Evoluzione nella misurazione dell’energia in azienda

Trasmissione dati e Internet delle Cose sono elementi di sviluppo per la misurazione della energia consumata dalle aziende. 

L’importanza dei sistemi di contabilizzazione dell’energia sta crescendo in modo considerevole, sia legata al consumo di energia elettrica ma soprattutto al consumo di energia termica (freddo e calore). La ragione di ciò risiede nella delicatezza della misura della energia termica, evidenziata dal suo legame con formalità di diversa natura (contratti di fornitura energia, certificazione ai fini fiscali o di incentivazione alla efficienza energetica); è quindi fonte di possibili contenziosi, trattandosi per di più di importi che spesso sono di grande entità.

Ma mentre per la contabilizzazione della energia elettrica i misuratori non presentano particolari criticità, diverso è il caso della contabilizzazione della energia termica. Il principio base in questo caso del calore è quello del bilancio termico, cioè la rilevazione della differenza tra il calore entrante ed uscente da un qualsivoglia sistema di scambio termico, ovvero la quantità di calore prelevata dagli utilizzatori. 

Rimandando alla letteratura tecnica specializzata per l’illustrazione dei principi di funzionamento, si può affermare che lo strumento di misura deve rilevare in modo diretto soltanto i seguenti parametri caratteristici del fluido vettore di energia (generalmente acqua):

– temperatura di mandata e ritorno all’impianto utilizzatore;

– volume di fluido transitato nel tempo considerato attraverso una sezione di condotta;

In base a queste rilevazioni è possibile elaborare il valore dell’energia termica totalizzandolo su un contabilizzatore ed esprimendolo in una unità di misura legalmente riconosciuta: “Joule” o “Watt per ora” (più diffuso il MWh).

Tutti i componenti del misuratore che potrebbero consentire una indebita alterazione della misurazione dell’energia termica ceduta debbono essere sigillabili.

Tutto ciò vale indifferentemente sia per la fornitura di fluidi caldi che per la fornitura di fluidi freddi. Il fatto che spesso i produttori suddividano i loro prodotti per gli utilizzi nei rispettivi campi non implica una differenza costruttiva, ma soltanto una differente impostazione del software di gestione dei dati.

Omologazione e taratura dei contabilizzatori di calore

Il misuratore di energia termica adempie, limitandoci al campo di utilizzo industriale al quale va indicativamente il 30% della produzione totale (il resto viene dedicato al settore civile), a diversi utilizzi, in funzione dei quali viene applicata la normativa vigente. Se l’impiego serve ad uso interno all’azienda (ad esempio per valutare la ripartizione dei consumi tra diversi reparti per attribuirne i costi) viene prescritta la conformità alla norma EN 1434. Ma se alla misurazione fa riscontro una transazione economica, come ad esempio la fornitura di energia termica al sistema produttivo da parte di una Utility della zona o connessioni tra due aziende, il misuratore deve essere omologato a fini fiscali. Altro caso che prevede la omologazione è quello della valutazione dei risparmi energetici legati a incentivazioni da parte dello Stato (caso dei certificati bianchi controllati da GSE, per il quali viene prescritto un Test Report da laboratorio su campione del lotto di produzione). In tutti questi casi è obbligatorio il rispetto della normativa MID (Measuring Instrument Device), ovvero la direttiva 2004/22/CE. Il campo di precisione viene suddiviso in tre classi : dalla 1, la più precisa, alla 3 la meno performante. In funzione delle classi, è permesso l’uso del misuratore di energia termica in specifici ambiti applicativi (per esempio per applicazioni residenziali è sufficiente la classe 3 ma per applicazioni commerciali e industriale leggere è necessaria almeno la classe 2). Pensiamo a titolo di esempio alla installazione di sistemi di cogenerazione industriali ed ai benefici energetici ad essi correlati.

Allo stato attuale la normativa Italiana prevede una ricalibrazione o la sostituzione del sistema di misura dopo un tempo che dipende dal sistema di misura stesso in funzione della taglia. Secondo la Legge vigente il contatore di energia va sostituito (o verificato da laboratorio metrico) ogni 6 anni (5 anni quello in sala caldaie con portata superiore a 3 metri cubi all’ora). Attualmente però nessun laboratorio in Italia è accreditato per la ricalibrazione dei contabilizzatori di calore. L’utente deve quindi, attraverso la casa costruttrice se estera, farsi ricalibrare lo strumento, operazione che sovente eguaglia il costo dell’acquisto di uno strumento nuovo.

Va osservato che la sostituzione della sola batteria non mantiene la certificazione MID, per mantenere la quale è necessario procedere alla sostituzione del contatore e della parte elettronica completi.

La trasmissione dati

Il tema della trasmissione dati costituisce, come comprensibile, l’elemento dove l’innovazione dei sistemi di misura dell’energia termica offrirà una accelerazione assai marcata nel prossimo futuro. Attualmente è diffuso in ambito industriale il sistema wireless M-Bus (walk-by, car-by ed AMR), ma si stanno affacciando sistemi che potranno semplificare la gestione della raccolta e trasmissione dati fruendo di reti gestite da provider. Parliamo dei nuovi sistemi LoRaWAN® e Internet delle cose. 

Acronimo di Long Range Wide Area Network, LoRaWAN è un protocollo di comunicazione bidirezionale di rete LPWAN (Low Power Wide Area Network), una tecnologia che abilita la realizzazione di reti interamente dedicate all’IoT (Internet of Things). Ormai diffusa in tutto il mondo , questa tecnologia è caratterizzata da un ampio raggio di copertura, una elevata insensibilità al “rumore” ed un bassissimo consumo energetico altre a consentire una lunghissima durata delle batterie dei dispositivi periferici (fino a 15 anni).

La tecnologia LoRaWAN consente una varietà di applicazioni IoT intelligenti volte a sollevare l’utente dalla gestione dei dati energetici effettuata con apparecchiature interne, come gateway ed eventuale posa cavi di segnale. I costruttori di contabilizzatori di calore e raffrescamento già offrono apparecchiature idonee per il sistema LoRaWAN.

Prospettive

La strumentazione di misura della energia termica, stante la sua importanza tecnica e contrattuale, deve quindi sottostare a normative che si fanno sempre più rigorose. L’affidabilità nella misurazione è divenuta al giorno d’oggi assai elevata, anche se talvolta vengono segnalati ancora problemi di installazione e messa a punto delle apparecchiature (in particolare del misuratore di portata). I sistemi di misura si prestano inoltre sempre di più ad essere integrati in reti informatiche anche di tipo “intelligente” ovvero in grado di effettuare analisi diagnostiche e predittive.

E’comunque da sottolineare il ruolo del committente della fornitura di un misuratore, che deve essere in grado di valutare il grado di precisione (strettamente legato al costo dello strumento), con le reali esigenze di utilizzo del medesimo.