Upgrade di potenza senza nuove installazioni: il caso Russia

Nel 2012 SEPAM ha realizzato il sistema di gestione e controllo di un impianto frigorifero presso uno stabilimento di macellazione bovina in Russia. La sala macchine è composta da 14 compressori a vite alimentati a gas Freon, per una potenza complessiva superiore a 2 MVA.

Utenze servite dalla centrale frigorifera

L’impianto è operativo al servizio di diverse utenze, tra cui:

• Impianto ad acqua glicolata per celle a temperatura positiva, destinate allo stoccaggio di prodotti freschi

• Tunnel di surgelazione

• Celle di conservazione per prodotto surgelato

• Impianto ad acqua gelida per il condizionamento dei locali di produzione e degli uffici

La sfida: aumentare la potenza, non la quantità

Negli anni, l’aumento della produzione e del volume di prodotto in stoccaggio ha reso necessario un intervento di potenziamento della capacità frigorifera. Tuttavia, da uno studio di fattibilità tecnico-economico sono emerse numerose criticità legate a:

• Logistica

• Infrastruttura esistente

• Tempi di installazione

• Investimenti richiesti

Per questo motivo, la scelta progettuale è ricaduta su una soluzione più efficiente: incrementare la potenza erogata dai compressori esistenti, senza alterarne quantità o tipologia.

La soluzione: inverter Danfoss per compressori esistenti

L’intervento ha coinvolto 5 compressori Bitzer semi-ermetici con potenze comprese tra 45 e 132 kW, originariamente a velocità fissa e avviati in part-winding, una tecnica utilizzata per limitare la corrente di spunto.

Per ogni compressore sono state analizzate:

• La capacità frigorifera fino a 4500 rpm

• Le curve di coppia e potenza elettrica

• I diagrammi di funzionamento dei motori asincroni a frequenze fino a 75 Hz

• I rendimenti in diverse condizioni operative

Il controllo dei motori è stato affidato a inverter Danfoss VLT Drive FC102, scelti per:

• Caratteristiche meccaniche robuste

• Elevato grado di protezione

• Affidabilità in ambienti gravosi (alte temperature, agenti corrosivi)

Grazie a queste caratteristiche, gli inverter sono stati installati in prossimità dei motori, ottenendo numerosi vantaggi:

• Nessuna nuova apparecchiatura in control room

• Nessuna modifica al quadro esistente

• Assenza di interventi meccanici o piping

• Il calore dissipato è gestito direttamente in sala macchine

• Cablaggi minimi tra inverter e motore, con conseguente riduzione del rumore EMC

• Distribuzione equilibrata dell’energia assorbita

• Riduzione dei costi di installazione e modifiche

Integrazione nel sistema esistente

Le nuove funzionalità degli inverter sono state integrate nel PLC Siemens S7-300 esistente, attraverso comunicazione Profinet Industrial Ethernet.

L’ampio range di velocità ottenuto, unito all’elevata disponibilità di compressori modulabili, ha permesso:

• L’ottimizzazione delle sequenze di accensione, spegnimento e modulazione

• L’adattamento continuo della potenza frigorifera alle reali esigenze produttive

• Una riduzione significativa dei consumi energetici

Inoltre, l’intervento è stato scalato nel tempo, garantendo continuità operativa durante tutta la fase di adeguamento.