Impianti di trigenerazione industriale: elettricità, calore e freddo da un unico sistema
Gli impianti di trigenerazione industriale trovano applicazione negli stabilimenti in cui l’energia non serve soltanto come elettricità e calore. Processi produttivi, celle frigorifere, climatizzazione e sistemi tecnologici richiedono spesso, nello stesso momento, energia elettrica, energia termica e refrigerazione.
È in questi contesti che la trigenerazione permette di trasformare il calore disponibile in una risorsa aggiuntiva.
Beyond Energy significa analizzare contemporaneamente i diversi fabbisogni dello stabilimento e valorizzare l’energia prodotta in funzione dei carichi reali.
Dalla cogenerazione alla trigenerazione
La trigenerazione estende il principio della cogenerazione. Oltre alla produzione simultanea di elettricità e calore, parte dell’energia termica recuperata alimenta un assorbitore, che produce acqua refrigerata destinata ai processi industriali o alla climatizzazione.
Questo consente di ridurre il funzionamento dei chiller elettrici e, di conseguenza, l’assorbimento di energia dalla rete.
Come funzionano gli impianti di trigenerazione industriale
Un sistema di trigenerazione integra tre produzioni energetiche all’interno dello stesso processo: energia elettrica, energia termica ed energia frigorifera.
Il cogeneratore produce energia elettrica e rende disponibile il calore recuperato dal motore e dai fumi. Una parte di questa energia termica può essere utilizzata direttamente dallo stabilimento, mentre un’altra parte alimenta un gruppo ad assorbimento che produce acqua refrigerata.
In questo modo l’energia termica che altrimenti potrebbe rimanere inutilizzata viene valorizzata anche per soddisfare i fabbisogni di raffreddamento.
Un sistema di trigenerazione comprende normalmente il cogeneratore, i sistemi di recupero termico, il gruppo ad assorbimento e i sistemi di regolazione e controllo necessari per coordinare la produzione di elettricità, calore e freddo in funzione dei carichi reali dello stabilimento.
Le tecnologie di assorbimento: quale freddo serve al tuo processo
La scelta dell’assorbitore dipende dalla temperatura richiesta dal processo e dalla sorgente termica disponibile. È uno degli elementi che determina se la trigenerazione è applicabile e deve essere verificato prima del dimensionamento dell’impianto.
| Tecnologia di assorbimento | Sorgente termica | Acqua refrigerata prodotta | COP termico indicativo | Impieghi tipici |
|---|---|---|---|---|
| Bromuro di litio – singolo effetto | Acqua calda 80–95 °C | Circa 7 °C, tipicamente 12 → 7 °C | ≈ 0,7 | Climatizzazione, raffrescamento di processo |
| Bromuro di litio – doppio effetto | Vapore o acqua surriscaldata; recupero diretto dai fumi 400–500 °C | Circa 7 °C, con rese superiori a parità di calore | ≈ 1,1–1,4 | Fabbisogni frigoriferi elevati e continui |
| Acqua-ammoniaca | Acqua calda ad alta temperatura o vapore | Anche sotto 0 °C | ≈ 0,5–0,6 | Freddo di processo, celle, surgelazione |
Il confronto corretto con il chiller elettrico
Un gruppo frigorifero elettrico ha un’efficienza nettamente superiore a quella di un assorbitore se si confrontano esclusivamente i coefficienti di prestazione.
Il confronto, però, non deve essere fatto soltanto su questo piano: l’assorbitore utilizza calore che, senza la trigenerazione, potrebbe essere disperso o non valorizzato, mentre il chiller elettrico consuma energia acquistata o autoprodotta che potrebbe essere destinata ad altri utilizzi.
La valutazione corretta è quindi tecnica ed economica e riguarda il costo del freddo prodotto e l’utilizzo complessivo dell’energia disponibile, non soltanto il rendimento della singola macchina.
Dove la trigenerazione genera più valore
Industria alimentare
Celle di conservazione, raffreddamento di prodotto e lavaggi convivono spesso con un fabbisogno termico costante: elettricità, calore e freddo possono essere richiesti contemporaneamente per gran parte dell’anno.
Logistica refrigerata
Il freddo è parte integrante del processo. Continuità del servizio e prevedibilità del costo energetico incidono direttamente sull’operatività.
Farmaceutico
Ambienti a condizioni controllate, elevati ricambi d’aria e deumidificazione richiedono energia frigorifera durante tutto l’anno, con vincoli stringenti di continuità.
Ospedali e RSA
Funzionamento continuo, produzione di acqua calda sanitaria e climatizzazione rendono strutturale la contemporaneità dei diversi carichi energetici.
Hotellerie
La domanda termica e frigorifera varia con la stagione. La trigenerazione permette di valorizzare lo stesso sistema durante periodi differenti dell’anno.
Processi industriali con fabbisogno contemporaneo di caldo e freddo
Industria chimica, plastica, stampaggio, data center e altri processi nei quali il raffreddamento è funzionale alla produzione.
Il vero valore: utilizzare l’energia durante tutto l’anno
Il punto di forza della trigenerazione è valorizzare il calore anche nei periodi in cui la domanda termica diminuisce.
Nei mesi più caldi parte dell’energia termica può essere trasformata in energia frigorifera: aumentano così le ore utili di funzionamento del sistema e può migliorare il business case complessivo.
In alcuni contesti è proprio questa possibilità a rendere interessante un investimento che, considerando esclusivamente la cogenerazione, potrebbe risultare meno efficace.
Recuperare energia prima di produrne altra
Prima di produrre nuova energia, analizziamo quella che l’azienda sta già disperdendo.
Il recupero può riguardare gruppi frigoriferi esistenti, aria espulsa dagli impianti di ventilazione, fumi di processo, compressori e acque di scarico tecniche.
Questa logica collega la trigenerazione al recupero termico, alle pompe di calore, alla cogenerazione e ai sistemi avanzati di gestione energetica.
Oltre l’impianto: cosa comprende un progetto Enplus Italia
Un impianto di trigenerazione coinvolge più sistemi dello stabilimento contemporaneamente. Il progetto Enplus Italia comprende:
- analisi dei tre profili energetici e verifica della contemporaneità dei carichi;
- dimensionamento dell’assorbitore sulla temperatura richiesta dal processo;
- integrazione con fotovoltaico, accumulo, pompe di calore e sistemi EMS/BMS;
- regolazione dei carichi termici e frigoriferi;
- consulenza Lean sui processi produttivi che generano la domanda di freddo;
- monitoraggio delle prestazioni nel tempo.
Vent’anni di esperienza nel settore energetico, la certificazione ISO 9001 e impianti realizzati in settori differenti — alimentare, chimico, depurazione, lavorazione del legno, tipografia e sanitario — sono la base su cui costruiamo ogni progetto.
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