ITVE20100040A1 - Sistema di recupero di energia termica - Google Patents

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ITVE20100040A1
ITVE20100040A1 IT000040A ITVE20100040A ITVE20100040A1 IT VE20100040 A1 ITVE20100040 A1 IT VE20100040A1 IT 000040 A IT000040 A IT 000040A IT VE20100040 A ITVE20100040 A IT VE20100040A IT VE20100040 A1 ITVE20100040 A1 IT VE20100040A1
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IT
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cooling
circuit
energy
energy recovery
existing
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IT000040A
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Silvano Carlisi
Cesare Massarutto
Marco Piutti
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Tecnoil Srl
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Description

SISTEMA DI RECUPERO DI ENERGIA TERMICA
Descrizione
Il presente trovato riguarda l'ambito dei sistemi per il recupero energia e più specificatamente un sistema di recupero energia termica particolarmente da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi in un forno ad arco (EAF) per la produzione di energia elettrica. Il concetto inventivo è tuttavia applicabile ovunque vi siano processi industriali che implicano l'emissione in atmosfera di gas caldi, come nell'industria del cemento o dei laterizi, negli stabilimenti industriali per la produzione e trasformazione di vetro in lastre o soffiato, nei forni per la produzione di ceramica, klinker o materiali simili.
Durante il processo di fusione nel forno elettrico per la produzione di acciaio, una parte importante dell’energia elettrica immessa, dell'energia chimica data dalle combustioni con carbone, gas, ossigeno nonché proveniente da reazioni esotermiche di processo, viene persa.
Parte di questa energia viene espulsa con la scoria (eliminata ad elevate temperature), una seconda parte viene persa per irraggiamento ed una terza è infine persa con i fumi. Della parte persa per irraggiamento, solo una frazione limitata di energia viene recuperata in ambito siderurgico tramite opportuni dispositivi di captazione del calore radiante noti allo stato dell'arte.
In particolare, per la parte afferente al presente trovato, il forno nel suo complesso è costituito dai sseguenti elementi: un tino inferiore rivestito di materiale refrattario contenente il bagno fuso; da un tino superiore raffreddato esternamente con acqua contenente il rottame durante la carica; una volta raffreddata con acqua che chiude la parte superiore del tino; un tratto di condotta raffreddata ad acqua ed un tratto di condotta non raffreddata con il compito di convogliare i fumi caldi prodotti al relativo impianto di trattamento; un cooier esterno raffreddato ad aria in grado di abbassare la temperatura dei fumi per il successivo invio al filtro e quindi al camino.
Il tino superiore, la volta, il condotto fumi raffreddato ed il cooier asportano una consistente parte dell’intera energia fornita al forno. La quota parte di energia legata ai fumi viene generalmente emessa in atmosfera, (previa filtrazione e raffreddamento per miscelazione e/o quenching).
Le relativamente grandi quantità di energia sopra menzionate, oltre a non essere attualmente recuperate, richiedono costi addizionali legati alla necessità di riportare i parametri dei fumi o dei fluidi raffreddanti a valori idonei per l’emissione in atmosfera o rispettivamente al riutilizzo nei circuiti degli impianti.
Nel forno fusorio per la produzione di acciaio, l’acqua di raffreddamento per i pannelli del tino, per i pannelli della volta, per la condotta dei fumi, asportano una quantità notevole di calore.
Il tradizionale circuito di raffreddamento e aspirazione, come esemplificato nella Figura 1 , consiste in vasche di raccolta acqua, pompe di mandata, tubazioni di mandata agli impianti di raffreddamento, tubazioni di ritorno, filtri, torri evaporative per la dissipazione del calore assorbito. Il circuito è dimensionato per avere approssimativamente temperature dell’acqua di mandata, che variano normalmente tra 25° - 40°C, e quelle di ritorno superiori di circa 15 -20°C. Queste temperature non permettono recuperi energetici significativi, se non a livello locale mediante sistemi di teleriscaldamento che, come ben noto, devono soddisfare vincoli geomorfologici piuttosto ristretti (distanza utilizzi, difficoltà legate all'orografia del terreno ecc..).
Temperature più elevate nel circuito di raffreddamento, normalmente non sono compatibili con i sistemi comunemente impiegati per la dissipazione del calore (es. torri evaporative).
Compito principale del presente trovato è quello di realizzare un sistema dì recupero di energia termica da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi applicabile in tutti i processi industriali che implicano l'emissione di gas caldi in atmosfera, particolarmente da forni ad arco (EAF) in ambito siderurgico.
Ancora, nell’ambito del compito principale sopra esposto, un ulteriore importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema in grado di recuperare energia termica da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente in forni ad arco, e di trasformarne una parte in energia elettrica.
Ulteriormente, nell'ambito del compito principale sopra esposto, un importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica in grado di recuperare parte dell’energia ceduta all’acqua di raffreddamento inserendo nel circuito tradizionale un apposito impianto basato su una macchina a fluidi organici operante un ciclo termodinamico di Rankine, adatta per impieghi con acqua a bassa temperatura.
NeH’ambito del compito principale sopra esposto, un ulteriore importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica capace di recuperare parte dell'entalpia contenuta nei fumi inserendo a valle del condotto raffreddato di aspirazione fumi un opportuno circuito basato su un’ulteriore macchina a fluidi organici a ciclo Rankine.
Un ulteriore importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica applicabile ovunque vi siano processi industriali che implicano l'emissione di gas caldi in atmosfera senza che l'applicazione del sistema di recupero richieda modifiche alla configurazione tradizionale degli impianti di raffreddamento e aspirazione fumi esistenti nonché ai processo industriale medesimo. Ancora, un ulteriore importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica che in caso di emergenza, o di malfunzionamento, permetta all'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi di funzionare nella sua configurazione tradizionale esistente.
Non ultimo scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente in forni ad arco (EAF), per la produzione di energia elettrica in grado di essere prodotto con tecnologie note.
Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente da forni ad arco (EAF), ideato per la produzione di energia elettrica e caratterizzato dal fatto di recuperare parte dell’energia ceduta all’acqua di raffreddamento attraverso l’inserimento nel circuito di raffreddamento esistente di un particolare circuito idraulico in grado di incrementare la temperatura dell’acqua di raffreddamento a circa 100°C, allo scopo di migliorare il rendimento del sistema di recupero al quale è applicato.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato, come pure i metodi di utilizzo, le funzioni esplicate dai diversi elementi che compongono lo stesso trovato e le modalità di funzionamento dell'intero sistema, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di quattro sue forme di esecuzione preferite ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo nelle unite tavole di disegni, in cui:
la figura 1 rappresenta uno schema dì un impianto tradizionale di raffreddamento e aspirazione fumi noto allo stato dell'arte applicato ad un tipico impianto di aspirazione fumi da un forno elettrico;
la figura 2 rappresenta uno schema esemplificativo del sistema di recupero energia per la produzione di energia elettrica secondo il trovato in una sua prima forma realizzati va ovvero applicato ad un tipico impianto di raffreddamento e aspirazione fumi;
la figura 3 rappresenta di uno schema esemplificativo del sistema di recupero energia per la produzione di energia elettrica secondo il trovato nella sua seconda forma realizzativa. ovvero comprendente uno scambiatore dedicato per un ulteriore recupero di energia dall'entalpia residua dei fumi;
la figura 4 rappresenta di uno schema esemplificativo del sistema di recupero energia per la produzione di energia elettrica secondo il trovato nella sua terza forma realizzativa. nel quale il recupero di entalpia dei fumi avviene per mezzo di un opportuno prolungamento delle condotte raffreddate (WCD);
la figura 5 uno schema esemplificativo del sistema di recupero energia per la produzione di energia elettrica secondo il trovato nella sua quarta forma realizzativa. co-alimentato da impianti geotermici o collettori solari.
Con riferimento alle figure precedentemente citate, viene indicato complessivamente con il numero (1) un sistema secondo il presente trovato, nella sua prima forma realizzativa, ideato per il recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente da forni ad arco (EAF), nel quale l'energia recuperata da detto sistema è preferibilmente convertita in energia elettrica.
In particolare, il funzionamento del trovato in oggetto, secondo la prima forma realizzativa viene di seguito descritto attraverso l'utilizzo dello schema di funzionamento riportato in figura 2 e nel riquadro di dettaglio indicato con la lettera “X”.
In tale prima forma realizzativa del presente trovato, da intendersi esemplificativa e non limitativa del medesimo, tale sistema di recupero energia comprende due circuiti ottenuti suddividendo il circuito di raffreddamento esistente (10) dell'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi, in modo da realizzare due circuiti distinti (11) e (12) tra i quali lavora una prima pluralità di macchine termiche (13), preferibilmente in batteria numerate per comodità da 1 a n. Tale suddivisione o sezionamento del circuito di raffreddamento può essere ottenuto, ad esempio, mediante l'applicazione di stacchi flangiati direttamente sul circuito di raffreddamento esistente e di una serie di valvole di intercettazione e controllo del flusso, secondo tecniche note allo stato deH’arte. Il primo circuito (11), chiuso, funge da sorgente ad alta temperatura che opera fra i componenti raffreddati (110) e l'evaporatore (111) di una opportuna macchina termica ORC (130) appartenente a detta pluralità (13). Detto primo circuito (11) opera in un intervallo di temperature preferibilmente comprese tra 80-1 00°C. Il secondo circuito (12) funge da sorgente a bassa temperatura, operante fra l'elemento o impianto raffreddante (120), ad esempio le vasche delle torri evaporative, ed il condensatore (123) della macchina ORC (130) appartenente a detta pluralità (13), lavorando in un intervallo di temperature compreso, preferibilmente, tra 35°C e 45°C. La macchina termica ORC (130) della pluralità (13), compiendo cicli termodinamici tra due sorgenti di calore a temperature sufficientemente diverse, permette di ottenere lavoro utile trasformabile direttamente in altre forme di energia, preferibilmente in energia elettrica. Tale ciclo termodinamico è ad esempio un ciclo Rankine a fluido organico (Organic Rankine Cycle). Tale fluido può essere preferibilmente della famiglia R 245 F, od una qualunque miscela di fluidi basso-bollente noti allo stato.
In tale prima forma realizzativa del presente trovato, da intendersi esemplificativa e non limitativa del medesimo, detto circuito (11) il cui fluido, preferibilmente acqua addittivata, circola a temperatura relativamente alta, è azionato autonomamente da un sistema di pompe (112) che permette la circolazione dai condotti di raffreddamento, con temperatura media dell'acqua preferibilmente a circa 95<o>-100°C, alla pluralità di macchine ORC (13), ove l'acqua stessa cede calore abbassando la sua temperatura di circa 15°C e determina l’evaporazione del fluido organico che consente la produzione di energia elettrica. Una serie di valvole di intercettazione (113) e controllo (114) del flusso consentono il corretto inserimento e sezionamento del circuito di recupero calore. Il circuito a bassa temperatura, costituente la sorgente fredda (12), alla quale viene scambiato il calore di condensazione del fluido organico, è composto da una pluralità di condensatori (123) e da un elemento raffreddante, preferibilmente un impianto a torri evaporative. In tale impianto è quindi possibile recuperare parte dell'energia termica contenuta nell'acqua attraverso il raffreddamento degli elementi (100) quali il tino (101), la volta (102), il gomito del IV foro (103), la sacca polveri o “settling chamber” (104), il condotto raffreddato (105) o Water Cooling Duct (WCD).
Il trovato cosi descritto consente di giungere alla soluzione proposta nella Figura 2 attraverso lo sdoppiamento dei circuiti. Il sistema di recupero energia secondo la prima forma realizzativa del presente trovato è in grado di generare una significativa differenza di temperatura fra sorgente calda (11) e fredda (12) della pluralità di macchine ORC (130), dell’ordine di 60-70°C, del tutto sufficienti ad ottenere energia elettrica da fluidi a bassa temperatura, cosa non possibile con i salti di temperatura con cui si opera in un sistema di raffreddamento tradizionale per esempio a torri evaporative, privo del sistema di recupero energia secondo il presente trovato. Nella pratica, in tale prima forma realizzativa del presente trovato, da intendersi esemplificativa e non limitativa del medesimo, il circuito chiuso dedicato così ottenuto è in grado di elevare, per mezzo di un ricircolo del fluido raffreddante, preferibilmente acqua, in un periodo transitorio iniziale, la temperatura media dell'acqua di raffreddamento negli elementi (101), (102), (103), (104), (105) di circa 60°C, in modo da ottenere una sorgente calda idonea al funzionamento di un ciclo binario basato sulla pluralità di macchine ORC (13). Ai fumi, quindi, viene sottratta la medesima quantità di calore attraverso il fluido di raffreddamento che opera, in questo caso, ad una temperatura media più elevata.
Inoltre, il riutilizzo del circuito originario per raffreddare non più direttamente gli elementi (101), (102), (103), (104), (105) le condotte ma i condensatori (123) della pluralità di espansori ORC (130) permette di conseguire un minor carico di lavoro (e conseguente risparmio energetico) per l'impianto di raffreddamento originale dal momento che una parte dell'energia asportata attraverso l’acqua di raffreddamento viene convertita in energia elettrica grazie alla pluralità di macchine ORC (13).
Il sistema di recupero energia secondo il presente trovato sfrutta i condotti di raffreddamento già esistenti sull'impianto, riducendo notevolmente l'Impatto economico del sistema di recupero energetico, e può essere applicato non solo a diverse tipologie di impianti di raffreddamento e aspirazione fumi normalmente esistenti in forni ad arco (EAF), ma anche ovunque vi siano processi industriali che implicano l’emissione in atmosfera di gas caldi, come nell'industria del cemento o dei laterizi, negli stabilimenti industriali per la produzione e trasformazione di vetro in lastre o soffiato, nei forni per la produzione di ceramica, klinker o materiali simili. Ad esempio, l'esperto nel ramo della tecnica potrà applicare l'insegnamento dischiuso nel presente trovato al recupero in ambito siderurgico di energia termica dalla cosiddetta "colata continua".
In caso di emergenza, malfunzionamento o durante la manutenzione, una semplice intercettazione ed esclusione dei circuiti atti a far funzionare la pluralità di macchine ORC consente l'utilizzo dell'impianto di raffreddamento nella configurazione originale (Figura 1) ovvero in assenza del sistema di recupero energetico secondo il presente trovato.
Il sistema di recupero energia secondo il presente trovato consente di aumentare la vita dei condotti raffreddati realizzati in pannelli tubolari in acciaio in quanto si riduce la formazione di condense sulla superficie esterna dei pannelli stessi, per effetto della temperatura media più elevata: questo vantaggio è stato riscontrato sperimentalmente. Inoltre viene sottratto meno calore al forno in quanto si opera con un ridotto salto tra le temperature media del forno e media dei pannelli. Il processo quindi risulta più razionale oltre che efficiente.
In una seconda forma realizzativa del sistema secondo il trovato, adatto al recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente in forni ad arco (EAF), si impiega, rispetto a quanto descritto nella prima forma realizzativa, uno scambiatore dedicato in grado di effettuare un secondo recupero e trasformazione in energia elettrica di calore connesso all’entalpia residua dei fumi. Detto sistema è rappresentato in figura 3 e ivi indicato con il numero (2). Tale secondo recupero di calore è attuato mediante l'installazione a valle del condotto raffreddato (WCD) (23) di uno scambiatore funzionante ad acqua, acqua surriscaldata o alternativamente ad olio diatermico, che permette l'installazione di una seconda pluralità di macchine termiche ORC (21) in cascata finalizzata ad un ulteriore recupero di energia termica.
In modo simile alla prima forma realizzativa viene costruito un circuito chiuso dedicato, funzionante da sorgente calda per detta seconda pluralità di macchine ORC (21), ed un circuito funzionante da sorgente fredda con un sistema di raffreddamento autonomo od allacciato all’impianto trattamento acque esistente. Il trovato cosi descritto consente un utilizzo più razionale dell’entalpia dell’acqua di raffreddamento che nei forni EAF viene attualmente dispersa nell'impianto trattamento acque per mezzo delle torri evaporative. Inoltre l'esperto nel ramo della tecnica comprende come detta seconda forma realizzativa del sistema secondo il trovato possa essere ulteriormente estesa applicando detta seconda pluralità di macchine ORC (21) a tutto il sistema di aspirazione fumi in modo da conseguire un recupero, in linea teorica, sulla totale entalpia dei fumi e sulla totale entalpia dell'acqua di raffreddamento (recupero che sarà ovviamente commisurato all’efficienza dei cicli ORC). Con riferimento alla Figura 6, è infatti possibile suddividere idealmente rimpianto di aspirazione fumi in tre zone di alta, media, bassa temperatura e applicare razionalmente tre (o più) impianti di recupero basati su ORC, ad esempio secondo il seguente criterio: nella zona a bassa temperatura è possibile impiegare impianti ORC (210) ad olio diatermico in quanto la temperatura dei fumi è sufficientemente bassa per abbattere le probabilità di incendi, inoltre la captazione del calore risulta fisicamente distante dal cuore deirimpianto siderurgico. Nella zona a media ed alta temperatura si può pensare di utilizzare impianti ORC (210) ad acqua e, rispettivamente, ad acqua surriscaldata.
In una terza forma realizzativa del sistema secondo il trovato, rappresentato in figura 4 e ivi indicato con il numero (3), il secondo recupero di calore connesso all’entalpia residua dei fumi è realizzato, a differenza della seconda forma realizzativa, mediante un prolungamento opportuno delle condotte raffreddate (WCD) (30), contrariamente alla prassi in uso nello stato della tecnica che prevede WCD di lunghezza limitata, come risultato di un'analisi benefici-costi sull’impianto di raffreddamento fumi. Infine nella quarta forma realizzativa del sistema secondo il trovato, adatto al recupero di energia da Impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente in forni ad arco (EAF), detto sistema rappresentato in figura 5 e ivi indicato con il numero (4), il sistema di recupero di energia opera mediante alimentazione geotermica (40) o collettori solari (41) in sostituzione od integrazione, possibile sla sul lato mandata che sul lato ritorno, del circuito di raffreddamento degli elementi (101), (102), (103), (104), (105) formante il circuito ad alta temperatura secondo la prima forma realizzativa. A titolo esemplificativo, è possibile dimostrare come il sistema di recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, secondo il presente trovato, consente di trasformare in energia elettrica una frazione di energia altrimenti persa che per un moderno forno ad arco (EAF) vale circa il 6-7% dell’ energia elettrica consumata, ipotizzando un efficienza media annua del sistema ORC pari al 10% ed un consumo di energia elettrica specifico 320 kWh/ton. Il risultato ottenibile, dedotto da ipotesi sufficientemente conservative, si ritiene significativo, riguardando consumi di scala e tenendo conto che il consumo di energia elettrica specifico (kWh/ton) tende via via a diminuire per la continua evoluzione tecnologica elevando in tal modo la percentuale di recupero riferita alia stessa.
Si è in pratica constatato come il trovato cosi descritto porti a soluzione il compito e gli scopi preposti. In particolare con il presente trovato si è realizzato un sistema per il recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, particolarmente da forni ad arco (EAF), il quale, grazie alla suddivisione del circuito di raffreddamento deH’impianto di raffreddamento e aspirazione fumi esistente, è capace di assicurare un salto termico sufficiente aH’efficiente funzionamento di una pluralità di macchine termiche, preferibilmente funzionanti a ciclo Rankine a fluido organico (Organic Rankine Cycle), le quali possono essere impiegate per la produzione diretta di energia elettrica.
Ancora, con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione diretta di energia elettrica capace di recuperare parte dell’entalpia contenuta nei fumi grazie all'inserimento a valle del condotto raffreddato di emissione fumi di uno scambiatore opportuno che permette una ulteriore installazione di una seconda pluralità di macchine termiche a ciclo Rankine, anch’essa in grado di produrre energia elettrica.
Ulteriormente con il trovato si è messo a punto un sistema di recupero di energia che può essere applicato agli impianti di raffreddamento e aspirazione fumi esistenti in qualsivoglia processo industriale che implica remissione di gas caldi in atmosfera, in quanto le forme realizzative qui esemplificate, sono, come già detto, da considerarsi esemplificative e non limitative del trovato.
Ancora, con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero di energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica applicabile ovunque vi siano processi industriali che implicano l'emissione di gas caldi in atmosfera senza che l'applicazione del sistema richieda modifiche alla configurazione tradizionale degli impianti di raffreddamento e aspirazione fumi esistenti.
Ulteriormente con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica che in caso di emergenza, di manutenzione o di malfunzionamento permetta all'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi di funzionare nella sua configurazione tradizionale esistente.
Ulteriormente con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero energia che consente di aumentare la vita dei condotti raffreddati realizzati in pannelli tubolari in acciaio in quanto riduce la formazione di condense sulla superficie esterna dei pannelli stessi per effetto della temperatura media più elevata.
Non ultimo, con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero energia più razionale ed efficiente in quanto sottrae meno calore al forno grazie al ridotto salto tra le temperature media del forno e media dei pannelli.
Infine con il presente trovato si è realizzato un sistema di recupero energia da impianti di raffreddamento e aspirazione fumi per la produzione di energia elettrica attuabile con macchine termiche e tecnologie note ed affidabili.
Il trovato cosi concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, il tipo di ciclo termodinamico adottato, il numero e la taglia delle macchine termiche ORC impiegate, il tipo di fluido organico basso bollente, le dimensioni, le taglie, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica, purché compatibili con l'uso specifico. Ove le caratteristiche e le tecniche menzionate in qualsiasi rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati apposti al solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni e di conseguenza tali segni di riferimento non hanno alcun effetto limitante sull'interpretazione di ciascun elemento identificato a titolo di esempio da tali segni di riferimento.

Claims (14)

  1. Rivendicazioni. 1) Sistema per il recupero di energia da impianti di raffreddamento fumi (1), e la successiva conversione in altra forma di energia, preferibilmente nella forma di energia elettrica, caratterizzato dal fatto di comprendere: una prima pluralità (13) di macchine termiche (130) in grado di generare lavoro utile compiendo cicli termodinamici tra due sorgenti di calore a temperature sufficientemente diverse; un circuito (11) ottenuto suddividendo il circuito di raffreddamento (10) dell'impianto di raffreddamento fumi (10) esistente, detto circuito (11) essendo progettato per elevare la temperatura media del fluido di raffreddamento nei componenti raffreddati (110) per mezzo di un ricircolo di detto fluido, preferibilmente acqua, in un periodo transitorio iniziale, in modo da ottenere una sorgente ad alta temperatura idonea al funzionamento di un ciclo binario tra detto circuito (11) e l’evaporatore (111) di un'opportuna macchina termica ORC (130) appartenente a detta pluralità (13); una sorgente a bassa temperatura nella forma di un circuito (12), che opera tra gli elementi raffreddanti (120) dell'impianto trattamento acqua ed il condensatore (123) di un’opportuna macchina (130) appartenente a detta pluralità (13), detto circuito (12) essendo ottenuto suddividendo il circuito di raffreddamento (10) esistente deirimpianto di raffreddamento fumi d); una serie di valvole di intercettazione (113) e controllo (114) del flusso di detto fluido raffreddante all'interno dei circuiti (11) e (12) che tramite un sistema di pompe (112), azionate in modo manuale o automatico, consentono il corretto sezionamento di detto circuito di raffreddamento (10) esistente e l'inserimento di detti circuiti (11) e (12) di recupero calore e permettono l'esclusione del flusso di raffreddamento in caso di avaria o altra necessità, riportando l'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi (10) esistente, nella configurazione tradizionale ovvero senza la presenza del sistema di recupero calore (1).
  2. 2) Sistema per il recupero di energia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti impianti di raffreddamento e aspirazione fumi, sono asserviti a forni ad arco (EAF), oppure ad impianti di raffreddamento della colata continua, oppure ad impianti che comportino l'emissione di fumi caldi o comunque di calore.
  3. 3) Sistema per il recupero di energia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta sorgente ad alta temperatura (11), si presenta nella forma di un circuito chiuso o semiaperto ed opera in un intervallo di temperature preferibilmente compreso tra 80-100°C.
  4. 4) Sistema per il recupero di energia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta sorgente fredda (12) si presenta nella forma di un circuito chiuso o semiaperto (100) ed opera in un intervallo di temperature preferibilmente compreso tra 35°C e 45“C.
  5. 5) Sistema per il recupero di energia secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti elementi raffreddanti (120) comprendono prefenbilmente un impianto a torri evaporative, una pluralità di scambiatori di calore, un corso d’acqua ovvero il generico impianto di raffreddamento originariamente esistente nell'impianto trattamento acqua in assenza di detto sistema di recupero energia (1).
  6. 6) Sistema per il recupero di energia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di attuare un secondo recupero di calore connesso all'entalpia residua dei fumi, mediante l'installazione a valle degli elementi raffreddati (100) di un ulteriore circuito chiuso dedicato (20), funzionante da sorgente calda per una seconda pluralità di macchine termiche (21), ed un circuito funzionante da sorgente fredda (22) preferibilmente dotato di un sistema di raffreddamento autonomo od allacciato all'impianto trattamento acque esistente.
  7. 7) Sistema per il recupero di energia secondo le rivendicazione recedente caratterizzato dal fatto che detto circuito chiuso dedicato (20) e detta seconda pluralità (21) di macchine termiche si estendono a tutto il sistema di raffreddamento fumi (10) esistente in modo da conseguire un recupero sulla totale entalpia dei fumi e sulla totale entalpia dell’acqua di raffreddamento mediante una pluralità di scambiatori termici preferibilmente funzionanti ad acqua, acqua surriscaldata o alternativamente ad olio diatermico.
  8. 8) Sistema per il recupero di energia (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fato che il secondo recupero di calore connesso all'entalpia residua dei fumi è realizzato mediante un prolungamento opportuno delle condotte raffreddate (WCD) (30).
  9. 9) Sistema per il recupero di energia (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere sistemi geotermici (40) o collettori solari (41), in sostituzione o ad integrazione del circuito di raffreddamento degli elementi raffreddati (110) formante il circuito ad alta temperatura (11 ).
  10. 10) Sistema per il recupero di energia secondo le rivendicazioni 1 o 6 o 7 caratterizzato dal fatto che dette macchine termiche sono preferibilmente basate su un ciclo termodinamico di Rankine funzionante mediante un fluido organico basso-bollente (Organic Rankine Cycle).
  11. 11) Sistema per il recupero di energia secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto fluido organico appartiene preferibilmente alla famiglia R 245 F o contiene una qualunque miscela di fluidi basso-bollente noti allo stato della tecnica.
  12. 12) Sistema per il recupero di energia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di recuperare una frazione dell'energia termica contenuta nell'acqua o nel vapore di raffreddamento attraverso l'asportazione del calore di condensazione del fluido organico dagli elementi raffreddati (100) senza richiedere modifiche alla configurazione tradizionale degli impianti di raffreddamento e aspirazione fumi esistenti nonché al processo industriale medesimo.
  13. 13) Sistema per il recupero di energia secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di sfruttare gli impianti di raffreddamento e aspirazione fumi (10) già esistenti, preferibilmente asserviti a forni ad arco (EAF), in modo da raffreddare gli elementi appartenenti a detto circuito di raffreddamento esistente (10) non più diretamente ma attraverso i condensatori di macchine termiche appartenenti a dette prima pluralità (13) o seconda pluralità (21).
  14. 14) Procedimento per il recupero di energia da impianti di raffreddamento fumi, e particolarmente in forni ad arco (EAF), comprendenti le fasi di: attuare un sistema di pompe (112) ed una serie di valvole di intercettazione (113) e controllo (114) del flusso di detto fluido raffreddante in modo da consentire il corretto inserimento di detti circuiti (11), (12) di recupero calore o permettere l'esclusione di detto flusso in caso di avaria o altra necessità, riportando l'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi (10) esistente, nella configurazione tradizionale ovvero senza la presenza del sistema di recupero calore (1); sezionare il circuito di raffreddamento deirimpianto di raffreddamento e aspirazione fumi esistente (10) al quale detto sistema di recupero di energia è applicato in modo da ottenere un circuito a bassa temperatura ed un circuito ad alta temperatura; inserire tra detti circuiti un apposito impianto basato su una prima pluralità (13) di macchine termiche a fluidi organici operanti secondo un ciclo termodinamico, preferibilmente di tipo Organic Rankine Cycle, adatto per impieghi con fluidi organici basso-bollenti; generare un regime transitorio iniziale per mezzo di un ricircolo del fluido di raffreddamento tra dette sorgenti calda (11) e fredda (12), allo scopo di aumentare la temperatura media di detto fluido, preferibilmente acqua opportunamente addittivata, in modo sufficiente al funzionamento di una o più macchine termiche, preferibilmente di tipo Organic Rankine Cycle, in grado di realizzare un ciclo binario tra detto circuito (11) e l'evaporatore (111) di un'opportuna macchina termica (130), preferibilmente di tipo Organic Rankine Cycle, appartenente alla pluralità (13); generare lavoro utile trasformabile direttamente in altre forme di energia, preferibilmente in nella forma di energia elettrica, attraverso dette pluralità di macchina termiche, preferibilmente di tipo Organic Rankine Cycle, in grado di compiere cicli termodinamici basati su fluidi bassobollenti tra dette sorgenti calda e fredda; 15) Procedimento per il recupero di energia da impianti di raffreddamento fumi, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che un ulteriore detto recupero di energia è ottenuto mediante le ulteriori fasi di: inserire a valle del condotto raffreddato di emissione fumi un ulteriore circuito funzionante da sorgente fredda (22) ed un ulteriore circuito chiuso (20) funzionante da sorgente calda per una seconda pluralità (21) di macchine termiche; recuperare una frazione dell’entalpia residua contenuta nei fumi attraverso detta seconda pluralità (21) di macchina termiche operanti tra dette sorgenti calda (20) e fredda (22) secondo un ciclo termodinamico binario, preferibilmente di tipo Organic Rankine Cycle, adatto per impieghi con acqua a bassa temperatura sistema; attuare un sistema di pompe (112) ed una serie di valvole di intercettazione (113) e controllo (114) del flusso di detto fluido raffreddante in modo da consentire il corretto inserimento di detti circuiti (20), (22) di recupero calore o permettere l'esclusione di detto flusso in caso di avaria o altra necessità, riportando l'impianto di raffreddamento e aspirazione fumi (10) esistente, nella configurazione tradizionale ovvero senza la presenza del sistema di recupero calore (1); generare lavoro utile trasformabile direttamente in altre forme di energia, preferibilmente in nella forma di energia elettrica, attraverso dette pluralità di macchina termiche, preferìbilmente di tipo Organic Rankine Cycle, in grado di compiere cicli termodinamici basati su fluidi bassobollenti tra dette sorgenti calda e fredda; 16) Sistema per il recupero energia da impianti di raffreddamento fumi, come ad una o più delie rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.
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