Un risparmio energetico migliore del 70% grazie alle pompe Grundfos

Grundfos migliora l'efficienza energetica grazie alla regolazione intelligente della temperaturaFOTO: Un "approccio Grundfos iSOLUTIONS", se applicato a delle normali torri di raffreddamento con pompe sovradimensionate e con carichi di pressione di sistema variabili, può generare un risparmio energetico fino al 70%, secondo Michael Laustsen, Application Manager.
Regolazione intelligente della temperatura

I sistemi di raffreddamento industriali utilizzano pompe di grandi dimensioni che rimangono continuamente in funzione, ma un'impostazione non corretta porta ad un'inefficienza del sistema con conseguenti costi energetici elevati, secondo Michael Laustsen, Grundfos Application Manager.

"Le società di consulenza acquistano spesso un compressore per raffreddamento da un fornitore, la torre di raffreddamento da un altro, le pompe da noi, facendo poi assemblare tutto da un appaltatore del luogo," spiega Michael Laustsen. "Se l'appaltatore, non sapendo come assemblare correttamente il tutto, dovesse effettuare una programmazione non corretta, lo spreco energetico ed i costi conseguenti sarebbero enormi," ci spiega.

"Solitamente si cerca di ottimizzare il processo produttivo dello stabilimento. Nessuno però verifica il funzionamento corretto del sistema di raffreddamento."

Grundfos aiuta le società ad evitare questa costosa inefficienza, generando risparmi fino al 70% o anche maggiori nel caso di luoghi di installazione dotati di carichi di sistema variabili.

"Siamo ormai nel settore da decenni," afferma Michael Laustsen. "Possediamo una vasta conoscenza dei sistemi di raffreddamento e la tecnologia in grado di gestire ogni esigenza. Conosciamo i fornitori delle torri di raffreddamento e dei compressori di raffreddamento e sappiamo il modo in cui i vari componenti funzionano insieme. Possediamo i sistemi di controllo necessari. Possiamo, quindi, intervenire."


"Le applicazioni di raffreddamento industriale sono raramente dotate di un carico costante. Non appena si taglia il carico, la soluzione per la regolazione diretta delle temperatura offre un aiuto importante."

Michael Laustsen, Grundfos Applications Manager

FIGURA 1: Valvola di regolazione con pompa sempre in funzione alla massima velocità

Scegliere una strategia di controllo

Se prendiamo ad esempio un comune scambiatore di calore, esistono tre modalità principali per regolare e controllare la temperatura (Figure 1-3, in ordine ascendente delle totali efficienze raggiunte).

Ogni soluzione ha il medesimo scopo: far sì che la temperatura rimanga costante quando esce dallo scambiatore di calore. La soluzione scelta può avere un impatto significativo sull'efficienza complessiva e, quindi, sui costi operativi.

La seconda opzione (Figura 2) permette anche di regolare la temperatura utilizzando una valvola, ma incorpora un convertitore di frequenza per mantenere costante la pressione differenziale.

FIGURA 2: Pressione differenziale costante con pompa a velocità variabile

"Questa soluzione ha il vantaggio di fare in modo che all'interno del sistema non ci sia una pressione eccessiva e permette di risparimare energia rispetto al set-up precedente," spiega Michael Laustsen. "La questione della perdita di pressione nella valvola rimane, ed i costi di set-up aumentano, poichè richiede sia una valvola di regolazione ed un convertitore di frequenza. Il sistema diventa complicato, poichè si hanno due regolazioni per ottenere un punto di lavoro unico."

Non è richiesta alcuna valvola
Il terzo set-up adotta un approccio più diretto. Non è richiesta alcuna valvola di regolazione, grazie alla presenza di un sensore di temperatura che permette di misurare la temperatura dove è più importante, ovvero all'interno della tubazione dello scambiatore di calore, inviando il segnale direttamente alla pompa, che è dotata di convertitore di frequenza. La velocità di pompaggio cambia in funzione della portata richiesta per ottenere la temperatura giusta.

FIGURA 3: Controllo della temperatura. Il segnale della temperatura si interfaccia direttamente con la pompa a velocità variabile.

"Non ci sono armadietti di controllo, convertitori elettronici o valvole di regolazione tra il punto critico dove si monitora la temperatura ed il componente," spiega Michael Laustsen. "Non vi è quindi alcuna problematica in termini di perdita di pressione causata dalla valvola. La pompa mantiene un'efficienza elevata indipendentemente dalla variazione di carico, consumando anche meno energia.

"E' inoltre possibile monitorare e salvare i dati relativi alla temperatura. Questo è molto utile nel caso di società alimentari, di società produttrici di bevande e di quelle farmaceutiche, che sono obbligate a documetare ogni cosa," aggiunge.

"L'unica cosa negativa di questo tipo di approccio è che non può essere utilizzato in tutte le applicazioni. Per esempio, nel caso vi sia più di un anello di raffreddamento dopo la pompa. In questo caso il sistema non riesce a capire quale pompa debba regolare. Sarà quindi obbligatorio scegliere il set-up 2 con pressione differenziale costante."


"Nessuno però verifica il funzionamento efficiente del sistema di raffreddamento dell'impianto."

Michael Laustsen, Grundfos Applications Manager

FIGURA 4: Nei sistemi in cui il punto di lavoro è costante, ciascuna delle tre strategie offre prestazioni equivalenti alle altre, ma quando il carico è ridotto, il controllo della temperatura permette un'efficienza ottimale e maggiori risparmi energetici.

Aumenta l'efficienza e risparmia energia
Per le pompe di dimensioni piccole e/o quelle poco utilizzate, l'efficienza non è un fattore di fondamentale importanza. Le pompe per raffreddamento sono tra le più grandi presenti in uno stabilimento e devono funzionare per 24 ore al giorno, 7 giorni su 7. Ciò significa che le applicazioni per raffreddamento sono altamente influenzabili dal tipo di strategia di controllo adottata, dall'efficienza del sistema e dal profilo di carico.

"Se hai un sistema che richiede lo stesso punto di lavoro sempre e la pompa è dimensionata in modo corretto, non ci saranno differenze nei risultati ottenuti impiegando le tre diverse strategie di regolazione," spiega Michael Laustsen. "Ma le applicazioni di raffreddamento industriali hanno raramente un carico costante. Non appena si taglia il carico, la soluzione per la regolazione delle temperatura diretta è sicuramente quella di maggior beneficio." (Figura 4).

Fonte: Grundfos

L'impatto dei carichi di lavoro sull'utilizzo energetico
E' quindi chiaramente di estrema importanza considerare il profilo di carico quando si sceglie il tipo di set-up. I tre profili di carico campione di Figura 5 mostrano la possibilità di un maggiore risparmio utilizzando un set-up con pressione differenziale costante rispetto all'utilizzo di un sistema regolato tramite valvole. La regolazione diretta della pressione rimane comunque l'opzione che permette la migliore efficienza.

FIGURA 5: Tre esempi di profili di carico - A, B e C - e i risparmi energetici in percentuale utilizzando la pressione differenziale costante e l'opzione con regolazione della temperatura. Il profilo di carico A ha una richiesta di portata random dal sistema. La pompa fornisce quindi portate presenti lungo tutta la curva della pompa. Il carico B è un processso stabile con quasi sempre la stessa richiesta di portata; la pompa può essere dimensionata così da poter funzionare al punto di efficienza migliore per la maggior parte del tempo. Il carico C rappresenta "forse la situazione più comune che troviamo in molte applicazioni," dice Michael Laustsen. "La pompa è semplicemente sovradimensionata e sta funzionando ad una portata molto più bassa di quella per cui la pompa stessa è stata progettata. Questo crea una bassa efficienza nel motore e nella pompa per quasi tutto il tempo di funzionamento." Fonte: Grundfos

"La maggior parte delle pompe per raffreddamento sono sovradimensionate, e il profilo di carico C è quello che riscontriamo più frequentemente," afferma Michael Laustsen, "e per questo profilo di carico, la soluzione con regolazione della temperatura offre un enorme vantaggio." Infatti, come mostrato in Figura 5, il set-up con regolazione di temperatura crea un risparmio energetico pari al 72%.

La soluzione intelligente
I cinque elementi in grado di influenzare il costo di esercizio di un'applicazione di raffreddamento industriale possono essere riassunti come segue:

• Efficienza pompa e motore
• Modalità di regolazione
• Dimensionamento sistema
• Profilo di carico
• Perdite nel sistema

E' qui che entra in gioco il concetto di Grundfos iSOLUTIONS (soluzioni intelligenti). Questo approccio non considera solo la pompa ma ottimizza l'intero sistema di pompaggio. Grundfos lavora per identificare i bisogni dei propri clienti e per aiutarli ad evitare situazioni costose nel lungo periodo - per esempio, impostando la regolazione più intelligente ed efficiente per un'applicazione di raffreddamento industriale.

"Il nostro personale di vendita è addestrato a spiegare i pro ed i contro di ciascuna soluzione e per l'applicazione specifica," afferma Michael Laustsen. "Alcuni clienti potrebbero dire,'Non mi interessa - non pago di più per avere un convertitore di frequenza'. Noi cerchiamo comunque e sempre di spiegare i costi ed i vantaggi di ciascuna opzione. Se stai costruendo un nuovo sistema, contattaci il prima possibile."

IMMAGINE: Gli stabilimenti focalizzano sull'ottimizzazione dei loro processi produttivi, afferma Michael Laustsen. "Nessuno però verifica veramente il funzionamento corretto del sistema di raffreddamento."

Sistema di Regolazione della Temperatura Grundfos - Una panoramica

Clicca qui per maggiori informazioni su come Grundfos aiuta le società ad ottimizzare i propri sistemi di regolazione della temperatura per ottenere la massima efficienza ed il minimo consumo energetico.

Articolo di Justyn Barnes





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