Icenova Engineering scheda tecnica microcogeneratori 15 e 30 kw

Soluzioni per il recupero di calore

Dati tecnici micro-cogeneratori scroll ORC Potenza elettrica: 15 kW – 30 kW

1. Descrizione moduli ORC ENEFCOGENGREEN® GREEN

Il cuore del dispositivo ENEFCOGEN ® basato su ciclo ORC è una turbina o espansore Scroll, brevettato dal costruttore Enef tech SA. Il sistema ORC è integrato in unità compatte, con elevata efficienza complessiva, progettate per operare 8.000 ore l’anno per 10 anni, con la possibilità di estendere la vita utile fino a 15 anni (garantiti).

Tale tecnologia è in grado di sfruttare fonti di calore a bassa temperatura, dai 125 ai 150 °C, e con ridotte potenze termiche. Grazie alla sua particolare conformazione, il regime di velocità è pari a 3.000 rpm, garantendo bassa usura dei cuscinetti e una ridotta manutenzione durante gli anni.

Figura 1. Turbina o espansore Scroll

Figura 2. Dispositivo ermetico con Turbina Scroll e generatore

La gamma di prodotti prevede due versioni, modulari e abbinabili in serie dove necessario: Potenza elettrica: 15 kW; potenza termica (calore) di alimentazione: 150 kW; Potenza elettrica: 30 kW; potenza termica (calore) di alimentazione: 300 kW. Grazie alle basse temperature e potenze termiche richieste, tali dispositivi ORC possono essere applicati in svariati contesti, tra i quali gli impianti di cogenerazione basati su motori endotermici o turbine, alimentati a fonti rinnovabili.

Ciascun modulo ORC è dotato di quadro elettrico e di tutti i sensori necessari al monitoraggio del funzionamento in condizioni di regime. Come optional può adottare un Touch screen, interfaccia user friendly per la programmazione e modifica dei parametri lato macchina.

Il sistema è a tutti gli effetti un micro-cogeneratore che, oltre all’energia elettrica, fornisce calore attraverso lo scambiatore di consensazione, ad una temperatura variabile tra i 30 °C ed i 50 °C, per il riscaldamento invernale di edifici o per uso in processi industriali, oltre che per il preriscaldo dell’acqua calda sanitaria.

Nel caso in cui non sia possibile valorizzare questa potenza termica aggiuntiva, è possibile raffreddare il ciclo termodinamico attraverso l’uso di acqua di falda, torri evaporative o dry cooler, la cui progettazione e fornitura possono essere svolti da ICENOVA.

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2. Dimensioni e caratteristiche

Prestazioni

15 kWe

30 kWe

010GRE-01

030GRE-01

Potenza elettrica fino a

kW

7,5

15

25

30

Potenza termica disponibile

kW

67,5

135

240

275

Temperatura ingresso

째C

15-30

15-30

15-30

15-30

Temperatura in uscita

째C

25-45

25-45

25-45

25-45

kg/s

2,0

2,0

4,0

4,0

Portata H2O

Potenza termica richiesta (evaporatore) Potenza termica input

kW

80

160

280

320

Temperatura ingresso

째C

125-135

140-150

125-135

140-150

Temperatura uscita

째C

105-110

110-130

105-110

110-130

Portata H2O

kg/s

1,1

1,1

2,1

2,1

Portata olio diatermico

kg/s

2,1

2,1

4,2

4,2

Installazione (dimensioni) Connessioni elettriche (3 fasi)

400V / 50Hz, 32 A

400V / 50Hz, 100 A

Peso

kg

900 (1.150 con packaging)

1600 (1.850 con packaging)

Dimensioni (h/l/prof)

mm

1700x1500x750

2000x1900x1040

h1

mm

231

231

p1

mm

120

134

p2

mm

280

354

p3

mm

450

574

p4

mm

630

794

Flange evaporatore

PN40/DN50

PN40/DN50

Flange condensatore

PN16/DN50

PN16/DN50

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Figura 3. Modulo ENEFCOGENGREEN® 030GRE-01.

Flessibilità Capacità di assorbire una diminuzione fino al 50% e un picco fino al 15% della potenza termica nominale in ingresso; consente l’adattamento alle condizioni reali di funzionamento dei motori, riversando queste variazioni sull’energia elettrica generata.

Modularità GREEN I moduli ENEFCOGEN ® possono essere interconnessi in parallelo, al fine di modulare la potenza elettrica erogata, inseguendo il carico termico fornito, senza risentire in perdite di efficienza complessiva.

Bassi livelli di emissioni sonore GREEN Grazie all’elevato contenuto tecnologico, i moduli ENEFCOGEN ® sono estremamente silenziosi, e non necessitano di involucri insonorizzanti. I valori medi sono pari a circa 70 dB a 1 metro di distanza, perciò consentono di evitare l’uso di apparecchi otoprotettivi, salvo obbligo specifico imposto dalla Legge.

Compattezza GREEN A seconda del modello, prescelto i moduli ENEFCOGEN ® possono occupare uno spazio massimo pari a 1x2x2 m.

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3. Sistema di generazione e controllo La produzione di energia elettrica avviene attraverso un generatore asincrono, la cui velocità di sincronismo è fornita dalla frequenza di rete.

Per il monitoraggio di tensione e frequenza, sono installati appositi sistemi di controllo.

L’energia generata soddisfa i seguenti intervalli:  

Tensione: 230 ± 4%; Frequenza: 50Hz ± 0,5 Hz.

Pertanto, rientra pienamente tra i parametri previsti per dalla Norma applicata in Italia, la EN 50438:  

Tensione: 230 ±20%; Frequenza: 50Hz ± 1 Hz.

Tutti i moduli ORC sono dotati di un sistema di controllo PLC che gestisce la produzione di energia elettrica e gestisce tutti gli standard di sicurezza secondo la Norma IEC EN 60335-1.

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4. Descrizione funzionamento dispositivi basati su Ciclo Rankine Organico (ORC) Il Ciclo Rankine Organico (Organic Rankine Cycle, ORC) è un ciclo termodinamico nel quale la 1 generazione dell’energia elettrica avviene in modo simile ad un ciclo a vapore Rankine . La differenza è legata al fluido motore, non acqua bensì un fluido organico, comunemente chiamato refrigerante, 2 impiegato nei frigoriferi tradizionali e nelle pompe di calore . La proprietà distintiva di tali fluidi è la bassa temperatura di vaporizzazione, circa 15 °C, che consente di generare una portata di vapore sufficiente a mettere in moto una turbina, anche in presenza di temperature inferiori ai 500 °C. Sull’albero della turbina è calettato un generatore asincrono, in grado di generare l’energia elettrica alla frequenza di rete.

Figura 4. Schematizzazione ciclo ORC generico.

Descrizione fasi: 1-2 Riscaldamento fino alla temperatura di progetto 2-3 Vaporizzazione completa 3-4 Espansione negli Scroll a due stadi con conseguente conversione in energia meccanica (ed elettrica nell’alternatore).

4-5 Condensazione alla temperatura e pressione di progetto (realizzata attraverso la torre evaporativa, condensatore acqua-aria) 5-1 Aumento della pressione fino a quella di equilibrio con la temperatura del vaporizzatore.

1

Questo ciclo è adottato principalmente nelle centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica con turbine a vapore: turbine azionate da una portata di vapore acqueo, generato dalla combustione di fonti di varia natura. L’energia elettrica è generata dalla rotazione di un dispositivo calettato sull’albero della turbina, con la quale ruota in modo solidale.

2 Il fluido in questione è il Genetron R245fa.

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