Azionamenti ABB per il settore HVAC

ABB collabora con G.I. Industrial Holding SpA, azienda che guarda al futuro puntando su un'eccellenza fatta di forti sinergie e focalizzazione sulle esigenze del cliente.

La specificità di G.I. Industrial Holding SpA è la specializzazione nel settore della climatizzazione, del process cooling, del close control e del trattamento dell’aria, risultante dall'integrazione di aziende monoprodotto che coincidono con quattro marchi: CLINT per refrigeratori d’acqua, roof-top, ventilconvettori e unità terminali; KTK per refrigeratori d’acqua dedicati sia al processo industriale sia alla climatizzazione personalizzata; MONTAIR per applicazioni speciali dedicate al condizionamento di ambienti ad elevato contenuto tecnologico; NOVAIR per centrali di trattamento e sanificazione dell’aria.

"La nostra è una realtà che opera nel settore da oltre 30 anni," racconta Francesco Fadigà, Technical Operations Manager di G.I. Industrial Holding SpA. "Negli ultimi anni abbiamo intrapreso un processo di riorganizzazione per cambiare marcia e riposizionare l'attività in un mercato globale dove la recente ondata di grosse acquisizioni ha prodotto un appiattimento verso la produzione in serie e che quindi lascia ampie nicchie di mercato aperte a player in grado di offrire soluzioni tailor-made e grande attenzione al cliente ed alle sue specificità."

"Le acquisizioni hanno cambiato lo scenario del mondo HVAC," conferma Fadigà. "Pensiamo che ci sia spazio per chi si propone al cliente alta qualità e competenza ma con un approccio meno standardizzato, che tiene conto delle esigenze specifiche di ogni progetto e applicazione e che sa dare velocemente risposte efficaci."

Questa strategia sta producendo risultati importanti sul mercato domestico come su quello internazionale, dove il gruppo è oggi presente in oltre 60 Paesi con una rete di distributori che copre Europa, Medio Oriente, Nord America e Asia. Proprio dall'Estremo Oriente, specificamente da Hong Kong, G.I. Industrial Holding ha ricevuto recentemente un ordine per un grande progetto di efficientamento energetico. In particolare, il distributore di Hong Kong ha partecipato a una gara per la fornitura di apparecchiature per produrre acqua fredda destinata al condizionamento di infrastrutture come ospedali e altri edifici.

"Il capitolato di vendita è stato redatto nell'ottica della massima efficienza energetica, misurata dal valore EER, Energy Efficiency Ratio, cioè il rapporto fra potenza frigorifera e potenza assorbita" spiega Fadigà. "Il parametro chiave per la vendita è l'efficienza energetica, sia a pieno carico, sia a carico variabile secondo la stagione e la temperatura esterna. Tale variazione si ottiene installando sui compressori a vite delle macchine frigorifere con azionamenti a velocità variabile, o inverter."

Per la fornitura G.I. Industrial Group ha impiegato compressori Screw di ultima generazione e ha messo sul tavolo una "carta vincente" rappresentata dagli azionamenti ACS880 di ABB. Questa scelta rappresenta un "punto di rottura" rispetto al capitolato iniziale, che richiedeva l'uso di filtri attivi a monte delle unità di raffreddamento per garantire, oltre alla potenza in kW, una qualità idonea dell'energia in termini di contenuto armonico (THD, Total Harmonic Distortion). Fadigà e il suo team, invece, hanno studiato insieme ai tecnici di ABB una soluzione basata sui drive Ultra Low Harmonic (ULH) ACS880 di ABB, che garantiscono lo stesso livello di pulizia dell'energia senza usare filtri esterni attivi, bensì con filtri integrati negli inverter stessi.

"Il nostro obiettivo era diminuire l'ingombro complessivo delle apparecchiature con una soluzione più compatta e semplificare i trasporti, la messa in funzione, la manutenzione e la gestione dei ricambi riducendo il numero di componenti e di codici," spiega Fadigà. "Sostanzialmente, ABB ci ha aiutato a trovare una soluzione che garantisse il rispetto delle specifiche cambiando al tempo stesso il paradigma del capitolato con un migliore rapporto costo/benefici. Inoltre, su tutte le unità fornite, una decina in totale, abbiamo montato un sistema di rilevazione dei consumi energetici e dell'efficienza per monitorare l'EER a carico pieno e parziale, in modo da poter fornire al cliente dati precisi e misurati sull'efficienza delle unità."

Ogni chiller è dotato di due compressori a vite e, quindi, la fornitura di ABB è composta da una ventina di inverter ACS880. Come spiega Davide Passaghe, HVAC, W&WW & General Purpose LV Drive Product Manager, ABB Italia, l'elemento discriminante per la scelta di ABB è stata la soluzione tecnica innovativa degli inverter ULH (Ultra Low Harmonic). "Il progetto richiedeva espressamente una soluzione a basso contenuto armonico," dice Passaghe. "Uno di problemi elettrici più rilevanti sulle reti pubbliche è la distorsione armonica, soprattutto in corrente. Un azionamento standard di qualsiasi marca, a condizioni nominali, ha una distorsione armonica in corrente (THDi) del 38%, ma diversi costruttori propongono oggi modelli Low Harmonic (LH) con un THDi inferiore al 5%. Tuttavia, allontanandosi dalle condizioni nominali di pieno carico, il valore THDi di questi drive aumenta, mentre i clienti chiedono performance omogenee su tutto il range di funzionamento. Dopo tutto, l'inverter è concepito proprio per modulare, per operare a carichi parziali, quindi il problema viene risolto installando filtri attivi esterni, soluzione efficace ma costosa, complessa e ingombrante, che richiede un quadro elettrico separato e cablaggi dedicati."

ABB fornisce invece azionamenti con THDi al 3% che, anche a carichi parziali, mantengono sostanzialmente invariato il livello di distorsione armonica, qualificandosi così come azionamenti ad armoniche estremamente basse (ULH-Ultra Low Harmonic). Per il progetto di Hong Kong, ABB Italia ha fornito a G.I. Industrial Holding azionamenti ACS880-31 e ACS880-34, i primi con montaggio a parete e i secondi su moduli carrellati all'interno del quadro. I modelli ACS880-31 sono disponibili con protezione IP21 e IP55, adatti quindi anche a installazioni all'esterno in ambienti impegnativi per temperature e condizioni al contorno come quelle che si trovano a Hong Kong. "Le nostre macchine hanno caratteristiche di trattamento superficiale idonee per un'atmosfera aggressiva marina," spiega a tal proposito Fadigà. "Lo stesso vale per le batterie, i ventilatori e le carpenterie. Tutte le apparecchiature sono state sottoposte ad approfonditi collaudi prestazionali presenziati dal cliente (FAT = Factory Accettability Test) registrati tramite telecamere per verificare, prima che escano dalla fabbrica, che garantiscano le stringenti prestazioni richieste."

Gli inverter ACS880 ULH di ABB hanno una forma costruttiva particolare che sfrutta filtri incorporati e un fronte attivo del drive per garantire i livelli di distorsione armonica richiesti dal cliente: tutto questo con i vantaggi di un inverter standard, che può essere cablato con tre cavi in entrata e tre in uscita e infine collegato al motore.

"La normativa, anche in Italia, prevede che le apparecchiature debbano rimanere sotto determinati livelli di armoniche," spiega Passaghe. "Molto spesso i trasformatori, i cavi e tutti gli elementi elettrici vengono spesso sovradimensionati per sopperire alla distorsione armonica. Se invece il livello del THD è praticamente nullo, come nel caso dei drive ULH di ABB, non è necessario alcun sovradimensionamento e quindi nessuna spesa aggiuntiva; inoltre questo tipo di azionamenti riduce lo stress elettrico sui componenti aumentandone affidabilità e longevità. Gli azionamenti ULH ABB garantiscono quindi un total power factor (TPF) pressoché unitario che rendono possibile l’installazione di questo tipo di azionamenti anche in un impianto esistente e saturo: infatti si può asserire che la linea su cui è installato l’azionamento ULH risulta trasparente non avendo un carico armonico. Queste caratteristiche permettono inoltre di ottimizzare i consumi energetici evitando perdite supplementari, sovraccarico delle linee e variazioni di tensione.

Questo tipo di azionamenti ULH ha performance uniche nella sua categoria, garantendo sia valori di THD inferiori al 3% anche ai carichi parziali che dimensioni estremamente compatte e quindi con un’alta densità di potenza "sottolinea Passaghe.

I drive ACS880 ULH di ABB possono pilotare qualsiasi marca e tipo di motore. Nel progetto di Hong Kong, i drive sono collegati a motori asincroni standard incorporati nella cassa del compressore a vite. Grazie all'esclusivo sistema Direct Torque Control (DTC), gli ACS880 offrono un controllo diretto di coppia ad altissima efficienza che ottimizza le prestazioni del motore e, quindi, tutti gli assorbimenti. Il controllo DTC distingue la soluzione di ABB dai classici inverter vettoriali e scalari.

"Il supporto di ABB è stato determinante per la nostra scelta tanto quanto la tecnologia degli inverter," conclude Fadigà. "ABB coniuga reattività e flessibilità con un'organizzazione multinazionale in grado di garantire assistenza in tutto il mondo e un ventaglio di competenze completo, che ci ha assicurato tutto il supporto necessario in fase di ingegnerizzazione e di messa in servizio."

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