2009] 5
Fasi della combustione in una caldaia a cippato/pellet a tiraggio forzato per aspirazione Trasferimento calore allo scambiatore Ossidazione dei gas combustibili (700-1400 C) Gassificazione del legno (250-500 C) Decomposizione pirolitica (150-500 C) Riscaldamento ed essiccazione (100 C) Dispositivo accensione automatica Principali tipi di focolari CIPPATO 6
Caldaia 50 kw a cippato, griglia fissa, alimentazione laterale, estrazione automatica cenere Camera di combustione cilindrica e combustione a rotazione 1. Sistema di alimentazione a coclea 2. Griglia mobile ad avanzamento su tutta la superficie del focolare 3. Aria primaria 4. Ricircolo dei fumi 5. Ventola di accensione 6. Estrattore automatico delle ceneri 7. Aria secondaria con soffiante a rotazione 8. Camera di combustione a rotazione 9. Scambiatore di calore 10. Scarico termico di sicurezza 11. Pulizia pneumatica dello scambiatore 12. Elettrovalvola dei gas di scarico 7
Pulizia automatica degli scambiatori Legge in continuo O 2 e regola ventilatori e velocità di carico del combustibile Basamento di una caldaia a griglia fissa. Fori basali dell aria primaria (1) sulla griglia e fori laterali dell aria secondaria (2) sul refrattario. Chiusa rotante a monocamera Pulizia automatica scambiatore - Nessun asse - Materiale passa in caduta senza contatto - Lama massiccia con controlama - Lame sostituibili - Basso fabbisogno di potenza Griglia ribaltabile 8
Bruciatore e agitatore ceneri Caldaia con - Bruciatore (refrattario) - Agitatore ceneri -Rotocella - Pulizia automatica scambiatori potenza 50-145 kw Cippato fino M 40-45% Caldaia a griglia rotativa con potenza di 150-300 kw, è in grado di bruciare cippato M fino a ca. 40%. 9
Griglia mobile orizzontale estrazione ceneri a catena Camera di combustione circolare a ciclone (36-850 kw) Griglia ibrida Caldaia su skid a partire da 90 kw Griglia mobile e alimentazione a spintore (~ 0,35-6 MW) 1. zona di essicazione 2. zona di gassificazione 3. zona di ossidazione 4. camera primaria 5. camera secondaria 6. scambiatore 7. bruciatore ausiliario 8. spintore idraulico 9. ventilatori aria primaria 10. ventilatori aria secondaria 11. ventilatori aria terziaria 12. coclea estrazione cenere 10
CALDAIE A PELLET Principali tipi di focolari PELLET 11
Tecnica a condensazione (pellet) Gas fumi ca. 150 C Gas fumi ca. 30-40 C Scambiatore di calore in lega/fibra di carbonio Ritorno dal riscaldamento ca. 30 35 Condensato SCELTA CALDAIA E ALTRI ASPETTI IMPORTANTI Certificazione dell apparecchio UNI EN 303-05 classe 3 (4-5) Qualità dei materiali (corpo caldaia) Regolazione di potenza e combustione (cervello caldaia) Rendimento (consumo di combustibile), fattori emissione Consumo di energia elettrica Assistenza e pronto intervento per rotture e guasti Visitare qualche impianto prima dell acquisto Fondamentale progettazione e installazione 12
Combinazione con altre fonti di calore Deposito cippato Potenza caldaia in kw x 2,5 = msr/anno (legno tenero, G30, W30) Potenza caldaia in kw x 2,0 = msr/anno (legno duro, G30, W30) 13
Fornitura, stoccaggio e logistica del cippato Incontrare i possibili fornitori fissare caratteristiche qualitative (contratto) accessibilità mezzi di trasporto dimensionamento silo: = dopo 15 gg Volume del cassone Volume del carico: Carri agr. 10-30 m 3 Container 25-70 m 3 Cassoni piano mobile 90 m 3 14
Sistemi di estrazione e alimentazione per il pellet ÖNORM M7136 trasp logistica pellet certificato/attestato Lunghezza tubaz. < 30 m Accessibilità autobotte Silo a pareti inclinate (ÖNORM M7137) Pareti ermetiche (polvere) bocchettone misura Storz A (DIN A 14309 Volume del silo in m 3 = 0,6-0,9 x potenza in kw 2,8-5 t caldaia a pellet 15 kw 13,5 m 3 Supponendo che la stanza sia alta 2,3 m, il silo occupa una superficie di 6 m 2 (misure 2x3x2,3). 15
Dispositivi di sicurezza contro il ritorno di fiamma 16
Valvola di sicurezza contro la formazione di CO nel silo di stoccaggio del pellet Garantendo il ricambio d aria all interno del deposito del pellet la concentrazione di CO può essere ridotta a livelli non pericolosi Cartello da apporre sul silo di stoccaggio del pellet per garantire un adeguato livello di attenzione e informare correttamente il consumatore finale 17
AZIENDA AGRICOLA PAOLO REFFO DOLO (VE) Caldaia 35 (kw) Cippato Puffer 1.000 litri Volume riscaldato ca. 1.100 m 3 (radiante) Sost. GPL 7.800 /anno (incl. Bombolone) Consumo annuo cippato 12 t (M30%, olmo, platano, frassino, robinia, ecc..) Invenstimento tot 28.600 (no contr.) www.trerondini.it 70 kwf + 100 kwt 18
Agriturismo CALRONCHE www.calronche.it - Crevada di Refrontolo (TV) Caldaia 180 kw cippato vite Rete telerisc. 100 m; silo 5x5x3m (75 m 3 ) Puffer 2.000 litri; 3 sottostaz 25 kw Volume riscaldato ca. 2.000+1500 (in costruz.) m 3 Sost. GPL 15.000 /anno (2.000 m 3 ) Consumo cip vite luglio-dic09 20 t (M20) 14 ha vigneto 20 t M20 + 4,5 ha bosco (15 t/anno) Investimento tot. 150.000 (- contr. PSR 45%) Agriturismo CALRONCHE www.calronche.it - Crevada di Refrontolo (TV) 19
HOTEL EDEN BORMIO (SO) 1.225 m slm Hotel 5 stelle plus 27 camere suite Ristorante, wellness 57 kwh/m 2 /a 1.320 m 2 utili 75,24 MWh/a 2,8 MWh/stanza Caldaia cippato 100 kw Silo cippato 100 m 3 (camion pompa) Consumo cippato: 26 t/a (3.300 /a) PALACE HOTEL - BORMIO (SO) 1225 mt. slm 5 stelle, sala da pranzo, stube, salotto, suite, piscina coperta, centro wellnes & beauty composto da sauna, idromassaggio, vitarium e bagno turco 85 camere utilizzava BTZ 2006, spesa 94.000 oggi a gasolio spenderebbe ca. 134.000 2010 ha consumato 1.800 msr cippato (50.000 27 /msr) 1.000 MWh/85 = 11,7 MWh/stanza Investimento 180.000 (700 kw) Risparmio annuo 84.000 /a 2-3 anni ammortamento Valore sostituzione ca. 2,5 M Valore lasciato al cippato locale 1,25 M 20
La minirete dell Hotel Mohren & Plavina di Burgusio Val Venosta (BZ) Il modello contracting albergo a servizio del borgo. www.mohren-plavina.com Dati finanziari economici Caldaia 1 Caldaia 2 Messa in servizio dell'impianto maggio 2002 Investimento (Euro) 350.000 novembre 1994 Contributi provinciali (%) 30 30 Litri gasolio sostituiti 120.000 Potenza della caldaia cippato 150 550 Potenza della caldaia di emergenza (gasolio) 170 Lunghezza della rete di teleriscaldamento (m) 450 Numero di sottostazioni 8 Richiesta complessiva massima di calore (KW) 550 Volume riscaldato (mc) ca. 24.000 Consumo medio annuo cippato (msr/a, M25) 2.400 Periodo di attività della caldaia (h/anno) 3.720 4.464 Volume silo stoccaggio (mc) 350 134.000 gasolio 65.000 cippato (27 /msr) Ammortamento 5 anni (senza contributo) Le vie del calore sono infinite.. Impianto Abbazia di Praglia Colli Euganei (Pd) 21
SIRAM - Impianto complesso scolastico di Pordenone 1,8 MWt 80.000 mc 1.400 t/a M30 Fornitura cippato /MWh 22
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Grazie per l attenzione! Per saperne di più www.aiel.cia.it francescato.aiel@cia.it antonini.aiel@cia.it Tel. 049.88.30.722 24