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Manutenzione straordinaria principali sollevamenti di ACOSET S.P.A. Installazione di Avviatori ad inverter ed ampliamento telecontrollo Bergamo 13/11/2013.

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1 Manutenzione straordinaria principali sollevamenti di ACOSET S.P.A. Installazione di Avviatori ad inverter ed ampliamento telecontrollo Bergamo 13/11/2013 Vincenzo Indelicato consulente per l’ottimizzazione e l’energia Acoset S.p.A.

2 Acoset S.p.A.

3 Acoset gestisce il servizio idrico integrato in 21 comuni della Provincia di Catania.  Utenti distribuiti nella fascia montana e pedemontana etnea con una forte percentuale di fluttuanti;  Un vasto territorio caratterizzato da forti pendenze e dislivelli;  Un sistema di sorgenti  Pozzi con profondità fino a 400 m; Acoset S.p.A.

4 Situazione nel 2010 Nel 2010 in Acoset si ha:  Consumo energia elettrica : di kWh  Costo energia elettrica : Euro  Costo energetico del sollevamento 0,988 kWh/mc Il costo dell’energia elettrica rappresenta oltre 1/3 dei costi complessivi

5 Prospettive per 2011  Impianti fatiscenti ed obsoleti per carenza di manutenzione con conseguenti previsione in aumento dei costi di manutenzione “di emergenza” (riparazione a seguito di guasti)  Un costo unitario dell’energia in continuo aumento  La necessità di risanare il bilancio  La impossibilità di aumentare la tariffa  La necessità di intervenire sugli avviatori delle pompe a seguito di precise prescrizioni dell’ASL e dell’Ispettorato del Lavoro

6 La scelta strategica In un periodo caratterizzato da scarse risorse finanziarie si decide intervenire con progetti di manutenzione straordinaria finalizzati, oltre che al recupero e la messa a norma degli impianti, anche al al risparmio energetico e l’ottimizzazione del servizio L’obiettivo è ottenere un ritorno economico dell’investimento in grado di generare un circolo virtuoso per continuare a realizzare interventi di manutenzione per l’ottimizzazione del servizio

7 Dettaglio Soluzione Alla fine del 2010 predispone un progetto pilota di manutenzione degli impianti di sollevamento con l’obiettivo di ridurre i consumi elettrici. Il progetto prevede di:  Realizzare, potenziare o rimettere in servizio, il sistema di telecontrollo nei principali sollevamenti  Installare avviatori ad inverter nei principali sollevamenti al posto degli avviatori statici ormai obsoleti Riduzione consumi elettrici Inverter Sistema di telecontrollo

8 Localizzazione dei siti

9 Schema Telecontrollo

10 Tipici dei controlli previsti FILTRO DIGITALE P/L -R + P/L - F E E > I Rif. Inv. = Rif. Inv + α Loop analogico P/L + - Quadro Inverter R ST U VW P/L Rif. Inv. = Rif. Inv - α RS-485 CTR STATO E < - I Pompa Misuratore di portata PORTATA COMANDO VALV. RTU DISPOSITIVO DI COMANDO VALVOLA USCITA DIGITALE COMANDO VALVOLA STATO VAL. Valvola motorizzata Misuratore di portata QL P/L QR/Fmax

11 Dati principali progetto  € per avviatori ad inverter (per un totale di n. 18 inverter con taglie da 7,5 kW a 132 KW)  € per apparecchiature elettroidrauliche (misuratori di portata, di pressione di livello e valvole motorizzate) e telecontrollo (RTU, impianti elettrici e software) e pezzi speciali in acciaio per le modifiche da apportare agli impianti  € per somme a disposizione (pubblicità gara, allacci elettrici, progettazione e direzione lavori). Investimento Totale € di cui

12 Ma cos’è un Inverter? Apparecchiatura elettronica il cui compito è generare un’onda sinusoidale a frequenza variabile ed utilizzata principalmente per controllare motori asincroni trifase. DC-Bus Ponte di IGBT Ponte di diodi

13 Un caso reale Consideriamo il caso reale di applicazione con una pompa centrifuga Diagramma collimare Confrontiamo due casi: Controllo con Strozzatura e Controllo con Inverter

14 Pompa Centrifuga Energia necessaria per muovere il fluido alla portata nominale (nominal operating point) Energia necessaria per muovere il fluido all’80% della portata nominale con valvola di strozzatura A1 A2 Energy Saving = A2-A1 A A B

15 Pompa Centrifuga Energia necessaria per muovere il fluido alla portata nominale (nominal operating point) Energia necessaria per muovere il fluido all’80% della portata nominale con inverter A saved Energy Saving =A saved A A B

16 Primi risultati Confronto consumi complessivi Da settembre a dicembre 2011 sono stati risparmiati rispetto al 2010 oltre di kWh per un valore complessivo di oltre €

17 Risultati nel corso del 2012

18 Risparmio energetico

19 Risparmio economico Investimento iniziale €  Dato di partenza - Pompe tutte con avviatori tradizionali: kWh nel 2010  Dato di arrivo - 30% di pompe dotate di avviatore ad inverter: kWh nel 2012 Risparmio energetico  Ritorno dell’investimento:9 mesi Tempo di payback  Energia risparmiata kWh  Costo unitario energia 0,161 €/kWh  Valore del risparmio €

20 I dettagli del risparmio

21 Sinottico Ragalna

22 Canfarella deposito Istallazione di n.1 inverter Serie E7 da 132 Kw Tipo E7Z Prima dell’ intervento il motore della pompa da 45 Litri/sec con un salto di 130 metri veniva gestito alla velocità nominale con un fattore di sevizio 75% ON e 25% OFF. In alcuni periodi dell’anno la mandata veniva strozzata. Con l’ ausilio dell’ inverter il motore gira di media all’ 80%, la pompa solleva 38 litri/sec, con una diminuzione di 4 Bar di pressione sulla condotta. Nuova gestione tramite il telecontrollo del livello del serbatoio di Canfarella 2, viene imposto un set point di giorno al livello minimo e di notte al livello massimo al fine di sfruttare la differenza di costo dell’energia nelle fasce orarie.

23 Canfarella 2 Istallazione di n.1 inverter Serie E7 90 Kw tipo E7Z Prima dell’ intervento il motore della pompa da 35 Litri/sec con un salto di 135 metri era gestito alla velocità nominale con un fattore di sevizio 75% ON e 25% OFF Con l’ ausilio dell’ inverter il motore gira di media all’ 80%, la pompa solleva 28 litri/sec. Nuova gestione tramite il telecontrollo del livello del serbatoio di arrivo in Via Adua, viene imposto un set point di giorno al livello minimo e di notte al livello massimo al fine di sfruttare la differenza di costo dell’energia nelle fasce orarie

24 Riepilogo sollevamenti Ragalna Caratteristiche pompa Canfarella Deposito Portata nominale: 45 Litri/Sec Prevalenza nominale: 130 m Rendimento: 0,85 Caratteristiche del motore: Potenza: 132 kW Rendimento: 0,85 Tensione di alimentazione: 400 V Caratteristiche pompa Canfarella 2 Portata nominale: 35 Litri/Sec Prevalenza nominale: 135 m Rendimento: 0,85 Caratteristiche del motore: Potenza: 90 kW Rendimento: 0,85 Tensione di alimentazione: 400 V

25 Calcolo E.S. Annuale Sollevamento Canfarella Deposito / Canfarella 2 / via Adua Energia consumata nell’ anno 2010 (rilevata dalle bollette EON) con i motori a velocità fissa e controllo 75% di On e 25% di Off: KWh Caffarella Deposito e KWh Caffarella 2 Energia consumata nell’ anno 2012 (rilevata dalle bollette Eon) con i motori controllati da inverter con velocità media dell’ 80% e diminuzione della pressione dinamica a Caffarella Deposito di 3 Bar KWh Caffarella Deposito e KWh Caffarella 2 Energia Risparmiata: kWh *0.169€ = € / anno Costo totale dell’ investimento € Payback period ~ 4,3 mesi!

26 Bolletta Canfarella Deposito 2011

27 Bolletta Canfarella Deposito 2012

28 Grafico consumi Canfarella Deposito

29 Bolletta canfarella 2

30 Grafico consumi Canfarella 2

31 Schema Pozzo S.Cuore

32 Sinottico Sacro Cuore

33 Trivelle interne Pozzo Sacro Cuore Caratteristiche pompa Trivella 1 Portata nominale: 110 Litri/Sec Prevalenza nominale: 10 m Rendimento: 0,85 Caratteristiche del motore: Potenza: 90 kW Rendimento: 0,85 Tensione di alimentazione: 400 V Caratteristiche pompa Trivella 2 Portata nominale: 110 Litri/Sec Prevalenza nominale: 10 m Rendimento: 0,85 Caratteristiche del motore: Potenza: 90 kW Rendimento: 0,85 Tensione di alimentazione: 400 V

34 Risultati pozzo Sacro Cuore Energia consumata nell’ anno 2010 (rilevata da calcoli) con i motori a velocità fissa KWh per le due trivelle (2*90kW*24*365) Potenza misurata con i motori controllati da inverter frequenza di Trivella- 1: 40 Hz – 54 kW Trivella-2: 42 Hz – 58 kW Energia consumata nell’ anno 2012 (rilevata da calcoli) con i motori controllati da inverter kWh ((54+58)*24*365)) Energia Risparmiata: kWh Valore del risparmio: *0.169€ = € / anno Costo totale dell’ investimento € Payback period ~ 4,5 mesi!

35 Risultati Sacro Cuore

36 T.E.E. E’ stata richiesta la certificazione del risparmio per l’accesso ai T.E.E. Il valore presunto sul mercato di tali certificati è di circa €/anno

37 Dolenti Note: la tariffa

38 Validità del progetto L’aumento continuo della tariffa dell’energia se da un lato rende difficoltosi i meccanismi di autofinanziamento o di Finanziamento Tramite Terzi (FTT), aumenta la convenienza a realizzare interventi di efficientamento energetico.

39 Considerazioni finali I risultati ottenuti hanno fatto passare in secondo ordine il motivo principale dell’intervento: La messa a norma degli avviatori


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