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Ammodernamento ed efficientamento energetico impianti idrici con regolatori a recupero energetico

Per ogni gestore è oggi necessario adeguarsi ai concetti di sostenibilità ed economia circolare nell’utilizzo di risorse come acqua, gas ed energia. Non solo per un dovere morale e civico, ma anche per allinearsi alle delibere imposte da ARERA. Come sappiamo, il costo dell’energia per un gestore del SII è ingente e pesa in buona percentuale sul bilancio finale. Quali sistemi e tecnologie è possibile adottare al fine di efficientare a livello energetico le proprie infrastrutture ed evitare il più possibile sprechi?

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Ammodernamento ed efficientamento energetico impianti idrici con regolatori a recupero energetico

  1. 1. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 2 Established in 1901 Claudio Gattavari Control Valves Specialist di Valpres www.linkedin.com/in/claudio-gattavari-87ba30b/ Laureato in ingegneria meccanica, specializzato in fluidodinamica e con quasi vent’anni di esperienza nel mondo delle valvole di regolazione industriali e per l’O&G sia in ambito R&D che commerciale. Negli ultimi 7 anni, si è dedicato al mondo dell’acqua, adattando e convertendo le comprovate soluzioni tecniche derivanti dall’O&G, per renderle adatte a servire il settore del SII, fino ad arrivare alla realizzazione della prima valvola di regolazione a recupero energetico. Marco Tassotto Sales Manager di Valpres www.linkedin.com/in/tassotto/ Laureato in ingegneria gestionale, con 29 anni di esperienza in ambito valvole per Oil & Gas, di cui 15 anni in ruoli tecnici (ingegneria, qualità) e 14 in ruoli commerciali/ manageriali. Fa parte dal 2013 del team che in Valpres ha creato e gestito la linea di valvole ingegnerizzate di intercetto e di controllo, di cui la valvola a recupero energetico è la naturale evoluzione. I RELATORI
  2. 2. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 3 Established in 1901 Fonte: ‘’LA RECENTE EVOLUZIONE DELLA REGOLAZIONE DEL SERVIZIO IDRICO INTEGRATO’’ - Elena Gallo- Vice direttore Direzione Sistemi Idrici (Gen 2020). ANALISI DEL CONTESTO Economia circolare: come riutilizzare le risorse che altrimenti andrebbero dissipate ARERA ha individuato proprio il recupero e l'efficienza energetica come pilastri della innovazione nel SII
  3. 3. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 4 Established in 1901 Secondo ARERA il costo medio dell’energia durante il secondo periodo regolatorio, era risultato in discesa, ma il consumo totale è aumentato, da cui la necessità di includere, sia a livello di CAPEX, sia a livello di OPEX, delle forme di incentivazione per l’efficientamento energetico. ARERA, nel corrente MTI-3 (metodo tariffario idrico per il 3° periodo regolatorio 2020-2023) prevede quindi che il VRG (vincolo dei ricavi del gestore) sia aggiornato per includere questi fattori. ANALISI DEL CONTESTO Fonte: ‘’LA RECENTE EVOLUZIONE DELLA REGOLAZIONE DEL SERVIZIO IDRICO INTEGRATO’’ - Elena Gallo- Vice direttore Direzione Sistemi Idrici (Gen 2020). Il peso del costo dell’energia per un gestore del SII e la mission dell’efficientamento energetico dei propri asset Nel 2020 mediamente il costo si attesta attorno a 0.14-0.15€/kWh ma vi sono aree / applicazioni dove il costo è estremamente più elevato
  4. 4. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 5 Established in 1901 5/5/2021 METODO TARIFFARIO IDRICO 2020-2023 MTI - 3 Cit: con il documento per la consultazione 402/2019/R/IDR l’Autorità ha configurato una nuova metodologia tariffaria per il periodo regolatorio 2020- 2023 che, tra l’altro […] introduca disposizioni in grado di promuovere una crescente efficienza gestionale, nonché misure tese a valorizzare interventi per la sostenibilità e la resilienza a fronte del Climate Change ANALISI DEL CONTESTO Il peso del costo dell’energia per un gestore del SII e la mission dell’efficientamento energetico dei propri asset Fonte: ‘’LA RECENTE EVOLUZIONE DELLA REGOLAZIONE DEL SERVIZIO IDRICO INTEGRATO’’ - Elena Gallo- Vice direttore Direzione Sistemi Idrici (Gen 2020).
  5. 5. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 6 Established in 1901 6 1. Per minimizzare la possibilità di rotture delle condutture causate da pressioni troppo elevate, vengono installate delle idrovalvole per ridurre le pressioni di linea. Questa riduzione comporta una dissipazione. 2. Per garantire la continuità del servizio idrico si utilizzano serbatoi pensili e vasche seminterrate, andando così a laminare la pressione dell’acqua. ANALISI DEL CONTESTO Le cause della dissipazione energetica
  6. 6. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 7 Established in 1901 7 Una scelta accurata della valvola di regolazione permette di ridurre le pressioni dell’impianto Pdiss = Q * DP * r IL PRIMO PASSAGGIO: ESCV ENERGY SAVING CONTROL VALVES Le valvole di regolazione flussi e portate come punto nevralgico per la riduzione dello spreco di energia
  7. 7. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 8 Established in 1901 STAZIONE DI POMPAGGIO Tubazione DN400 FLUIDO: Acqua Qp = 1100m3/h P1=? P2 = 4bar-g P1 = 6bar-g P1 = 4,4bar-g P_loss = 53kW E_loss = 455MWh/year CO2_e = 168ton/year Cost_e = 71k€/year P_loss = 10,6kW E_loss = 91MWh/year CO2_e = 33,7ton/year Cost_e = 14k€/year Si possono ridurre le pressioni di pompaggio - Pompa di taglia ridotta (↓ CAPEX) - Minori consumi (↓ OPEX) 8 Valvola a fuso / idrovalvola DN400@78% Valvola di regolazione a sfera DN300 @80% UN ESEMPIO PRATICO (DI SCELTA ACCURATA)
  8. 8. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 9 Established in 1901 9 Se non si può ridurre ulteriormente si può deve recuperare IL SECONDO PASSAGGIO: EHCV ENERGY HARVESTING CONTROL VALVES Pdiss = Q * DP * r
  9. 9. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 10 Established in 1901 Debug Mode Sizing Book Webinar Serviziarete.SZB Webinar Serviziarete.SZB Sizing Sheet n. 1 of 1 page 1 VALPSIZErev. 6.06 F6a 1 of 1 page 2 VALPSIZErev. 6.06 F6a PROJECT Offer n. 2102525 Rev. Job n. Customer Acquedotto di Marcheno End User Project Regolazione di pressione RFQ n. ITEM Item number 1 Tag number PCV Date 27-Apr-2021 Remark PIPELINE Inlet / Outlet Size 12 inch Outer dia. 323,9 mm Schedule STD Thickness 9,525 mm FLUID Fluid name WATER Phase Liquid Critical pressure 217,6 barA ID F060 INPUT Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Flow rate l/s 20,0000 100,0000 130,0000 Inlet temp °C 15,00 15,00 15,00 Inlet press barG 5,00 4,50 4,20 Outlet press barG 2,00 3,00 3,20 Pressure drop bar 3,00 1,50 1,00 Vapor pressure barA 0,017 0,017 0,017 Density kg/m3 999,129 999,129 999,129 Viscosity cSt Reynolds factor - 1,00 1,00 1,00 VALVE P. Rating Cl. 150 Valve size 6 inch Max Inherent Cv 2.998,5 Trim type VP0T Trim size 6 inch Max Installed Cv 1.089,2 SIZING Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Travel % 27,3 61,5 72,2 Travel ° 24,5 55,3 65,0 Velocity at valve inlet m/s 1,096 5,482 7,127 Velocity at upstr. pipe m/s 0,274 1,370 1,781 DP terminal bar 4,802 3,953 3,114 Cv inherent - 48,1 355,8 614,1 Cv installed - 48,1 339,8 541,1 Kv inherent - 41,6 307,7 531,2 Kv installed - 41,6 294,0 468,0 Noise dBA 52 60 60 ENERGY Electricity price 0,15 EUR/kWh Emission factor 0,4 kgCO2e/kWh Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Total Dissipated power kW 6,00 14,99 12,99 _ _ _ Duty h/year 8.600 8.600 Dissipated energy kWh/year 128.942 128.942 Cost of dissipation EUR/year 19.341,33 19.341,33 CO2 footprint kg/year 51.577 51.577 Sizing Book Sizing Sheet n. CHARACTERISTIC ENERGY Electricity price 0,15 EUR/kWh Emission factor 0,4 kgCO2e/kWh Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6 Total Dissipated power kW 6,00 14,99 12,99 _ _ _ Duty h/year 8.600 8.600 Dissipated energy kWh/year 128.942 128.942 Cost of dissipation EUR/year 19.341,33 19.341,33 CO2 footprint kg/year 51.577 51.577 SPRECHI: COME INDIVIDUARLI? Serve quantificare la potenza dissipata attraverso la valvola Case 1 Case 2 Case 3 Flow rate l/s 20,0000 100,0000 130,0000 Inlet temp °C 15,00 15,00 15,00 Inlet press barG 5,00 4,50 4,20 Outlet press barG 2,00 3,00 3,20 Pressure drop bar 3,00 1,50 1,00 Vapor pressure barA 0,017 0,017 0,017 Density kg/m3 999,129 999,129 999,129 Viscosity cSt Reynolds factor - 1,00 1,00 1,00
  10. 10. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 11 Established in 1901 11 IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES
  11. 11. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 12 Established in 1901 IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES Caratteristiche in un’ottica di industria 4.0 ATTUATORE GENERATORE QUADRO
  12. 12. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 13 Established in 1901 TENUTA V-PACK Garantisce elevata ciclicità e riduce le perdite verso l’ambiente CAGE Interno o esterno, singolo o multistadio, per il controllo della cavitazione CORPO VALVOLA Flangiato in accordo alle normative ANSI-ASME B16.5 o EN 1092-1 Materiale: acciaio al carbonio nichelato o inossidabile TURBINA ASSIALE Materiale: acciaio inossidabile ad alto snervamento, può essere rivestito con carburi ceramici per le applicazioni più gravose. CUSCINETTI Doppio cuscinetto in testa all’albero per garantire elevata rigidità e ridurre le vibrazioni TENUTA MECCANICA John Crane ad elevata efficienza (h=98%) in Graphite + SiC o SiC + SiC per le applicazioni più gravose. OTTURATORE Realizzato in acciaio inossidabile, può essere rivestito con carburi ceramici per le applicazioni più gravose GENERATORE Brushless a magneti permanenti ad alto rendimento ATTUATORE Elettrico Modulante Pneumatico Idraulico Elettro-idraulico Pilotato IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES Componenti principali
  13. 13. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 14 Established in 1901 L’otturatore è in asse con la turbina Il fluido può passare anche all’interno della turbina stessa Queste caratteristiche la rendono unica: 1. LocPower® può gestire portate maggiori rispetto a quelle di progetto. 2. In questo modo massimizza il recupero energetico. 3. Si ottiene un’elevata affidabilità in quanto il dispositivo non smette mai di funzionare anche se la turbina dovesse bloccarsi. Regolazione attraverso la sola turbina Regolazione attraverso turbina e extracanale IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES Brevetto internazionale
  14. 14. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 15 Established in 1901 Efficientamento convenzionale Recupero energetico innovativo IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES Un nuovo modo di efficientare
  15. 15. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 16 Established in 1901 IDONEA ANCHE PER INSTALLAZIONI COMPLICATE IL SISTEMA BREVETTATO LOCPOWER DI VALPRES Massima flessibilità di installazione
  16. 16. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 17 Established in 1901 ENERGIA IN RETE AUTO-CONSUMO APPLICAZIONE IN ISOLA - CELLE A COMBUSTIBILE - H2 / NG IDROGENO GREEN CAMPI DI APPLICAZIONE E POSSIBILI USI DELL’ENERGIA PRODOTTA
  17. 17. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 18 Established in 1901 MUNICIPALIZZATE ACQUEDOTTI E TELERISCALDAMENTO INDUSTRIA CARTA, MINERARIA, DI PROCESSO, CHIMICA, CENTRALI POWER, … OIL & GAS IDROCARBURI ACQUA DI POZZO/TRATTAMENTO DESALINIZZAZIONE OGGI CI CONCENTRIAMO SULLE AZIENDE MUNICIPALIZZATE SETTORI DI INTERESSE
  18. 18. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 19 Established in 1901 Osmosi inversa: Desalinizzazione Duplex/Super Duplex Fino a DN150 P 5-15kW Acqua potabile: Serbatoi di accumulo Acciaio inox Fino a DN600 P 5-80kW Acque industriali: Trattamento acque Acciaio al carbonio o inox Fino a DN300 P 5-20kW REMOTE CONTROL INDUSTRY 4.0 Acqua potabile: Serbatoi di accumulo Acciaio inox Fino a DN500 P 5-80kW Acqua potabile: Riduzione di pressione o Sostentamento Acciaio Inox Fino a DN900 P 15-200kW SETTORI DI INTERESSE ACQUEDOTTI E TRATTAMENTO ACQUE
  19. 19. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 20 Established in 1901 Bilanciamento rete Acciaio al carbonio o Inox Fino a DN400 P 5-50kW Accumulo termico Acciaio al carbonio o Inox Fino a DN400 P 5-50kW SETTORI DI INTERESSE TELERISCALDAMENTO
  20. 20. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 21 Established in 1901 TELERISCALDAMENTO 2 x DN250 PN16 25kWe/cad SETTORI DI INTERESSE TELERISCALDAMENTO: esempio esplicativo
  21. 21. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 22 Established in 1901 ACQUEDOTTO O INDUSTRIA 8600 ore/anno Costo medio energia 150 €/MWh DP = 5 bar LocPower® DN100 PN16 Pot. = 4,9 kW DP = 4 bar LocPower® DN200 PN16 Pot. = 12,6 kW En = 42,140 MWh CO2saved = 16,8 ton Risparmio = € 6.320,00 TEP = ca. 8 (€ 2.080/anno*) En = 108,36 MWh CO2saved = 43,3 ton Risparmio = € 16.250,00 TEP = ca. 20 (€ 5.200/anno*) * Sono considerati 260€/certificato per 10 anni 15 l/s 50 l/s ESEMPI APPLICATIVI SU ACQUA
  22. 22. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 23 Established in 1901 ACQUEDOTTO O INDUSTRIA 8600 ore/anno Costo medio energia 150 €/MWh DP = 3 bar LocPower® DN250 PN16 Pot. = 27,1 kW DP = 3 bar LocPower® DN600 PN16 Pot. = 90,3 kW En = 233,060 MWh CO2saved = 93,2 ton Risparmio = € 34.959,00 TEP = ca. 43 (€ 11.180/anno*) En = 776,58 MWh CO2saved = 310,6 ton Risparmio = € 116.487,00 TEP = ca. 145 (€ 37.700/anno*) * Sono considerati 260€/certificato per 10 anni 150 l/s 500 l/s ESEMPI APPLICATIVI SU ACQUA
  23. 23. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 24 Established in 1901 TENUTA V-PACK/GUIDE Solitamente vengono sostituite ogni due anni, ma lo stato d’usura può variare in base alla frequenza di utilizzo CUSCINETTI A temperatura ambiente i cuscinetti hanno una durata compresa tra le 16 e le 20’000 ore In ambito teleriscaldamento è raccomandato sostituirli ogni anno TENUTA MECCANICA La durata può variare dalle 10 alle 20’000 ore a seconda del regime di rotazione e del grado di pulizia del fluido O-RING Le tenute in elastomero vengono sostituite ogni volta che viene ispezionato il dispositivo, per una maggior sicurezza ATTUATORE E’ previsto un kit di ricambi per la manutenzione ordinaria GENERATORE Vista la criticità del componente si può pensare di tenerne un esemplare a stock PIANO DI MANUTENZIONE
  24. 24. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 25 Established in 1901 VALPRES E BONOMI GROUP: 120 ANNI DI STORIA Inaugurazione nuovo stabilimento a Gussago Bonomi Group acquisisce Rubinetterie Bresciane è il primo produttore a realizzare valvole a sfera in due pezzi 1901 1978 1980 1995 1999 2000 2003 2012 2013 2014 2018 2019 1967 1998 2020 Ieri, oggi e domani Bonomi Group acquisisce tutti gli assets della startup Bonomi Group acquisisce il 70% del capitale di Bonomi Group acquisisce Bonomi Group acquisisce Crescere per competere sui mercati internazionali
  25. 25. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 26 Established in 1901 mq area totale poli produttivi mq coperti poli produttivi Dipendenti in Italia 602 Fatturato 2020 Bonomi Group (aziende produttive) 90.000 Unità produttive 220.000 190,1 Mln € 6 Approvazioni 114 Principali leghe lavorate 52 Brevetti 96 Articoli venduti +25.000 Unità commerciali estere 6 Paesi con cui lavoriamo +100 BONOMI GROUP: I NUMERI
  26. 26. © Valpres S.r.l. 2021 – All rights reserved 27 Established in 1901 QUESTIONS & ANSWERS ?
  27. 27. AMMODERNAMENTO ED EFFICIENTAMENTO ENERGETICO IMPIANTI IDRICI CON REGOLATORI A RECUPERO ENERGETICO GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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