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www.enerlab.biz Efficienza Energetica: Il contenimento dei consumi energetici in azienda

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www.enerlab.biz DIAGNOSI ENERGETICA (Energy Audit) La DIAGNOSI ENERGETICA un insieme sistematico di raccolta dati, di rilievo e di analisi dei parametri riferiti a consumi specifici e alle effettive condizioni di esercizio delledificio e dei suoi impianti, che mira ad ottenere la conoscenza del profilo di consumo energetico attuale e reale delledificio identifica le opportunit di risparmio energetico pi appropriate, attraverso unanalisi costi/benefici riporta i risultati in un rapporto finale pu portare ad un miglioramento delle condizioni di comfort

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www.enerlab.biz Differenze tra diagnosi e certificazione La certificazione energetica Obiettivo: rappresentare in forma semplice la qualit energetica del sistema edificio/impianto riferita a condizioni standard Obiettivo secondario: dare delle indicazioni di massima sui possibili interventi di risparmio energetico attuabili (il tutto con costi contenuti) La diagnosi energetica Obbiettivo: lindividuare eventuali inefficienze energetiche di un sistema nelle sue attuali condizioni di esercizio e proporre soluzioni per ridurle quantificando sia i risparmi conseguenti che la redditivit economica di tali interventi

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www.enerlab.biz Schema di attivit 4 ANALISI DEI CONSUMI ENERGETICI MODELLI ENERGETICI INDICI ENERGETICI TEORICI RACCOLTA BOLLETTE RACCOLTA DATI PRODUZIONE INDICI ENERGETICI EFFETTIVI INDICI CONFRONTABILI ? INDICI DI RIFERIMENTO INDICI CONFRONTABILI ? INDIVIDUAZIONE INTERVENTI ANALISI ECONOMICA PRIORITA INTERVENTI INNOVAZIONI TECNOLOGICHE ANALISI ECONOMICA PRIORITA INTERVENTI TERMINE DIAGNOSI SI NO SI

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www.enerlab.biz 5 Come si effettua una diagnosi

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www.enerlab.biz Cosa interessa? 6 La raccolta dati riguarda: vettori e fonti energetiche; materie prime usate dal processo, occupanti, superfici e volumi, altri elementi cui riferire lutilizzo di energia; prodotti e servizi generati dal processo e/o dagli impianti; perdite di energia. Essa comprende unanalisi di documenti (bollette, rapporti di software dedicati) e lutilizzo di appositi strumenti.

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www.enerlab.biz Cosa interessa? 7 Pi in dettaglio gli elementi da quantificare sono: dimensioni e caratteristiche delle strutture e degli impianti; stato degli impianti (et, manutenzione, etc); fattori di utilizzo degli impianti; razionalit degli impianti; consumi energetici globali e dei singoli impianti; dati sulla produzione e sulloccupazione; costo dei vettori energetici utilizzati; costo del denaro per la realt considerata; capitale a disposizione per diagnosi ed interventi.

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www.enerlab.biz Passi preliminari 8 ricognizione walk-through. attitudini della dirigenza e del personale nei confronti dellefficienza energetica. energy manager, responsabile acquisti energia e indirettamente (conduttori, manutentori, personale).

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www.enerlab.biz Stato di strutture ed impianti 9 Il secondo passo quello di identificare lo stato delle strutture e degli impianti. Dalledificio al capannone industriale, la tipologia e le condizioni dellinvolucro hanno una diretta influenza sia sui consumi per la climatizzazione, sia in alcuni casi sulle scelte impiantistiche (es. sistemazione centrali e percorsi delle reti di distribuzione) o sulle abitudini degli occupanti. Per gli impianti necessario effettuare un censimento accurato che ne riporti le caratteristiche essenziali ai fini della diagnosi.

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www.enerlab.biz La raccolta dei dati 10 I dati richiesti dalla diagnosi si raccolgono secondo le seguenti modalit: studio di documenti (bollette, planimetrie) e software associati ad un sistema di monitoraggio (telecontrollo/telegestione); misure strumentali (energia, potenza); raccolta di dati climatici; effettuazione di rilievi metrologici (dimensioni). Il primo punto risponde almeno alla richiesta dei consumi globali dellazienda (nel caso elettrico per gli utenti medi e grandi possibile ottenere anche i diagrammi di carico orari). Gli ultimi due alla creazione di indicatori.

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www.enerlab.biz Lindividuazione di interventi 11 Attraverso lanalisi dei dati raccolti si cerca di raggiungere i seguenti obiettivi: la razionalizzazione dei flussi energetici; il recupero dellenergia dispersa; lindividuazione di tecnologie efficienti utilizzabili negli impianti; la riduzione dei costi di approvvigionamento delle fonti energetiche. Una volta esaurita la possibilit di migliorare lefficienza attraverso la regolazione degli impianti, rimangono gli interventi che prevedono una spesa.

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www.enerlab.biz Lindividuazione di interventi 12 attenzione: gli interventi sono fisicamente e razionalmente realizzabili? gli interventi possono interferire con i processi o con le attivit svolte nella struttura? lazienda ha disponibilit di risorse? I primi due punti devono essere verificati

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www.enerlab.biz Il rapporto finale 13 Molto importante: che raccoglie gli esiti della diagnosi e li trasferisce allutente. Affinch risulti efficace necessario che sia: completo; sintetico; preciso; chiaro; comprensibile.

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www.enerlab.biz Esempio di modello di raccolta dati 14

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www.enerlab.biz Esempio di modello di raccolta dati 15 Per la parte termica importante considerare sia la parte dei punti di produzione, sia quella degli utilizzatori. Nellambito elettrico in genere si ha a che fare solo con la seconda.

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www.enerlab.biz 16 Gli strumenti per le diagnosi

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www.enerlab.biz Gli strumenti 17 Il cuore di una diagnosi costituito dai rilievi effettuati attraverso gli opportuni strumenti. Attraverso essi si pu arrivare ad una conoscenza pi approfondita e mirata su singoli processi ed impianti. Gli strumenti possono essere fissi (da quadro) o portatili. I primi risultano ormai poco costosi ed hanno il vantaggio di rimanere di propriet dellutente al termine della diagnosi.

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www.enerlab.biz Gli strumenti: provenienza 18 Gli strumenti provengono da tre grandi famiglie: strumentisti produttori di tecnologie di risparmio altri Il primo e terzo gruppo offrono una tecnologia semplice e a basso costo, pensata per la misura. Il secondo gruppo si caratterizza per una tecnologia complessa, progettata per la gestione di sistemi.

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www.enerlab.biz Per le apparecchiature da ufficio 19 Sembra molto semplice ma Permette di misurare tensione corrente sfasamento energia attiva e reattiva consumo medio

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www.enerlab.biz Gli strumenti: sistemi di comunicazione 20

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www.enerlab.biz Gli strumenti: opzioni fisse 21

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www.enerlab.biz Il costo degli strumenti 22 Il costo della strumentazione varia in funzione della complessit della rete di misura. Alcuni dati: datalogger da installare presso lutente, 400 ; strumento da quadro semplice (RS485), 150 ; strumento evoluto (RS485), 350 ; rete complessa, 500-600 a punto; software, dai 1000 in su. Ovviamente occorre aggiungere nei primi tre casi i costi di installazione (150-300 ). Il servizio di analisi dati e reportistica pu essere offerto a cifre comprese fra i 30 e gli 800 , a seconda della complessit della rete e delle analisi.

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www.enerlab.biz 23 Gli indicatori energetici

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www.enerlab.biz Gli indicatori energetici 24 I dati sui consumi in s, pur essendo utili, rischiano di rimanere sterili e poco significativi, soprattutto in assenza di unesperienza forte nella diagnosi. Sapere ad esempio che un edifico consuma 500.000 kWh termici in un anno o che un certo processo produttivo assorbe 850.000 kWh elettrici in un certo periodo di tempo non dice un granch. Per avere un dato utilizzabile occorre renderlo confrontabile. A questo scopo si introducono gli indicatori energetici.

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www.enerlab.biz Gli indicatori energetici 25 Un indicatore consiste nel rapportare il dato sul consumo con altre grandezze, legate ai seguenti aspetti: dimensioni; produzione; occupazione. I dati assoluti diventano dunque consumi per m 2, kWh per unit prodotta, m 3 di gas per addetto, e cos via. Ci permette di confrontare situazioni diverse, ma accomunate dal processo utilizzato o dal prodotto reso. Diventa cos facile capire dove intervenire.

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www.enerlab.biz Consumi specifici tipici 26 I valori effettivi dipendono dal processo usato e dalla lavorazione effettuata.

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www.enerlab.biz 27 Il monitoraggio

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www.enerlab.biz Il monitoraggio 28 La diagnosi consente di conoscere lo stato del sistema energetico nella struttura in esame e, in questo modo, permette di ottimizzarlo, a fronte di investimenti pi o meno sostenuti e remunerativi. Il processo di razionalizzazione dei consumi, per, non pu esaurirsi in un momento, per i seguenti motivi: possono intervenire modifiche nei processi dellazienda o nellutilizzo degli edifici; levoluzione della legislazione pu incidere sugli usi di energia; lintroduzione di nuove tecnologie pu rendere interessante qualche nuovo intervento.

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www.enerlab.biz Il monitoraggio 29 investimento per monitorare i consumi della struttura ed istituire una contabilit energetica interna. Se la diagnosi rappresenta una foto della struttura considerata con riferimento agli usi energetici, il monitoraggio corrisponde a girare un film. Compiti del monitoraggio sono: il controllo dellevoluzione dei consumi; lottimizzazione delle politiche di O&M; levidenziare nuove opportunit di intervento.

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www.enerlab.biz Il monitoraggio 30 Le metodologie di conduzioni di una campagna di monitoraggio non sono dissimili da quelle di una diagnosi. Se laudit viene condotto avvalendosi di strumenti fissi, anzi, tali attivit vengono ad essere effettuate con le stesse modalit: al rapporto della diagnosi si sostituiranno le relazioni sintetiche ed i resoconti della contabilit energetica. La forma pi raffinata di monitoraggio rappresentata dai sistemi di building automation, pi complessi, costosi e completi.

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www.enerlab.biz 31 Esempio aria compressa

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www.enerlab.biz Gli strumenti per laria compressa 32 (fonte L. Bicchierini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz Sul campo 33 Misure fluidodinamiche ed elettriche e ricerca delle fughe (fonte R. Caligaris Fenice) (fonte P. Minini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz Dalle misure ai grafici - 1 34 (fonte P. Minini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz Dalle misure ai grafici - 2 35 (fonte P. Minini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz Dalle misure ai grafici 3 le fughe 36 (fonte P. Minini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz Non sottovalutare le perdite 37 33 kW x 8000 h/anno x 0.07 /kWh = 18480 ogni anno ! (fonte L. Bicchierini Atlas Copco)

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www.enerlab.biz INDICI DI PRESTAZIONE ENERGETICA I p - Potenza utile su volume riscaldato lordo (W/m 3 ) EP T Indice Energia Primaria per usi termici (kWh t /m 3 ) a o (kWh t /m 2 ) a EE Indice Energia Elettrica totale (kWh e /m 3 ) a o (kWh e /m 2 ) a IEN t - Indice Energetico Normalizzato termico (Wh t /m 3 /gg) a (scuole) IEN e - Indice Energetico Normalizzato elettrico (kWh e /m 2 ) a (scuole) EP X - Indice di Prestazione Energetica servizio X (kWh t /m 2 o 3 ) a ET X - Indice di Prestazione Termica servizio X (kWh t /m 2 o 3 ) a e - Rendimento di emissione c - Rendimento di regolazione d - Rendimento di distribuzione p - Rendimento di produzione stimato g - Rendimento globale medio stagionale stimato gn - Rendimento globale medio stagionale stimato e corretto (contabilizzazione) SISTEMA EDIFICIO- IMPIANTO IMPIANTO Indici secondari

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www.enerlab.biz Potenza termica per unit di volume I p Confronto con la potenza termica richiesta tramite il metodo della Firma Energetica Verifica dimensionamento caldaia:

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www.enerlab.biz Analisi economica I risparmi economici derivanti dallintervento sono maggiori degli investimenti effettuati? Valore attuale netto (VAN) Indice di profitto (IP) Rapporto benefici/Costi (B/C) Tasso interno di rendimento (TIR) Tempo di ritorno (TR) o Pay-back time Costo dellenergia risparmiata (CER)

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www.enerlab.biz Case study

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www.enerlab.biz Andamento consumi specifici mensili di gas metano [Sm 3 ]

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www.enerlab.biz Andamento dei consumi di acqua [m 3 ]

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www.enerlab.biz Profili di carico

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www.enerlab.biz Profili normalizzati F1: Lun Ven dalle 8.00 alle 19.00 F2: Lun Ven dalle 7.00 alle 8.00 e dalle 19.00 alle 23.00; il Sab dalle 7.00 alle 23.00 F3: Lun Sab dalle 0.00 alle 7.00 e dalle 23.00 alle 24.00; tutti i Festivi Normalmente, in una settimana, si per il 33% in F1, per il 24% inF2 e per il 43% in F3

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www.enerlab.biz Energia reattiva

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Letture di dettaglio

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www.enerlab.biz rendicontazione

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www.enerlab.biz TRANSITORI

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www.enerlab.biz Andamenti medi

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www.enerlab.biz Profili specifici 1

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www.enerlab.biz Profili specifici 2

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www.enerlab.biz ANALISI DATI PRODUZIONE

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www.enerlab.biz Analisi scarti produzione Nel 2012 stato introdotto un sistema gestionale che registra tutti i cicli di lavorazione dei prodotti effettuati dalle varie macchine. Dalla rielaborazione di tutti i dati sono stati ricavati il numero dei pezzi prodotti per ogni tipo di stampo ed i pezzi prodotti dalle varie macchine nel periodo gennaio 2012 luglio 2012

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Modello elettrico

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www.enerlab.biz Interventi: riparazione stampi Perdita nel riscaldamento tramite resistenze del blocco metallico dello stampo, comprensivo della quota parte interessata dalla cavit difettosa Perdita nel raffreddamento della suddetta quota parte dello stampo Perdita di materiale plastico nei canali di adduzione Perdita dovuta al prolungamento delle ore di lavoro delle macchine per la produzione di un certo quantitativo di pezzi

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www.enerlab.biz Lana di roccia con coefficiente di conducibilit termica pari a 0,059 W/m 2 K consentirebbe una riduzione delle dispersioni fino a circa 480 W ed una conseguente riduzione dei consumi elettrici di circa 50.000 (costo totale pari a 250 ) Interventi: coibentazione presse

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www.enerlab.biz Interventi: illuminazione

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Tenendo presente che il calore specifico della plastica di circa 2 KJ/kg K e di riuscire a portare la temperatura della plastica a 85 C, lenergia elettrica necessaria annua di circa 68.650 kWh per un costo complessivo di circa 9.500 . Stimando che le perdite di calore nel sistema alternativo, fornito con la caldaia centralizzata, siano del 40 % rispetto ai fabbisogni, lenergia necessaria che deve essere fornita dal metano salirebbe a circa 96.000 kWh; il costo del metano sarebbe di circa 7.300 , per un risparmio in bolletta di circa 2.150 . Interventi: preriscaldamento plastica

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www.enerlab.biz Case Study 2

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www.enerlab.biz Case Study 2

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Cosnumi Gas

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www.enerlab.biz Installazione elettrovalvole su circuito aria compressa aria compressa alla pressione di 6 bar area equivalente delle perdite pari ad un foro da 1 mm di diametro vita utile della valvola pari a 10 anni tasso di sconto pari al 5%, aumento annuo del 2% del costo dellenergia elettrica ore di funzionamento dellimpianto pari a 4.000 ore/anno La portata daria dal foro pari a circa 0,065 mc/min; per sopperire a questa portata daria il compressore dovrebbe lavorare a circa 0,47 kW. Le perdite in termini economici sarebbe di circa 370 a macchina. Una elettrovalvola montata sulla linea dellaria compressa potrebbe costare circa 150 anno.

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www.enerlab.biz Illuminazione Allo stato attuale esistono 24 corpi illuminanti costituiti da un doppio tubo in neon da 58 W e 23 corpi illuminanti ai vapori di sodio da 400 W accesi per 8 ore al giorno. Proposta la sostituzione dei vecchi con fila singola di LED da (56 W totali, 150 /cad) Per i vapori di sodio la sostituzione con altrettanti corpi a LED della potenza di 200 W alluno (500 /cad) Riduione gli attuali consumi da 21,6 MWh/anno a circa 10,5 MWh/anno pari a 11 MWh ed una riduzione dei costi di circa 2.540 /anno.

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www.enerlab.biz Illuminazione con regolatori Allo stato attuale esistono 24 corpi illuminanti costituiti da un doppio tubo in neon da 58 W e 23 corpi illuminanti ai vapori di sodio da 400 W accesi per 8 ore al giorno. Proposta la sostituzione dei vecchi con fila singola di LED da (56 W totali, 150 /cad) Per i vapori di sodio la sostituzione con altrettanti corpi a LED della potenza di 200 W alluno (500 /cad) Riduzione gli attuali consumi da 21,6 MWh/anno a circa 10,5 MWh/anno pari a 11 MWh ed una riduzione dei costi di circa 2.540 /anno.

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www.enerlab.biz Illuminazione stato anche valutato il caso di installazione di regolatori di flusso luminoso che consentano di ridurre il livello di illuminazione artificiale in funzione di quello naturale ottenendo che limpianto di illuminazione venga acceso per un numero di ore inferiore al caso precedente; si stimato che il tempo di accensione si riduca a met. Costo complessivo 14900

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www.enerlab.biz Riqualificazione involucro edilizio e impianto termico Energia risparmiat a mc4 [kWh] Energia risparmiat a reale [kWh] Superficie intervento [mq] Costo unitario [/mq] Costo intervento [] Ricavo da Incentivo [/anno] Ricavo da incentivo [] (10 anni) Risparmio [/1anno] Soffitto (10 cm 0,034)157.361115.4871.89270 132.440 6.000 60.000 7.622 Cappotto (10 cm EPS 0,034)67.71249.6941.10060 66.000 4.290 42.900 3.280 Involucro opaco223.457163.995 198.440 6.000 60.000 10.824 Involucro trasparent e13.75910.09850300 12.500 975 666 Coibentazi one totale228.959168.033 213.440 6.000 11.090 Caldaia14.11310.357 25.000 1.625 1.340 Tutto236.047173.235 238.440 10.000 100.000 11.434

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www.enerlab.biz Riqualificazione involucro edilizio e impianto termico PBT10 anni IRR9% NPV 2.862 PBT12 anni IRR7% NPV 3.296 Tra i precedenti, gli interventi pi interessanti sono: sostituzione delle finestre e del generatore di calore

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www.enerlab.biz Sfruttamento calore compressione due compressori KAESER: - SK 26 da 15 kW -BSD81 da 45 kW -Si stima che la quantit di calore recuperabile si aggiri intorno al 75% della potenza impiegata e che il GPL risparmiato sia intorno ai 7.500 kg. Il risparmio complessivo stimabile intorno ai 6.600 /anno, mentre il costo dell'installazione del sistema di recupero sia intorno ai 8.000 . Il tempo di ritorno perci di poco superiore all'anno

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www.enerlab.biz Ing. Simone Tascini E s.tascini@enerlab.bizs.tascini@enerlab.biz M 3384113527 Wwww.enerlab.biz Grazie per lattenzione