I modelli predittivi al servizio dei sistemi HVAC
I modelli predittivi al servizio dei sistemi HVAC

 I sistemi HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) comprendono impianti di produzione di energia termica, trasporto dei fluidi vettori, nonché terminali di trattamento e distribuzione dei flussi d’aria. Uno studio di qualche anno fa condotto da Frost & Sullivan dal titolo “Analysis of the Global HVAC Equipment Market” ha messo in rilievo un mercato che, nel 2014, era pari a 80,67 miliardi di dollari, stimando una crescita, entro il 2020, che dovrebbe raggiungere la cifra di 108,93 miliardi di dollari. La ricerca si era focalizzata su apparecchiature unitarie, impianti applicati e sistemi di refrigerazione, pompe di calore e sistemi non canalizzati. Già allora emergeva una forte domanda di efficienza energetica e quindi di modelli a basso consumo. Domanda che, quasi sicuramente, oggi verrebbe confermata, visto che si calcola che circa il 50% dei consumi energetici negli edifici sono riconducibili ai sistemi HVAC.

I gruppi frigo all’interno degli impianti HVAC

Un calcolo che, probabilmente, andrebbe rivisto al rialzo nell’industria e nella GDO. Basti pensare, ad esempio, all’impatto che i gruppi frigo, utilizzati sia per il condizionamento degli ambienti sia per la produzione di fluido di raffreddamento, hanno sui costi energetici di molti settori d’impresa, a cominciare dall’agroalimentare. In queste tipologie di impianti, il principale assorbitore di energia è rappresentato dal compressore, con una gamma di potenze termiche molto estesa, da 0,1 kWf ad alcuni MWf. Questo tipo di impianti è soggetto a frequente necessità di regolazione al variare del carico termico da asportare, determinato dalla temperatura esterna o dalle fasi del ciclo produttivo per i processi industriali. Questo fa sì che, per una razionale parzializzazione del carico, sia invalsa l’abitudine di costruire impianti refrigeratori di acqua con più compressori in parallelo, che si arrestano e si avviano automaticamente in sequenza al variare del fabbisogno di freddo. Inoltre, ogni compressore è dotato di un sistema di regolazione, con l’eventuale disponibilità di inverter, allo scopo di modulare la prestazione a parità di efficienza.

Perché anche la migliore tecnologia non basta

I produttori di sistemi frigo in particolare, e di impianti HVAC in generale, sono sempre più orientati a trovare soluzioni che riescano a incidere sui costi del vettore energetico mediante miglioramenti nell’efficienza dei macchinari (e il ricorso agli inverter è una di queste soluzioni). Tuttavia, anche la tecnologia più all’avanguardia non può sottrarsi a problemi di dispersione o avarie che potrebbero presentarsi dopo l’installazione. Senza dimenticare che non sempre l’impresa è in condizione di sostituire impianti obsoleti con nuovi macchinari e deve, quindi, cercare di ottimizzare l’esistente. In entrambi i casi, ciò che serve è un’analisi accurata dei dati di consumo che prenda in considerazione diversi fattori tra cui: vettore, sequenza di accensione, temperatura esterna, temperatura ingresso acqua, energia frigorifera ecc. Tutti questi dati, inseriti all’interno di modelli predittivi, consentono di individuare interventi di riduzione dei consumi spesso a costi molto contenuti, contribuendo a recuperare efficienza energetica e a conferire un vantaggio competitivo che deriva dalla valorizzazione di asset strategici.

Maggiore efficienza e risparmio con i modelli predittivi

I modelli predittivi per impianti HVAC mettono insieme dati di consumo, driver energetici e obiettivi di efficientamento. Consentono, cioè, di:

  • migliorare l’efficienza energetica fino al 25% già al primo utilizzo, e comunque in funzione della quantità e qualità dei dati che si hanno a disposizione;
  • garantire il funzionamento ottimale degli impianti tramite l’identificazione preventiva di deviazioni di comportamento energetico;
  • migliorare la produttività fornendo un punto di vista diagnostico e un supporto concreto alla risoluzione delle anomalie.

In sostanza, i modelli predittivi servono a caratterizzare le modalità di funzionamento dell’impianto in modo tale da prevedere in tempo reale le sue prestazioni ideali, evidenziando potenziali sprechi, inefficienze, anomalie e malfunzionamenti. Tramite l’utilizzo delle carte CuSum, permettono di leggere congiuntamente l’andamento nel tempo dei singoli energy driver e di verificare le variazioni della pendenza in concomitanza alle variazioni dei valori dei driver energetici. I modelli non individuano inefficienze dovute all’adozione di tecnologie inadatte o obsolete ma, in fase di audit, sono determinanti per valutare la redditività di eventuali investimenti diretti all’acquisto di tecnologie più efficienti.

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