IL RISPARMIO ENERGETICO NEGLI IMPIANTI DI

 ILLUMINAZIONE DI INTERNI

 

Ing. Paolo Di Lecce
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gli utilizzatori di impianti di illuminazione sia esterna che interna, , nella maggioranza dei casi, non sanno che potrebbero risparmiare energia utilizzando le tecnologie già presenti sul mercato.

Infatti gli impianti di illuminazione, in particolare per gli interni, vengono dimensionati tenendo conto delle necessità di punta dell’utilizzatore, il quale si limita a spegnere alcune linee quando non serve la massima luminosità, creando però coni d’ombra e sottoponendo le lampade ad un irregolare consumo. Inoltre l’atto volontario non da garanzia di risultato.

I sistemi di parzializzazione del flusso luminoso consentono di tarare l’impianto al livello di luce desiderato, risparmiando la maggiore potenza installata necessaria per tener conto del naturale decadimento delle lampade.

A questo si aggiunge la possibilità di sfruttare l’apporto di luce solare che consente di ridurre l’impiego di luce artificiale, mantenendo inalterato il livello di lux prefissato.

Con queste tecnologie si allunga notevolmente la durata media delle lampade aumentandola almeno del 50%, e limitando, così, i costi di manutenzione.

L’investimento iniziale per l’acquisto di tali tecnologie può essere recuperato nell’arco di due, massimo tre, anni.

Questi concetti sono già stati recepiti in Italia da vari utenti, ed in questa sede  desideriamo sottoporre alla Vostra attenzione due casi pratici:

-il nuovo Liceo Scientifico d’Ivrea voluto dalla Regione Piemonte, dove vengono utilizzate lampade fluorescenti da 18 W.

-il nuovo impianto della DURPRESS di Bergamo, dove sono installate lampade da 250 W al sodio alta pressione.

 

 

Risparmio energetico nell’illuminazione di un edificio scolastico

IL LICEO SCIENTIFICO DI IVREA

Costruito ai piedi delle Alpi, l’edificio è dotato di ampie vetrate, che permettono di esaltare l’aspetto scenografico naturale e di massimizzare l’ingresso di luce solare. E’ infatti noto che l’occhio percepisce meglio la luce naturale rispetto a quella artificiale, in quanto la prima provoca meno affaticamenti alla vista.

L'obiettivo perseguito era quindi quello di garantire una corretta illuminazione diurna e serale, conseguendo contemporaneamente  un considerevole risparmio energetico, superiore al 50% durante il giorno, ed un aumento della vita delle lampade del 50% con una forte riduzione dei costi di manutenzione.

L 'immobile si sviluppa su quattro piani,  per un totale di quarantacinque aule distribuite su tre piani rialzati, nove laboratori al piano terra più le aree riservate a Presidenza, uffici, biblioteca e mensa. 

Sono stati utilizzati degli apparecchi ad incasso (sei per aula) della Società 3F Filippi, dotati ognuno di quattro tubi fluorescenti induttivi da 18 W della  Osram, alimentati con reattori tradizionali elettromagnetici.

Il controllo del flusso luminoso è stato ottenuto nel seguente modo:

le aule dei tre piani superiori (n.15 per piano) sono state suddivise in gruppi di cinque. Ogni gruppo è alimentato da una linea monofase posta sotto il controllo di un regolatore elettronico (dimensioni 120x120x120 mm. ) da 5,8 kVA ( 25 A).

Ogni piano è, pertanto, servito da tre regolatori ognuno caricato con n. 30 apparecchi ( 4 x 18 W).

Lo stesso principio è stato adottato per le aule laboratorio del piano terra dove sono stati installati quattro regolatori da 5,8 kVA (25 A).

Il flusso luminoso dell'insieme delle aule viene pilotato da due fotocellule di lettura dei lux poste esternamente, una a nord ed una a sud dell’immobile.

In funzione della quantità della luce solare rilevata esternamente, le fotocellule inviano un segnale alle due unità di comando che controllano in parallelo rispettivamente i regolatori delle linee a nord e a sud dei gruppi di aule, i quali parzializzano il flusso luminoso delle lampade mantenendo invariato il livello di lux prefissato.

Nel complesso, le linee poste sotto il controllo dei regolatori Intelux sono sedici, per una potenza totale installata di 48 kW.

PROVA PRATICA DI COLLAUDO LINEA 36x(2x18W)

 

 


Apparecchi lampade:     36 apparecchi ad incasso 3F Filippi; lampade OSRAM (4x18 W)

Reattore:                         36-2001 (2x18 W)

Starter:                           ST.151 Osram

Regolatore:                    INTELUX 91.5k8.STD

Tensione:                       230 V (+/- 1 V)

 

LUCE

POWER*

I

(lampada)

U

 (OUT)

cos phi

%

Lux

W

%

A (RMS)

V (RMS)

 

100

800

1764

100

14,04

229

0,55

90

720

1548

88

11,88

220

0,59

80

640

1332

76

10,08

213

0,62

70

560

1152

65

8,64

206

0,65

60

480

1008

57

7,56

199

0,67

50

400

792

45

6,12

191

0,68

 

Power*.: Comprese le perdite nel regolatore

Risultati di misurazione valori elettrici

 

 

Le nove linee delle aule, caricate ognuna con 2.160 W, si comportano praticamente nella stessa maniera.

Al massimo della luminosità, la potenza assorbita è di 2.100 W; al minimo, di 900 W, con risparmio di energia del 57%.

 

La potenza assorbita dalle quattro linee dei laboratori varia, per ogni linea, da 2.700 W a piena potenza a 1.200 W con l'apporto di luce diurna. La rilevazione è stata fatta in una giornata soleggiata di Marzo. Il relativo risparmio risulta del 55%.

 

La potenze assorbite dalle linee della Biblioteca e della Presidenza/uffici variano, rispettivamente, da 1.700 W a 600 W, e da 1.400 W a 650 W.

 

In conclusione,  si è rilevato che il risparmio energetico massimo è dell’ordine del 55% e medio del 40%.

 

 

I dati riassuntivi del progetto

 

Potenza installata totale

26

KW

Ore lavoro annue

2500

H

Consumo senza Intelux

65000

KWh

Consumo con Intelux

39000

KWh

Risparmio percentuale annuo

40

%

Prezzo energia

200

Lit/KWh

Risparmio energetico annuo

5,2

Mil. Lit/anno

Risparmio gestionale annuo

1,8

Mil. Lit/anno

Risparmio totale annuo

7

Mil. Lit/anno

Costo totale investimento (installazione inclusa )

16

Mil. Lit

PAYBACK

2,3

Anni

Il controllo intelligente del flusso luminoso in uno stabilimento

 

DURPRESS (BRESCIA)

Un altro significativo esempio di applicazione di queste tecnologie ci è dato esaminando quanto è stato realizzato nell'impianto di illuminazione delta società DURPRESS SpA di Urago D'Oglio (BS), importante azienda specializzata nella pressofusione di particolari per apparecchi di illuminazione e tecnici.

 

Lo stabilimento è costituito da due capannoni indipendenti aventi rispettivamente dimensioni di 82x63 mt e 82x42 mt con una altezza di 12 mt. Tutte le aree sono servite da ampi lucernari longitudinali che consentono un notevole apporto di luce diurna anche nel periodo invernale. Per questo motivo, il progettista ha ritenuto utile proporre una soluzione progettuale, recepita dall'azienda, consistente nell'istallazione di un sistema di parzializzazione graduale del flusso luminoso in funzione della componente dì illuminazione naturale stagionale e giornaliera.

 

La potenza totale installata nei due capannoni, pressochè uguali, è di 70 kW,  per un totale di n. 260 apparecchi equipaggiati con lampade da 250 W suddivise su 20 linee dorsali trifasi. Ogni dorsale è stato dotato di tre regolatori di 5,8 kVA, uno per  fase con neutro in comune, comandati da due unità di comando, una per ogni capannone.

 

 

CARATTERISTICHE IMPIANTO DURPRESS

II controllo della luminosità delle due aree è assicurato da due fotocellule di lettura dell'illuminamento (in lux), poste all'interno, che confrontando la componente degli illuminamenti prodotti dalla luce naturale ed artificiale invia, in modo continuo, un segnale all'unità di comando che gestisce i regolatori per mantenere costanti, parzializzando il flusso della sorgente luminosa in funzione della luce diurna disponibile, i livelli di illuminamento richiesti durante le fasi dei tempi di lavoro.

 

Poiché  l’impianto lavora su due turni, e quindi anche nelle ore serali, per ottimizzare il risparmio energetico è stato installato anche un comando a quattro livelli prestabiliti (95%,65%,40%,25%) che consente la riduzione dei consumi anche nelle ore in cui non è necessario l'inserimento della complessiva potenza installata.

 

 

BENEFITS DEL SISTEMA

·         Tarare l'impianto al livello di illuminamento desiderato riducendo la potenza installata.

·         Parzializzare automaticamente il flusso luminoso dal 100% al 10% in funzione dell'apporto della luce diurna.

·         Scegliere il livello di illuminamento desiderato durante le ore notturne.

·          Stabilizzare la tensione alle lampade.

·         Compensare con continuità il naturale decadimento di flusso emesso dalle lampade.

·         Aumentare la durata media delle lampade al sodio

 

 

 

Risultati pratici

 

Le rilevazioni effettuate in uno dei capannoni durante le prove di collaudo, hanno dato i seguenti risultati:

 

l) Potenza complessiva installata e funzionante                                                              39 kW

2) Potenza media rilevata nelle ore meridiane durante una giornata nuvolosa                   21 kW

3) Potenza media rilevata nelle ore diurne di una giornata semi nuvolosa                         16 kW

4) Potenza media rilevata nelle ore anti meridiane di una giornata soleggiata                   11,6 kW

Conclusioni

 

Questi risultati permettono di stimare che, per questo impianto, il ritorno dell'investimento iniziale può essere ottenuto in meno di tre anni.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Intelux, la tecnologia

 

Il regolatore INTELUX impiega con successo la tecnica NCWI (Non-Critical Waveform Intersection), mantenendo invariato il valore della cresta, per controllare e ridurre gradualmente la corrente e quindi il flusso luminoso senza mai arrivare allo spegnimento della lampada, anche in presenza di improvvisi abbassamenti della tensione di linea.

 

Una scheda elettronica consente, inoltre, di stabilizzare all'uscita dei regolatori la tensione di linea, proteggendo ed aumentando la durata delle lampade.

 

Tutti i tipi di sorgenti luminose, dalle fluorescenti lineari e compatte a quelle a scarica in gas (sodio alta pressione, mercurio e ioduri metallici), possono essere parzializzati in maniera graduale dal 100% al 50%; per le sodio fino al 10%.

 

INTELUX richiede l'installazione di un regolatore elettronico, di potenza adeguata al carico, su ciascuna linea di lampade. Possono essere impiegati su linee monofasi oppure,  a gruppi di tre, su linee trifasi con neutro in comune.

 

Una fotocellula rileva il livello di illuminamento della zona interessata,  lo confronta con il valore programmato e, tramite una unità di comando, regola la potenza di alimentazione delle lampade.

 

 

 

 

 

 

 

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