Efficienza energetica: misurazione negli edifici sostenibili ad alte prestazioni

La tecnologia di misurazione avanzata può migliorare le prestazioni del sistema HVAC.  Per i proprietari e i manutentori di edifici, l’ottimizzazione di efficienza energetica degli impianti commerciali e industriali può essere un compito impegnativo. Hanno bisogno di informazioni precise e tempestive per mettere in servizio, convalidare e gestire grandi strutture e valutare il loro consumo energetico su base continuativa.

Gli edifici sostenibili di oggi possono utilizzare una tecnologia avanzata di misurazione del flusso per sfruttare meglio le loro preziose risorse energetiche. Con dati di misurazione del flusso accurati e ripetibili, possono migliorare le prestazioni dei sistemi HVAC critici.

Migliorare l’efficienza energetica

Nella maggior parte delle grandi strutture, il miglioramento del profilo energetico dei sistemi HVAC idronici è un’iniziativa fondamentale. Gli ingegneri edili e i tecnici della manutenzione necessitano di soluzioni comprovate per migliorare l’efficienza. Le applicazioni chiave da migliorare sono acqua refrigerata, acqua calda e acqua del condensatore; acqua sanitaria e acqua calda sanitaria; acqua per il trucco e soffiaggio; vapore, condensa di vapore e acqua di alimentazione della caldaia.

La maggior parte dei principali proprietari di strutture ora riconosce l’importanza delle pratiche operative degli edifici sostenibili. Sebbene possano scegliere di dare la priorità alla riduzione dell’energia, al risparmio idrico, alla riduzione al minimo dei rifiuti o a qualsiasi altra priorità individuale, la pratica degli edifici sostenibili riguarda in realtà un approccio integrato alla pianificazione, progettazione, costruzione, funzionamento e manutenzione.

La necessità di un approccio operativo sostenibile come principio aziendale di base è bilanciata tra un desiderio genuino di proteggere l’ambiente e il driver economico pratico della riduzione dei costi energetici dell’edificio.

Le pratiche edilizie sostenibili vanno oltre il semplice ritorno sull’investimento derivante da specifici miglioramenti dell’efficienza; piuttosto, si concentrano sui miglioramenti durante l’intero ciclo di vita delle risorse edilizie, comprese le operazioni successive, la manutenzione e i costi di smaltimento.

Ruolo dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento

L’obiettivo dell’utilizzo di principi verdi è creare edifici ad alte prestazioni; questo per avere un impatto ambientale limitato. Ma non solo: anche per tenere i costi del ciclo di vita a lungo termine più bassi possibili.

Secondo uno studio dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA), gli edifici rappresentano quasi un terzo del consumo energetico finale a livello globale. Inoltre, sono una fonte altrettanto importante di emissioni di CO2. Sia il riscaldamento che il raffreddamento degli ambienti rappresentino circa la metà del consumo energetico globale negli edifici. Questi usi finali rappresentano opportunità significative per ridurre il consumo di energia. Ma anche migliorare la sicurezza energetica e ridurre le emissioni di CO2. Questo perché il riscaldamento dell’acqua è dominato dai combustibili fossili. Invece,  la domanda di raffreddamento sta crescendo rapidamente nei vari paesi, con utilizzo di elettricità ad alta intensità di carbonio.

Per soddisfare i propri obiettivi di sostenibilità, gli ingegneri delle strutture hanno l’esigenza fondamentale di ottimizzare il funzionamento del tutto: refrigeratori, sistemi di acqua refrigerata, sistemi di serbatoi di energia termica, caldaie, torri di raffreddamento, pompe e altre risorse utilizzate nei sistemi idronici. Sempre di più, c’è un occhio attento alle indagini e alla pianificazione dell’utilità dell’edificio e della riduzione del consumo di acqua.

Molti proprietari di edifici hanno mostrato la volontà di investire in sistemi efficienti dal punto di vista energetico. Questi potrebbero richiedere un costo iniziale più elevato, ma fornire risparmi sostanziali sui costi in futuro. Ciò include la priorità dei miglioramenti ai sistemi HVAC come parte della spinta all’efficienza energetica. Le unità di riscaldamento e raffreddamento rimangono essenziali sia negli impianti commerciali che industriali. Anzi, andando avanti, la nuova tecnologia potrebbe rivoluzionare il modo in cui gli operatori riscaldano e raffreddano le loro proprietà.

Necessità di soluzioni per la misurazione della portata

I sistemi HVAC idronici hanno caratteristiche operative rigorose, inclusi severi requisiti di misurazione del flusso che gli impianti commerciali e industriali devono soddisfare. Sono necessarie soluzioni di misurazione del flusso efficaci per misurare l’energia all’interno di un circuito energetico chiuso in cui una sorgente riceve il liquido, lo riscalda o lo raffredda e quindi lo fornisce a un carico che necessita di riscaldamento o raffreddamento.

I requisiti specifici relativi al flusso per ottimizzare l’efficienza e l’affidabilità dei sistemi HVAC includono:

• Mantenere il corretto flusso di progettazione in tutte le torri di raffreddamento e fornire un adeguato raffreddamento del sistema
• Convertire portata e alimentazione per mostrare quando il carico di un refrigeratore raggiunge il 40% o meno, indicando che è il momento di spegnere un refrigeratore
• Misurare l’energia dell’unità termica britannica (BTU) consumata all’interno della soluzione del liquido di riscaldamento e l’utilizzo di acqua calda per la fatturazione
• Determinare il volume del consumo di acqua per aiutare a rilevare le perdite nei gruppi di reintegro automatico dell’acqua fredda
• Misurare la portata e la temperatura per mantenere le massime prestazioni nei sistemi ad acqua del condensatore
• Assicurare una buona qualità dell’acqua di alimentazione della caldaia misurando l’alimentazione/scarico della caldaia e il flusso di ritorno della condensa su base volumetrica
• Monitorare l’acqua e/o l’energia per migliorare le inefficienze e affrontare le esigenze di allocazione dei costi/misurazione secondaria
• Determinare con precisione l’erogazione del vapore all’interno dei sistemi di riscaldamento dell’impianto
• Riportare il volume del consumo di acqua per facilitare il rilevamento delle perdite e la misurazione dell’evaporazione nei sistemi a vapore saturo
• Bilanciare i sistemi di acqua calda e refrigerata in modo da ridurre al minimo la perdita della valvola a farfalla e soddisfare le condizioni di flusso di progetto
• Mantenere il corretto flusso di progettazione della torre di raffreddamento e fornire un raffreddamento del sistema sufficiente
• Fornire le informazioni di misurazione necessarie per la messa in funzione precisa dei refrigeratori
• Determinare l’energia termica all’interno dei sistemi di riscaldamento (o raffreddamento) centralizzati, comprese le soluzioni di acqua e glicole

Vantaggi della tecnologia ad ultrasuoni

Gli utenti finali coinvolti in edifici commerciali e industriali possono scegliere tra un’ampia gamma di prodotti per la misurazione del flusso e dell’energia per i sistemi HVAC idronici della loro struttura. Le scelte comuni vanno da misuratori di portata elettromagnetici a vortice, pressione differenziale, spostamento positivo, turbina, disco nutante e misuratori a ultrasuoni. I criteri tipici di selezione del misuratore di portata includono requisiti di precisione, ambiente di installazione, requisiti di uscita, esigenze di interconnessione, requisiti di manutenzione e assistenza e limitazioni di budget.

Poiché gli ingegneri edili e gli operatori si preoccupano maggiormente della gestione dell’energia e delle risorse, i misuratori di portata ad ultrasuoni avanzati sono emersi come una scelta forte per supportare questi sforzi. I continui progressi tecnologici hanno migliorato la precisione e la versatilità dei misuratori a ultrasuoni, rendendoli una soluzione efficace per misurare il flusso volumetrico e l’energia BTU negli ambienti più esigenti.

I misuratori di portata ad ultrasuoni del tempo di transito misurano il tempo impiegato da un segnale ultrasonico trasmesso da un trasduttore per attraversare un tubo ed essere ricevuto da un secondo trasduttore. In assenza di flusso, il segnale impiega lo stesso tempo per viaggiare a monte e a valle tra i trasduttori. In condizioni di flusso, l’onda a monte viaggerà più lentamente, poiché va contro il fluido e impiegherà più tempo rispetto all’onda a valle (più veloce) che viaggia con il fluido. Quando il fluido si muove più velocemente, la differenza tra i tempi di monte e di valle aumenta e questa differenza di tempo è proporzionale alla velocità del flusso. Il trasmettitore elabora queste differenze di tempo a monte e a valle per determinare la portata.

Decisioni intelligenti per l’efficienza energetica

La sostenibilità significa molte cose per molte persone. Nell’area dei sistemi idronici HVAC, gran parte dell’attenzione è incentrata sull’efficienza energetica e sull’impronta di carbonio.

Esistono molti parametri che richiedono misurazione e monitoraggio per consentire prestazioni di riscaldamento e raffreddamento efficienti negli edifici e fornire una fatturazione locale accurata. Tra i parametri più importanti ci sono il flusso e la temperatura precisi, poiché vengono utilizzati per calcolare il consumo di energia.

L’esperienza ha dimostrato che i proprietari e i manutentori di strutture sostenibili possono trarre vantaggio dall’uso di misuratori di portata ultrasonici a tempo di transito clamp-on con una capacità termica BTU per valutare l’efficienza energetica del loro sistema HVAC e prendere decisioni intelligenti di risparmio energetico.