Con questo articolo continuiamo la rassegna dedicata a delle soluzioni per abbattere i consumi energetici della tua azienda visti gli aumenti belle bollette di combustibili ed energia elettrica.
Io sono Fausto Mardegan e mi occupo dal 2005 di efficienza energetica. Nel tempo abbiamo dato al via a piccole rivoluziono portando produttori di generatori di vapore ad applicare componenti per il risparmio energetico dalle piccole potenze. Ricordo ad esempio che ci prendevano per matti se volevamo applicare un economizzatore ad un generatore di vapore sotto i 2.000kg/h, ora invece i produttori stessi non vendono un generatore di vapore senza il proprio economizzatore da 100kg/h in su.
Il vapore è un fluido presente in molti settori della manifattura: alimentare, tessile, gomma, lavorazione lamiere e fili metallici, pet, lavorazione del legno, ospedali, ecc. Spesso viene utilizzato in modo improprio ad esempio per scaldare fluidi sotto i 95°C come l’aria per riscaldare, l’acqua, latte, ecc. In questo articolo voglio darti gli strumenti per capire se stai utilizzando il vapore correttamente, e quanto risparmieresti senza, e infine cosa e come si può risparmiare con un impianto vapore.
Quando usare il vapore
Io vapore è un fluido particolare per i seguenti motivi:
la materia prima (acqua) è disponibile in quantità e ad un prezzo basso
all’interno di 1kg di vapore (1 lt d’acqua circa) c’è l’energia di 540kcal per il solo cambiamento di stato e 600kcal se consideriamo di sfruttarlo al 100%
è pericoloso infatti se c’è una perdita il vapore non lo vedi e ti ustiona facilmente
non ha bisogno di essere trasportato e quindi raggiunge posti lontani con poca energia, sfruttando la propria pressione.
infine raggiunge temperature molto elevate fini ai 220°C e si può anche surriscaldarlo.
Queste caratteristiche lo rendono versatile e particolarmente indicato quando si deve scaldare un fluido in breve tempo (e in poco spazio), oppure se si deve scaldare qualcosa oltre i 95°C. Oppure per pulire sfruttando pressione e temperatura.
Quando non è consigliabile usare il vapore?
Innanzi tutto per produrre acqua calda fino ai 95°C che sia a perdere o riscaldamento e non hai particolare fretta. Infatti il rendimento termico di un impianto vapore è di circa 80% mentre quello di una caldaia a condensazione sfruttando al massimo il sistema arriva anche a superare il 100%.
Cosa intendo per sfruttare al massimo il sistema? Se devi scaldare l’acqua da 15°C a 60°C e usi un bollitore non sfrutterai al 100% la condensazione ed inoltre hai le dispersioni del bollitore. Invece se metti uno scambiatore a piastre istantaneo la caldaia sfrutterà al 100% la condensazione e avrai l’acqua calda che ti serve quando ti serve senza dispersioni.
Per il riscaldamento ad aria: anche in questo caso il vapore non è la scelta migliore. Con i moderni aerotermi si può raggiungere la condensazione anche riscaldando un capannone.
Per il riscaldamento di qualsiasi fluido che deve raggiungere una temperatura inferiore ai 95°C senza fretta particolare.
Risparmio nella produzione di acqua calda con una caldaia in classe A rispetto al vapore
Prendiamo come esempio il fatto di scaldare 1000lt di acqua da 80°C a 90°C in 1 ora. La potenza termica che ne risulta è di circa 12kW. Se dovessimo utilizzare il vapore, trascurando le perdite termiche di tubazioni e scambiatori, servono 19kg/h di vapore, e per produrli con un rendimento del generatore di vapore del 90% (rendimento classico senza economizzatore), servono 13,3kW. Consideriamo che il generatore di vapore lavori a 5bar, e che lo scambiatore condensi solo il vapore senza sotto-raffreddarlo, nella vasca di raccolta condense si forma vapore di flash che viene disperso in ambiente per circa il 15% della produzione, quindi siamo a 15,6kW di potenza per scaldare 1000lt di acqua calda di 10°C in 1 h.
Se utilizziamo una caldaia invece abbiamo solo il rendimento della caldaia cioè il 90%, quindi per produrre la stessa acqua calda ho bisogno solo di 13,3kW con un risparmio del 15%.
Certo se aggiungiamo l’economizzatore il rendimento del generatore di vapore sale al 95% ma siamo comunque lontani dalla caldaia.
Perché si preferisce il generatore di vapore alla caldaia?
Principalmente per il costo: a parità di potenza un generatore di vapore costa meno, soprattutto se consideriamo l’impiantistica. Poi però se prendiamo in considerazione i componenti, le manutenzioni, il trattamento acqua, il dipendente patentato, ecc. nel tempo la caldaia si ripaga in fretta.
L’altro motivo è che il generatore di vapore è già presente per altre lavorazioni e quindi si sfrutta per scaldare fluidi non di sua competenza. In questo caso consiglio di sfruttare i cascami termici come il vapore di flash, i fumi e gli spurghi.
Conclusione sull’utilizzo del vapore
Con questo articolo mi fermo qui. Per me è importante che fissi il concetto che il vapore è un fluido duttile, potente ed efficace se utilizzato per i giusti scopi. Quindi inizia con una piantina in mano a segnarti gli utilizzi del vapore e poi suddividili in “vapore obbligato” e “vapore scelto”. Infine fatti aiutare da un tecnico per capire se vale la pena sostituire il sistema per passare alla caldaia per quelli utilizzi che non necessitano di vapore.
Ricorda: “abbiamo sempre fatto così” non significa che avete fatto la scelta migliore, ma probabilmente la scelta giusta per il tempo.
Caro bollette di questo 2021 continuerà nel 2022. Il vapore è un fluido potente che bisogna imparare a conoscere per capire quando usarlo e quando non è necessario. Con questo articolo cerco di darti qualche dritta per imparare a sfruttare il generatore di vapore solo quando necessario, riducendo così i consumi energetici.