Recupero di calore dalle acque reflue della lavanderia

Il recupero di calore delle acque reflue di lavanderia si riferisce alla cattura dell'energia termica negli effluenti caldi e contaminati prodotti durante il lavaggio e all'utilizzo di tale energia per preriscaldare l'acqua fresca o di processo prima che entri nel sistema di riscaldamento. In questo modo si riduce il combustibile (gas, olio, vapore) necessario per riscaldare l'acqua dolce.

In un contesto di lavanderia industriale, ciò significa che l'acqua di scarico delle lavatrici o dei tunnel (tipicamente ~25-50 °C) trasferisce il calore, attraverso uno scambiatore di calore specializzato, all'acqua fredda in entrata (~10-15 °C), aumentando significativamente la temperatura dell'acqua dolce prima che entri nella caldaia o nel riscaldatore.

Perché le lavanderie industriali consumano spesso volumi molto elevati di acqua calda e producono volumi altrettanto elevati di acque reflue calde, che spesso rimangono inutilizzate. Il recupero di questo calore "di scarto" consente di:

• Ridurre il consumo di combustibile per il riscaldamento dell'acqua (spesso fino al 50%).
• Ridurre i costi operativi.
• Migliorare la sostenibilità, ridurre le emissioni di CO₂ e migliorare il profilo energetico della struttura.
• Potenzialmente ridurre il tempo di ammortamento grazie ai grandi carichi e al funzionamento continuo tipico delle lavanderie B2B.

Le tecnologie tipicamente adatte includono:

• Scambiatori a piastre Pillow-Plate o a "film cadente" in acciaio inossidabile - ottimi per flussi contaminati o ad alto tasso di sporcizia, grazie al design aperto e all'elevata pulibilità.
• Scambiatori di calore a fascio tubiero e a disco - utilizzati in situazioni in cui le acque reflue sono moderatamente pulite o per il recupero secondario.
• In questo contesto, gli scambiatori acqua-acqua in controcorrente sono generalmente più efficienti di quelli a flusso parallelo.
  La scelta dipende dal livello di contaminazione, dalla capacità di manutenzione, dai differenziali di temperatura e dai vincoli di spazio.

I parametri importanti sono:

• Temperatura e portata delle acque reflue e temperatura dell'acqua dolce in entrata. Questi determinano il potenziale termico.
• Coefficiente di trasferimento del calore (ad esempio, valori fino a ~2000 W/m²K riportati nei sistemi specializzati Pillow-Plates) e superficie.
• Materiale di costruzione e progetto di sporcatura/pulizia: Per le lavanderie ad alto tasso di sporcizia, l'acciaio inossidabile e le superfici aperte accessibili sono utili.
• La portata minima o il caso di progetto (carichi peggiori) per garantire la robustezza del sistema.
• Integrazione nei sistemi idrici/termici esistenti: come verrà utilizzata l'acqua preriscaldata, temperature di ritorno, tubazioni, controlli, spazio.
• Requisiti di manutenzione: facilità di pulizia o lavaggio dello scambiatore durante il funzionamento.

Studi di caso e fonti industriali indicano:

• Fino al 50% di riduzione dell'energia di riscaldamento (combustibile o elettricità) per il riscaldamento dell'acqua nelle lavanderie.
• Ulteriori vantaggi: migliore efficienza di asciugatura perché la biancheria in entrata è più calda, quindi meno umidità residua nelle asciugatrici (con conseguente ulteriore riduzione di energia) in alcuni casi fino al 20% in più.
• Significative riduzioni di CO₂ e di emissioni, poiché viene bruciato meno combustibile fossile per il riscaldamento.
  Ricordate: le prestazioni effettive dipendono da fattori specifici del sito (temperature, flussi, incrostazioni, integrazione).

Sebbene il ritorno dell'investimento dipenda in larga misura dalle caratteristiche del sito, molte lavanderie industriali riportano ritorni dell'investimento nell'ordine di pochi anni, spesso da 2 a 5 anni. Costi del combustibile più elevati, grandi carichi costanti e tempi di inattività minimi favoriscono ritorni più brevi.

Fattori chiave che influiscono: costo del capitale (apparecchiature + installazione + integrazione), costo del combustibile e aumento, disponibilità di calore di scarto (flusso/temperatura), costi di manutenzione e affidabilità operativa.

Le sfide previste includono:

• Incrostazioni: Le acque di scarico della lavanderia contengono spesso lanugine, detersivi, oli e solidi fini, che possono ridurre il trasferimento di calore. La progettazione deve ridurre al minimo le incrostazioni e semplificare la pulizia.
• Carichi variabili: Le fluttuazioni del flusso o della temperatura delle acque reflue (ad esempio, i turni di lavoro) influiscono sull'efficienza. Il sistema deve essere progettato per i casi peggiori e per i carichi medi.
• Accesso e pulizia: Le apparecchiature devono essere accessibili per l'ispezione e la pulizia senza interrompere la produzione.
• Rischio di integrazione: Se il calore recuperato non può essere efficacemente assorbito o utilizzato a valle, l'energia viene sprecata.
• Durata dei materiali: La corrosione o l'erosione in effluenti di lavanderia aggressivi possono ridurre la durata delle apparecchiature se i materiali non sono scelti correttamente.

Sì, molti sistemi sono progettati per integrarsi nelle strutture esistenti. Considerazioni chiave:

• Spazio sufficiente per lo scambiatore e le tubazioni. Alcuni modelli sono compatti o montati a soffitto per adattarsi a spazi limitati.
• I sistemi idrici e termici esistenti devono essere valutati per accettare l'acqua preriscaldata (ad esempio, tubazioni, valvole, serbatoi tampone).
• Il percorso delle acque reflue e l'alimentazione dell'acqua dolce devono essere accessibili e, idealmente, avere un flusso e una temperatura costanti.
• Il rapporto costi-benefici deve essere esaminato con attenzione: a volte le lavanderie di piccole dimensioni con una bassa produttività possono non giustificare l'investimento.

Sì, tra cui:

• Legislazione: In alcuni Paesi, il recupero di calore delle acque reflue è definito come una forma di energia rinnovabile - questo può influenzare gli incentivi o la conformità.
• Trattamento delle acque reflue: Un abbassamento eccessivo della temperatura delle acque reflue può influire sul trattamento biologico a valle o sui limiti di scarico previsti dalla normativa.
• Igiene: Poiché le acque di scarico della lavanderia possono essere contaminate, lo scambiatore deve mantenere una separazione igienica dei flussi se l'acqua di processo viene riutilizzata a valle.
• Autorizzazioni e approvazioni dell'operatore: In alcune giurisdizioni, l'estrazione di calore dalle fognature o dagli effluenti industriali può richiedere permessi o autorizzazioni da parte dei gestori.

Una stima approssimativa prevede:

• Misurare o stimare il volume del flusso di acque reflue (m³/h o L/s) e la sua temperatura media (°C).
• Misurare il flusso di acqua dolce e la sua temperatura di ingresso.
• Calcolo dell'aumento di temperatura ottenibile sul lato dell'acqua dolce, considerando le prestazioni dello scambiatore e il differenziale di temperatura.
• Utilizzando la formula del calore specifico: per stimare l'energia termica (ad esempio, in kW o kWh).
• Tenendo conto delle perdite del sistema, delle incrostazioni, del funzionamento intermittente, dei tempi di inattività per la pulizia.
• Da ciò si può stimare il potenziale di compensazione del combustibile o dell'energia e tradurlo in ROI. La letteratura mostra un potenziale sostanziale: ad esempio, quando le acque reflue sono a ~40-50 °C e l'acqua dolce a ~10-15 °C, sono possibili guadagni sostanziali.

Per un caso commerciale pienamente affidabile, si raccomanda vivamente di effettuare un audit dettagliato del sito.

Campi di funzionamento tipici nelle applicazioni di lavanderia:

• Ingresso acqua di scarico: ~25-50 °C a seconda del ciclo di lavaggio, del tipo di macchina, delle fasi di prelavaggio.
• Ingresso acqua dolce/alimentazione: spesso ~10-15 °C, a seconda della temperatura dell'acqua di rete e della stagione.
• Uscita dell'acqua preriscaldata: I sistemi possono portare l'acqua dolce a ~20-45 °C prima che entri nel processo di riscaldamento primario.
  Al momento del dimensionamento, i progettisti devono considerare le temperature più basse (inverno peggiore) e i carichi più elevati (turno di punta).

Le incrostazioni (depositi, lanugine, oli, detergenti) riducono i coefficienti di trasferimento del calore, aumentano le perdite di carico e riducono l'efficienza. Secondo fonti industriali, se non gestite, le incrostazioni possono ridurre le prestazioni di diversi K di aumento della temperatura.

Strategie di mitigazione:

• Utilizzare uno scambiatore con una sezione trasversale del flusso più ampia, superfici accessibili o un canale aperto (in particolare il tipo Pillow Plate) per consentire la pulizia durante il funzionamento.
• Incorporare la pulizia periodica, il back-flushing, le griglie di filtraggio, i raccoglitori di lanugine a monte dello scambiatore.
• Sovradimensionare la superficie dello scambiatore per compensare l'accumulo di incrostazioni nel tempo.
• Monitorare le prestazioni (∆T, caduta di pressione, flussi) e programmare la manutenzione in modo proattivo.

Le buone pratiche comprendono:

• Ispezione regolare di incrostazioni/depositi e intervalli di pulizia.
• Monitoraggio dei parametri chiave: temperature di ingresso/uscita, portate, perdite di carico, prestazioni di trasferimento del calore (∆T e carico).
• Registrazione e monitoraggio dei risparmi energetici rispetto al valore di riferimento per verificare il ROI.
• Verifica della corrosione, dell'affaticamento meccanico, dell'integrità delle guarnizioni (se presenti).
• Assicurare che il sistema di controllo gestisca carichi variabili e protegga da eventi di congelamento, alta pressione o alta contaminazione.
• Assicurare la formazione dell'operatore, la disponibilità dei ricambi e la tenuta dei registri di manutenzione.

I modelli più diffusi sono diversi:

• Investimento diretto di capitale da parte del gestore della lavanderia, con risparmi che vanno interamente a suo favore.
• Modelli di contratto di servizio energetico (ESCO) o di appalto in cui un terzo installa e gestisce il sistema e la struttura paga per il calore fornito o per una parte dei risparmi.
• Disponibilità di sussidi, sovvenzioni o programmi di incentivazione per l'efficienza energetica o il recupero del calore di scarto, a seconda del Paese/regione.
• Modelli pay-for-performance, in cui i pagamenti sono legati a risparmi energetici verificati.
  La scelta del modello giusto dipende dal budget, dalla propensione al rischio, dall'infrastruttura esistente e dagli obiettivi energetici strategici.

Nella scelta di un fornitore o di un partner, cercate:

• Esperienza comprovata di installazioni in lavanderie o in applicazioni con acque reflue contaminate in modo simile.
• Esperienza nei materiali (ad esempio, acciaio inossidabile, resistenza alla corrosione) e nella progettazione di pulizia/accesso.
• Capacità di fornire una solida progettazione, un dimensionamento dettagliato, una modellazione idraulica/termica e un chiaro calcolo del ROI.
• Assistenza, supporto alla manutenzione, garanzie di prestazioni e strategia per i pezzi di ricambio.
• Flessibilità nella progettazione (vincoli di spazio personalizzati, soluzioni modulari) e capacità di integrazione nei sistemi esistenti.

Domande da porre:

• Qual è l'efficienza di recupero del calore prevista e le prestazioni in casi reali?
• Come avviene la pulizia e la manutenzione del sistema? Quali tempi di inattività sono necessari?
• Qual è il tempo di ritorno dell'investimento e quali sono le ipotesi su cui si basa?
• Come funzionerà l'integrazione con il sistema di alimentazione e riscaldamento ad acqua dolce?
• Cosa succede se i carichi o i flussi cambiano in futuro? Il sistema è scalabile?
• Potete fornire referenze di installazioni di lavanderie simili?
  Un partner forte aggiunge chiarezza tecnica, riduce i rischi e garantisce che l'investimento produca un valore reale.