Desa System

Ottimizzazione sistemi di aspirazione industriale
SITUAZIONE STANDARD

I sistemi di ventilazione industriale progettati in maniera tradizionale utilizzano un grande ventilatore centrale ed un sistema di tubazioni che collegano ogni macchina da aspirare al ventilatore.

L’aspirazione industriale viene utilizzata in tutto il mondo dove si generano polveri, fumi o vapori, come ad esempio la lavorazione del legno, lavorazione dei metalli, industria alimentare e farmaceutica.

I sistemi tradizionali sono progettati in modo da consentire l’aspirazione da tutte le macchine installate allo stesso momento, senza distinzione se la macchina sta realmente producendo o e’ in stand-by. Quindi il motore e il ventilatore sono scelti in base alle necessità di aspirazione del 100% delle macchine in attività indipendentemente da quante realmente operino in concreto. Tuttavia, i dati reali delle fabbriche dimostrano che tipicamente, meno del 50% dei macchinari

lavorano contemporaneamente in un dato momento, quindi, il 50% delle macchine non produce polveri (fumi, nebbie); nonostante questo fatto l’aspirazione continua ad essere attiva su tutte le macchine.

Se il volume d’aria è ridotto del 20%, quindi il consumo di energia elettrica del motore del ventilatore sarà ridotta al 51% della potenza originale – si otterrà un risparmio 49%. Le leggi della fisica sono dalla nostra parte questa volta.
L’idea di base è semplice: dotare ogni stazione di lavoro di un sensore che rileva quando l’aspirazione è necessaria, e l’uso di una serranda motorizzata per chiudere il tubo di aspirazione quando l’aspirazione non è necessaria. Quindi il numero di giri della ventola può essere regolato per ottenere il volume d’aria adeguato nelle tubazioni (Fig. 3).
Tuttavia, c’è un problema con questa semplice idea: se la polvere o altro materiale deve essere trasportato attraverso il condotto, allora è necessario mantenere una velocità minima impostata nelle canalizzazioni per impedire al materiale di sedimentare nei condotti. Inoltre, una pressione minima deve essere mantenuta per superare le perdite di carico nel condotto del sistema di aspirazione. Quando le serrande sulle postazioni di lavoro che non lavorano sono chiuse, il volume di aria e quindi anche la velocità dell’aria nel condotto principale scende e la polvere potrebbe depositarsi.
Il nostro sistema di controllo di aspirazione delle polveri su necessità reale risolve questo problema

utilizzando un sistema di calcolo che determina la quantità d’aria necessaria e la necessaria depressione sulla base delle informazioni provenienti dai sensori (questa depressione minima non è un valore costante; è una variabile dipendente dal numero e dalla posizione delle serrande aperte. Un esempio estremo è quando solo una porta vicino alla ventola è aperta: in questo caso, le perdite di carico sono minime, e la necessaria depressione deve superare solo le perdite nel collettore delle polveri e ventilatore. D’altra parte, quando la serranda si trova all’estremità di un sistema di tubazioni lungo, la necessaria depressione è sostanzialmente più elevata perché deve superare le ulteriori perdite dei lunghi tubi installati). Il DESA regola il numero di giri della ventola di conseguenza, e si gestiscono anche serrande supplementari su macchine che non lavorano se ciò è necessario per il mantenimento della velocità dell’aria. I diametri delle tubazioni su nuovi impianti risultano più piccoli perché sono ottimizzati sui reali più, bassi volumi d’aria totale, ad esempio il 70%.
Oggi diventa sempre più frequente l’installazione di un inverter per l’avviamento dell’aspiratore e accoppiare un trasduttore di pressione per comandarne la velocità di rotazione e conseguentemente il consumo. Questo sistema è assolutamente sconsigliabile ed estremamente impreciso ed obsoleto.

Il trasduttore di pressione non conosce lo stato di necessità di aspirazione del sistema, ma misura solo “sbilanciamenti” nella pressione di base preimpostata. Da qui già si deve comprendere che il sistema ha una lacuna di base gravissima, non potendo operare alla pressione massima del sistema (altrimenti non modulerebbe) deve essere impostato ad un valore discrezionale medio, in maniera che possa reagire alle aperture e alle chiusure delle valvole installate alle macchine. Quindi nasce penalizzato, ma soprattutto non sa mai quanta aria serve, sa solo se manca pressione o se ve n’è in eccesso in base al dato impostato arbitrariamente e non tecnicamente, dunque il sistema aspira sempre un valore “casuale” di volume d’aria. Inoltre non essendo un sistema a punto fisso ma a retroazione, si ha sempre il problema del pendolamento intorno al nuovo punto di lavoro, che comunque cambia di continuo nei sistemi complessi. Il sistema a trasduttore di pressione rende l’aspirazione del tutto casuale e non garantisce il mantenimento delle velocità minime necessarie alle calate, ne risparmi davvero ragionevoli. Inoltre non essendo controllate le bocche dal quadro si rischia sia l’implosione dei tubi che il costante deposito del materiale. Cose molto gravi.
Il DESA invece conosce sempre il reale stato di necessita del sistema in termini di pressione e volume. Il DESA impedisce l’implosione dei tubi e mantiene puliti i condotti.

COME FUNZIONA IL SISTEMA DI ASPIRAZIONE INTELLIGENTE

La parte principale del sistema è rappresentata dalla POWER UNIT (che contiene tra le altre cose anche un inverter specifico) per il motore del ventilatore. La funzione di questo azionamento in aggiunta alla sua funzione principale – regolazione della velocità e della coppia del ventilatore – include caratteristiche come gestione del sovraccarico termico del motore, il funzionamento in risparmio energetico, e varie altre caratteristiche.
Un modello di curva brevettato viene usato per fornire transizioni fluide in fase di accelerazione e decelerazione della ventola (rampa controllata).

All’accensione, il sistema di controllo imposta automaticamente il sistema e posiziona le serrande in sicurezza. Poi l’unità DESA legge il segnale da tutti i sensori installati in ogni stazione di lavoro e controlla le serrande e le unità di alimentazione POWER UNIT.
Se si attiva qualsiasi macchina su ON, il DESA aprirà la porta appropriata e imposta adeguate depressioni per la velocità del motore di aspirazione attraverso la POWER UNIT.
L’accensione di ulteriori postazioni di lavoro aprirà le relative serrande in maniera adeguata.

Al termine delle attività di produzione delle macchine il processo sarà simile e si chiuderanno le serrande del caso.
Ci sono due modalità di funzionamento: automatico e manuale (bypass), che possono essere selezionate tramite dal pannello frontale del DESA.

POWER UNIT

La parte principale del sistema è rappresentata dalla POWER UNIT (che contiene tra le altre cose anche un inverter specifico) per il motore del ventilatore. La funzione di questo azionamento in aggiunta alla sua funzione principale – regolazione della velocità e della coppia del ventilatore – include caratteristiche come gestione del sovraccarico termico del motore, il funzionamento in risparmio energetico, e varie altre caratteristiche. Un modello di curva brevettato viene usato per fornire transizioni fluide in fase di accelerazione e decelerazione della ventola (rampa controllata).
All’accensione, il sistema di controllo imposta automaticamente il sistema e posiziona le serrande in sicurezza. Poi l’unità DESA legge il segnale da tutti i sensori installati in ogni stazione di lavoro e controlla le serrande e le unità di alimentazione POWER UNIT. Se si attiva qualsiasi macchina su ON, il DESA aprirà la porta appropriata e imposta adeguate depressioni per la velocità del motore di aspirazione attraverso la POWER UNIT. L’accensione di ulteriori postazioni di lavoro aprirà le relative serrande in maniera adeguata. Al termine delle attività di produzione delle macchine il processo sarà simile e si chiuderanno le serrande del caso.
Ci sono due modalità di funzionamento: automatico e manuale (bypass), che possono essere selezionate tramite dal pannello frontale del DESA.

MODO AUTOMATICO

In modalità automatica, il sistema funziona in modo completamente automatico senza l’intervento dell’utente, con il mantenimento di livelli di aspirazione ottimale risparmiando al massimo l’energia.

MODALITÀ MANUALE

In caso di guasto del sistema di controllo è implementata la modalità manuale. Sul pannello frontale dell’unità DESA con lo switch “MANUALE”, si può disattivare la funzione automatica del sistema.
Nella modalità manuale il ventilatore sarà impostato su aspirazione al 100% e tutte le serrande saranno aperte (situazione identica come prima dell’installazione del DESA).