Le caldaie elettriche per il teleriscaldamento Ancora in voga

Dec 27, 2023

A causa della minaccia del riscaldamento globale e degli impegni internazionali legati all’Accordo di Parigi sui cambiamenti climatici, i comuni e le regioni che utilizzano il teleriscaldamento in Europa e Nord America hanno il compito di ridurre significativamente la propria impronta ambientale in tempi record. Con il teleriscaldamento, le città o le grandi aree ricevono generalmente calore e acqua calda, distribuiti agli edifici commerciali, residenziali o pubblici con maggiori economie di scala rispetto ai sistemi di riscaldamento individuali.

In risposta, l’anno scorso l’Unione Europea (UE) di 27 nazioni ha deciso di ridurre le emissioni di gas serra del 55% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990. Secondo un recente rapporto che monitora il settore energetico dell’UE dal 2015, lo scorso anno le energie rinnovabili hanno superato i combustibili fossili (dal 38% al 37%), indicando che i comuni che fanno affidamento sul teleriscaldamento si stanno già allontanando da apparecchiature spesso inefficienti e obsolete che producono carbonio in eccesso. emissioni.

Anche gli Stati Uniti, che hanno recentemente aderito all’Accordo di Parigi, hanno fissato obiettivi per le imprese americane per realizzare un settore energetico privo di inquinamento da carbonio entro il 2035 e un’economia a zero emissioni entro il 2050.

Sebbene nell'ultimo secolo l'interesse delle regioni all'utilizzo del teleriscaldamento per le caldaie elettriche abbia avuto alti e bassi, all'improvviso è tornato di moda. Che si tratti di onorare gli obiettivi ESG (Environmental Social and Governance), rispettare gli impegni normativi o sfruttare crediti e incentivi statali, un numero crescente di comuni sta installando nuove o aggiornando caldaie a elettrodi ad alta tensione che sono compatte, economiche e non producono emissioni .

Ciò è, in parte, dovuto ai progressi tecnologici nella progettazione delle caldaie elettriche che ne aumentano la potenza. Se utilizzate per il teleriscaldamento, le alternative alimentate dall’elettricità costituiranno sicuramente un pezzo fondamentale del puzzle per raggiungere i futuri obiettivi di riduzione delle emissioni.

Con il teleriscaldamento, oltre ai famigerati gas serra anidride carbonica (CO2) e metano (CH4), le caldaie e i forni alimentati a gas naturale emettono pericolosi ossidi di azoto (NOx), monossido di carbonio (CO) e protossido di azoto (N2O). come composti organici volatili (COV), anidride solforosa (SO2) e particolato (PM).

Tuttavia, molti ingegneri che hanno familiarità con le caldaie a gas credono erroneamente che le caldaie elettriche non possano eguagliare la potenza delle tradizionali unità a combustibile fossile. A causa dei notevoli progressi nella tecnologia delle caldaie elettriche, questo è tutt’altro che vero. Oggi, tale tecnologia può eguagliare la capacità di grandi caldaie a gas o a petrolio.

Le caldaie elettriche utilizzano le proprietà conduttive e resistive dell'acqua per trasportare corrente elettrica e generare vapore. Una corrente alternata scorre da un elettrodo di una fase a terra utilizzando l'acqua come conduttore. Poiché le sostanze chimiche presenti nell'acqua forniscono conduttività, il flusso di corrente genera calore direttamente nell'acqua stessa. Maggiore è la quantità di corrente (Ampere) che circola, maggiore sarà il calore generato (BTU) e maggiore sarà la produzione di vapore. Fondamentalmente, quasi il 100% dell'energia elettrica viene convertita in calore senza perdite di camino o di trasferimento di calore.

Ad esempio, gli elettrodi della caldaia a vapore con elettrodi ad alta tensione CEJS di Acme sono montati verticalmente attorno all'interno del recipiente a pressione. Ciò consente all'unità di produrre la massima quantità di vapore in una quantità minima di spazio, con una capacità della caldaia da 6 MW a 52 MW.

La caldaia funziona alle tensioni di distribuzione esistenti, da 4,16 a 25 KV con un'efficienza fino al 99,9%, e può produrre fino a 170.000 libbre di vapore all'ora. Con valori di pressione compresi tra 105 psig e 500 psig, le caldaie sono progettate secondo ASME Sezione 1 e sono recipienti a pressione certificati e registrati nel luogo in cui si trova la caldaia.

Secondo Presser la tecnologia delle caldaie elettriche viene utilizzata per il teleriscaldamento residenziale e commerciale, la cui domanda è in aumento soprattutto nei centri urbani. Con il teleriscaldamento, il calore distribuito viene generato in una posizione centrale attraverso un sistema di tubazioni isolate e utilizzato per il riscaldamento degli ambienti e dell'acqua ad alta efficienza e a basso inquinamento. Per le applicazioni di riscaldamento centralizzato, la tecnologia del boiler elettrico fornisce silenziosamente ampia potenza nonostante le sue dimensioni compatte. Questo approccio è attualmente allo studio per installare diverse caldaie a vapore da 50 MW nel centro di Manhattan.