Un campus del Minnesota risparmia grazie al rinnovamento del proprio impianto durante un inverno con freddo da record

I circolatori MAGNA3 hanno una prevalenza inferiore del 25% rispetto alle vecchie unitàFOTO: Dave Schlumpberger, HVAC Service Technician presso la St. John’s University, afferma che i nuovi circolatori Grundfos MAGNA3 permettono di far funzionare il sistema basandosi sulla portata originaria, utilizzando meno energia e generando meno costi.
Case Story MAGNA3

Gli abitanti del Minnesota, ogni anno, riescono a gestire al meglio gli inverni tipicamente rigidi e con molta neve, ma l'inverno 2013-2014 è stato veramente difficile. Le bassissime temperature hanno sottoposto lo stato del Minnesota a prove durissime. I molti edifici commerciali presenti hanno consumato più energia per offrire il comfort abitualmente richiesto dagli utenti, ma un'università è riuscita addirittura a risparmiare denaro.

La Saint John's University, un istituto benedettino situato all'interno della città di Collegeville, ha rinnovato il proprio parco pompe ed i propori sistemi giusto in tempo. David Schlumpberger, tecnico addetto alla manutenzione degli impianti HVAC, è la persona che ha seguito il progetto:

"Il nostro distributore locale, la Ferguson Enterprises, ci ha contattato suggerendoci di sostituire le pompe del Peter Engel Science Center con circolatori intelligenti Grundfos MAGNA3," afferma. "Non ero precedentemente a conoscenza dell'esistenza di questi circolatori, ma le pompe installate avevano ormai 'fatto il loro tempo'. Ci siamo quindi chiesti 'perchè non agiamo in modo più efficiente?'"

L'efficienza energetica è importante in ogni campus, ma l'attenzione per l'ambiente è una tradizione tipicamente benedettina e da sempre presente alla St. John's. L'istituto è infatti anche dotato di un Ufficio Sostenibilità e poggia su 2.700 acri che ricoprono zone paludose, laghi, praterie e foreste. "La tecnologia intelligente di MAGNA3 è perfetta per una scuola che insegna ai propri studenti a rispettare l'ambiente," spiega Schlumpberger.

Schlumpberger e la propria squadra hanno optato per i circolatori MAGNA3 grazie alla tecnologia elettronica sofisticata e all'efficienza energetica dimostrata. Un circolatore MAGNA3 ha un costo iniziale più elevato rispetto alla maggior parte di circolatori tradizionali. Le eccellenti prestazioni hanno prodotto un ritorno economico molto veloce per la St John.

La soluzione logica
Un circolatore MAGNA3 è ottimizzato in termini energetici, funziona a velocità variabile ed è a rotore bagnato con motore a magneti permanenti, in grado di tagliare il consumo energetico dell'85% - le migliori prestazioni presenti sul mercato se si paragona questo valore agli altri presenti.

"Queste pompe si adattano alle situazioni esistenti e possono essere modificate a proprio piacimento," afferma Brian Soderholm, un rappresentante a Ramsey, Minnesota, che ha lavorato al progetto per la St. John.

FOTO: I nuovi circolatori MAGNA3 hanno generato risparmi tra il 58 e l'84% per le 4 ali dell'edificio della St. John's University.

"Grundfos è l'unico produttore che offre una pompa con un algoritmo logico integrato in grado di "imparare" gli schemi energetici di utilizzo per qualunque applicazione. Questo è stato un ottimo investimento se paragonato alle pompe del Science Center," aggiunge Soderholm.

Sostituire le quattro pompe vecchie con circolatori MAGNA3 ha permesso di aumentare l'efficienza dell'impianto ed il comfort dell'edificio. La funzionalità AUTOADAPT è ciò che contraddistingue questo circolatore. Infatti, il consumo energetico, la prevalenza e la portata possono essere variati per rispondere alle esigenze reali del sistema.

Installazione MAGNA3
Il Peter Engel Science Center, un edificio di quattro ali, deve generare calore dall'autunno alla primavera. E' stato costruito nel 1960 ed è stato realizzato in cemento armato, materiale tipico di quell'epoca ed è stato allineato allo stile architettonico già presente nel campus.

"Abbiamo intuito che forse le nostre pompe erano sovradimensionate, ma non potevamo dimostrarlo con certezza, fino a quando non abbiamo effettuato la sostituzione," ci spiega Schlumpberger.

L'edificio contiene due circolatori primari che pompano acqua calda tramite un convertitore vapore-acqua calda. Il vapore proviene da un impianto centrale. Sono presenti quattro pompe sugli anelli secondari. Ciascuna di queste serve un'ala specifica dell'edificio, alimentando l'impianto di riscaldamento che utilizza valvole pneumatiche a tre vie per regolare la temperatura.

Inzialmente, Schlumpberger e la propria squadra hanno pensato che le vecchie pompe, dovevano affrontare un sistema a portata variabile. "Dall'installazione delle nuove pompe e dall'avvio del sistema, ci siamo accorti della non-variabilità dello stesso. Il sistema presentava una portata costante," ci spiega.

Visto che l'edificio non era suddiviso in zone e che in esso non era installato alcun convertitore di frequenza, l'intero sistema funzionava a pieno regime per l'intera durata dell'inverno. La squadra ha effettuato un Pump Audit delle pompe installate trovando un sovradimensionamento del sistema precedente.

"Un sistema sovradimensionato spreca energia e usura pesantemente le tubazioni," ci dice Soderholm. "Infatti, lo abbiamo notato in alcune tubazioni di rame che lo staff di Dave ha in seguito rimosso. All'interno dei tubi si notavano delle linee di colmo, che indicavano danni dovuti all'eccesso di velocità dei liquidi." (Vedi foto)

FOTO: Gli interni di alcune tubazioni in rame presso la St. John's University erano segnati, indicando i danni lasciati dalle precedenti pompe, troppo grandi.

La tecnologia intelligente dei quattro nuovi circolatori MAGNA3 minimizza i costi energetici. La pompa è dotata di un misuratore di energia integrato e di una funzione di limitazione della portata. Anche con carichi ridotti, questi circolatori permettono di risparmiare energia se confrontati con i tradizionali circolatori presenti sul mercato. Rappresentano inoltre un'opzione "tutto-in-uno" per i proprietari di edifici, poichè non richiede flussometri esterni, indicatori di pressione e di temperatura, valvole di strozzamento, pompe a velocità costante o metri BTU.

Con questo circolatore, Grundfos rende possibile il corretto dimensionamento del punto di lavoro, spiega Soderholm.

"Con i circolatori MAGNA3 siamo riusciti ad ottenere le portate necessarie con meno prevalenza," ci spiega Soderholm. "Nel tempo, credo, potranno incrementare ancora di più il loro utilizzo energetico. Il sistema, pur non essendo a portata variabile, presenta un ritorno di investimento davvero significativo."

Periodi di recupero del capitale investito molto ridotti
Se si considerano i vantaggi di utilizzo di un circolatore MAGNA3 rispetto ad un  marchio della medesima classe, il periodo di recupero del Science Center risulterà sotto i tre anni per tre dei nuovi circolatori e leggermente più lungo per il quarto di questi. "Abbiamo dimensionato le pompe in funzione di quelle vecchie, non conoscendo le reali esigenze del cliente," afferma Soderholm, spiegando che avevano solamente le targhette di identificazione da consultare, poichè l'analisi è stata condotta durante il periodo estivo.

"Nonostante le pompe Grundfos abbiano dimensioni più grandi di quelle necessarie per questo edificio," continua, "non è uno spreco, poichè siamo riusciti a settarle con risultati eccellenti." (Vedi tabella.)

Ciò si traduce in un risparmio annuale stimato di $693.

TABELLA: I nuovi circolatori MAGNA3 hanno generato alla St. John's University un risparmio energetico pari all'84% con un periodo di ritorno dell'investimento di soli tre anni. Nel frattempo, sono riusciti a migliorare in termini di comfort interno, secondo quanto detto da David Schlumpberger, HVAC Service Technician. (Nota: 1 US gal = 3.8 l, e 1 ft = 0.3 m)

"Il circolatore MAGNA3 è sofisticato ed è in grado di effettuare tutte le operazioni delle altre pompe, ma in modo migliore, poiché più intelligente," afferma Schlumpberger. "Il circolatore è in grado di autoregolare la propria velocità, in funzione delle effettive richieste. Un altro vantaggio è che siamo ora in grado di raccogliere i dati dal circolatore e scoprire di più su ciò che è realmente richiesto dall'edificio in termini di esigenze."

Schlumpberger aggiunge: "Siamo appena sopravvissuti all'inverno più freddo da più di 30 anni e siamo riusciti a ridurre la prevalenza del 25% rispetto alle vecchie pompe, mantenendo l'edificio caldo. In altre parole, siamo effettivamente in grado di far funzionare il sistema alla portata nominale, utilizzando meno energia e riducendo i costi.

Articolo di Julie Reynolds
Foto di Craig Lassig


"Siamo effettivamente in grado di far funzionare il sistema alla portata nominale, utilizzando meno energia e riducendo i costi."

David Schlumpberger, HVAC Service Technician, St. John’s University





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