VIDA è un progetto europeo della durata di 36 mesi finanziato dal programma Horizon 2020 INNOSUP per supportare l’innovazione potenziale di piccole e medie imprese che lavorino in Europa nel settore alimentare e che siano interessate a un uso più corretto ed efficiente di acqua, cibo, energia e tecnologie chiave per l’innovazione (KET). Nell’ambito di questo progetto, ENERSEM ha vinto un demonstration voucher per mettere a punto un software che contribuisca a ottimizzare gli assetti energetici di un’azienda alimentare attraverso l’analisi dei dati, riuscendo così a stabilire le relative best practice in tema di efficienza. Partner del progetto è Optimo IoT, azienda che si occupa dello sviluppo delle soluzioni di Industrial IoT.
ENERSEM ha proposto a Santangiolina Latte di testare questo software presso i suoi caseifici e di diventare così uno dei demonstration site del progetto VIDA, poiché l’azienda lombarda si era già mostrata sensibile alle tematiche della salvaguardia delle risorse.
La centrale frigorifera del sito di Pandino, con annessa vasca del ghiaccio, dove Santangiolina produce principalmente taleggio e quartirolo, è l’oggetto del caso studio qui presentato.
Il sistema chiller con vasca del ghiaccio è molto diffuso nel settore agroalimentare: il chiller raffredda una miscela di acqua e glicole ad una temperatura di circa -7°C e accumula ghiaccio in una vasca, da cui viene distribuita alle utenze l’acqua gelida.
Ottimizzazione del sistema con vasca del ghiaccio
Le regolazioni studiate e implementate per ottimizzare il sistema sono:
- regolazione orari di caricamento della vasca
- regolazione livello di caricamento della vasca
- regolazione della temperatura di produzione del freddo del chiller
Attualmente il caricamento della vasca del ghiaccio è impostato tramite una programmazione oraria fissa, dal tardo pomeriggio, al mattino successivo. Il caricamento riparte anche durante il giorno in caso di richiesta di acqua gelida e vasca “scarica”. L’ottimizzazione consiste nell’impostare l’orario di consenso al caricamento della vasca per minimizzare i costi energetici, variabili in funzione delle tariffe dell’energia elettrica e delle prestazioni della macchina frigorifera, che migliorano al variare della temperatura esterna (più è bassa la temperatura esterna, più aumenta l’efficienza del chiller, misurata dall’indicatore EER).
Inoltre, il livello di caricamento della vasca è attualmente stabilito con set point fisso. La regolazione ottimale proposta impone invece un set point variabile, impostato in modo tale che al termine delle fasi produttive che richiedono acqua gelida il ghiaccio sia esaurito. L’effetto utile che si ottiene è la minimizzazione delle perdite termiche nel periodo di inattività. Queste perdite sono particolarmente rilevanti nei mesi estivi
L’attuale regolazione della temperatura di produzione del freddo del chiller è a set point fisso a -7°C, temperatura necessaria per il caricamento della vasca del ghiaccio. L’ottimizzazione consiste nell’impostazione di un set point variabile in funzione delle utenze attive. Il caricamento della vasca è l’utenza più gravosa, quindi quando questa è attiva il set è fisso a -7°C. Quando il caricamento della vasca è terminato, rimangono da alimentare le celle di stagionatura o di conservazione del formaggio. In base ai set point ambiente impostati nelle celle (informazione acquisita dal sistema di supervisione) il set point di produzione dell’acqua glicolata può essere incrementato per massimizzare l’EER del frigo.
I risultati
Gli effetti utili dell’ottimizzazione riguardano la minimizzazione delle perdite termiche dell’impianto, la massimizzazione dell’EER del chiller durante il caricamento della vasca del ghiaccio e lo sfruttamento della minima tariffa elettrica. I risparmi ottenibili variano dal 25% nei mesi più freddi al 40% circa nei mesi più caldi, con riferimento all’attuale costo dell’energia elettrica spesa per caricare la vasca del ghiaccio. Il risparmio energetico nei mesi estivi può arrivare al 20%.
