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Con 45 dipendenti, Semea gestisce la produzione e la distribuzione idrica nell’agglomerato di Grand Angoulême (16 comuni - 110.000 abitanti). L’azienda prevedeva di sostituire un’unità costituita da due motori e una pompa, utilizzata per alimentare il serbatoio di distribuzione di Ruelle sur Touvre (4.000 m3). Per questo si è rivolta a Leroy-Somer, società del gruppo Emerson, e al costruttore di pompe Flowserve, che hanno suggerito la ricerca di una soluzione volta ad ottimizzare il rendimento energetico.
Didier Heissat, responsabile commerciale di Flowserve a Nantes spiega: “Abbiamo innanzitutto eseguito un’analisi, unitamente alla società Leroy-Somer, per verificare la possibilità di ottimizzare il risultato idraulico in funzione della curva di rete. Ogni impianto idraulico presenta un proprio funzionamento, che dipende dal gruppo costituito da pompa, valvole, otturatori e dalle perdite di carico nei tubi. Al fine di migliorare il rendimento energetico, è necessario che le curve di pompa e rete non siano troppo piatte. Per Semea, avevamo un potenziale reale, sebbene all’inizio non sembrasse molto elevato. In funzione dei risultati ottenuti, abbiamo deciso di integrare una nuova pompa più performante e quindi selezionato il modello 300LNN600, che s’inserisce nella nostra visione di eco design e si avvale della tecnologia a piano di giunzione. La sua capacità varia da 500 a 1.100 m3/h. Abbiamo quindi determinato il regime motore ottimale in funzione di questa e della rete”.
“Leroy-Somer ha sostituito i due motori con un unico motore sincrono a magneti permanenti PLSRPM 315 con 350 kW di potenza e velocità di rotazione di 1.500 giri/min. Abbiamo scelto il controllo tramite variatore Powerdrive MDS 470T per gestire al meglio i regimi variabili, sebbene, nel caso di Semea, adottiamo con maggiore frequenza il regime continuo. La configurazione è il risultato di analisi e simulazioni condotte parallelamente a test completi effettuati con Flowserve per definire il punto di rendimento ottimale della pompa”, spiega Pierre-Emmanuel Sarre, presidente della Division Systèmes d’Entraînement.
A fronte dei risultati presentati, Semea ha optato per questa soluzione di azionamento: “Avevamo l’opportunità di procedere a una semplice sostituzione dei componenti a fine vita. Abbiamo preferito orientarci, per ragioni ambientali ed economiche, verso una soluzione che prevedesse una maggiore ottimizzazione, sebbene abbia richiesto tempi di studio e realizzazione più lunghi. Il consumo energetico è ridotto del 10% per m3 trasferito. La pompa garantisce una portata d’acqua superiore del 15%, che ci consente di ottimizzare le 8 ore di ‘tariffa notturna’ e guadagnare quindi 2 ore sulla ‘tariffa diurna’. Il sovraprezzo dovuto alla velocità variabile sarà ammortizzato in 14 mesi. Questo successo ci induce a prevedere un percorso analogo per altre macchine rotanti dell’azienda”, osserva Michel Labet, Responsabile Production in Semea.
Ottimizzare il consumo energetico è prioritario per Leroy-Somer, come spiega Pierre-Emmanuel Sarre: “I valori economici e ambientali in gioco ne sono la conseguenza: rispetto delle norme, riduzione di CO2 e, ovviamente, ottimizzazione energetica. In dieci anni, il costo globale di un sistema di azionamento è costituito al 95% dal consumo elettrico. Il prezzo d’acquisto e la manutenzione rappresentano rispettivamente solo il 2 e 3%. Ogni caso è particolare e il potenziale di riduzione di costi non è mai lo stesso. Il nostro ruolo è aiutare i clienti a valutare la possibilità di un ritorno di investimento, per questo disponiamo di un know-how effettivo e ci appoggiamo a strumenti software unici”.
“Il servizio si basa sulle soluzioni tecniche di Leroy-Somer, cioè motori e motoriduttori a velocità fissa e ad alto rendimento, nonché su variatori di velocità come Powerdrive, che gestisce potenze fino a 2.800 kW. Questa gamma si distingue dalle altre per la facilità di applicazione. L’utilizzo della velocità variabile permette di adattare la velocità dei motori alle esigenze reali delle applicazioni, rivelandosi molto spesso la ragione principale della riduzione della bolletta dell’energia elettrica per le variazioni di portata richieste dall’applicazione”, spiega Pierre-Emmanuel Sarre.
“Sono i casi più semplici da trattare. Non possiamo contare sempre sulla variazione di velocità, in quanto è necessario sapere che il variatore aumenta il consumo del 3%. Tuttavia, nella totalità degli impianti utilizzati, ritengo che, quasi in un caso su due, sia sensato dal punto di vista economico, procedere ad una modifica del sistema di azionamento”, precisa Didier Heissat.
I componenti installati da Leroy-Somer appartengono alla gamma Dyneo, che coniuga le tecnologie dei motori a magneti permanenti con quelle della variazione di velocità. Queste soluzioni, conformi alle evoluzioni delle norme sulle classi di rendimento IE, raggiungono performance molto elevate, superiori all’IE3 e ineguagliate nell’intero range di velocità, oltre a consentire ritorni di investimento estremamente brevi. Molto compatte, le soluzioni Dyneo si integrano facilmente in qualsiasi sistema con velocità di rotazione fino a 5.500 giri/minuto.
La tecnologia sincrona a magneti permanenti presenta dei vantaggi in termini di rendimento. Contrariamente al rotore del motore a induzione AC, il flusso magnetico del motore Dyneo non è indotto dallo statore, bensì creato direttamente da una serie di magneti permanenti inseriti sul rotore. Nel caso del motore asincrono, la velocità di rotazione del rotore è inferiore alla frequenza dello statore. Con il motore a magneti permanenti, il flusso magnetico resta sincrono con la frequenza indotta dallo statore. Mentre le perdite rotoriche del motore asincrono rappresentano quasi un terzo delle perdite totali, le perdite del rotore del motore Dyneo diventano trascurabili.
Leroy-Somer gestisce da molto tempo la tecnologia a magneti permanenti e si distingue per l’estensione della gamma, che va da 0,75 kW a 600 kW con velocità di rotazione tra 375 e 5500 giri/minuto.