La consapevolezza della necessità di maggiore sostenibilità nelle attività umane è chiaramente in aumento nella società civile. Sempre più aziende e istituzioni stanno arrivando a capire che ci sono alternative rispettose dell’ambiente che vale la pena di considerare, anche per i sistemi di refrigerazione, anch’essi in grado di contribuire alla diminuzione dell’impatto umano sul cambiamento climatico. Un esempio: secondo analisi dell’Ufficio tedesco per l’ambiente – Umweltbundesamt UBA – la sola refrigerazione nel 2014 ha causato in Germania il 14% del consumo tedesco totale di energia elettrica ed è stata responsabile di circa il 5% tra emissioni dirette e indirette di gas serra. Considerando gli obiettivi nazionali e internazionali per un’azione per il clima, è imperativo rendere la refrigerazione sempre più sostenibile. Tra i refrigeranti naturali, opzione sicura per migliorare la sostenibilità della refrigerazione, la miscela ammoniaca/etere dimetilico (R723) – GWP pari a 8 e ODP nullo – si ripropone una valida soluzione per molte applicazioni.
Efficienza anche a basse cariche
La miscela R723 consiste al 60% (in massa) di ammoniaca (R717) e al 40% di etere dimetilico (RE170), un gas le cui proprietà refrigeranti sono simili a quelle dell’isobutano. Grazie al suo comportamento azeotropico, la miscela può essere usata come se fosse un refrigerante puro ovvero non c’è variazione di concentrazione durante i processi di evaporazione o condensazione. L’R723 è particolarmente efficiente anche a capacità basse, fino a 100kW. Il flusso di volume nella fase di vapore è del 150% rispetto a quello dell’ammoniaca, il che significa poter avere diametri accettabili delle tubature e velocità di flusso anche a basse capacità di refrigerazione. Quindi, la miscela in questione ha un’elevata capacita volumetrica di refrigerazione, più alta rispetto a quella dell’ammonica. È così possibile ottenere una capacità di refrigerazione considerevolmente più elevata con la stessa quantità di R723.
In sistemi di refrigerazione testati sia con l’ammoniaca che con l’R723, il COP (Coefficient of Performance) migliora del 7% usando la miscela. A parte l’efficienza energetica, la miscela azeotropica mostra un elevato coefficiente di performance e buona solubilità in olio. «In principio, i sistemi ad ammoniaca possono esser fatti funzionare anche con R723. Tuttavia bisogna considerare ogni applicazione singola, per questo la sostituzione deve essere discussa con i componentisti» afferma Bernd Kaltenbrunner, membro di Eurammon e CEO dell’azienda KWN Engineering GmbH.
Un grande vantaggio deriva anche dalla temperatura di compressione inferiore di circa 15 K. Questo permette che i compressori raggiungano una variazione di temperatura maggiore, per cui è possibile l’uso di condensatori raffreddati ad aria.
L’R723 è, dunque, ambientalmente sostenibile economicamente valido e disponibili in quantità sufficienti. Sistemi a R723 sono stati usati per molti anni. Tutti i componenti sono disponibili e venduti pronti per essere installati su unità condensatrici e chiller. Un altro vantaggio: le unità con R723 sono trattate dalle Autorità preposte come le unità con R717 e non sono dunque richieste misure di sicurezza differenti, afferma Kaltenbrunner. I costi di investimento sono bassi e la sicurezza legislativa che riguarda questo refrigerante ne fanno effettivamente una scelta interessante per progettisti e operatori.
Aggiunta ecosostenibili a impianti pre-esistenti
Questi aspetti sono stati anche la motivazione che ha portato alla realizzazione di un progetto portato avanti dall’azienda tedesca Th. WITT Kältemaschinenfabrik GmbH, membro di eurammon per una società bavarese di produzione alimenti, la Herrmannsdorfer Landwerkstätten. L’azienda a conduzione familiare non solo dà molto valore all’agricoltura biologica e alla trasformazione rispettosa dei prodotti agricoli in alimenti, ma segue anche un approccio aziendale olistico in termini di sostenibilità ambientale. Questo è il motivo per cui l’azienda, nella pianificazione di un nuovo sistema di refrigerazione, ha cercato alternative eco-compatibili che fossero non solo durevoli, ma anche a basso consumo energetico, con refrigeranti naturali. Inoltre l’impinato doveva presentare caratteristiche di sicurezza e facile gestione. L’idea era di installare un nuovo sistema di raffreddamento per aggiungere capacità al sistema esistente, funzionante ad ammoniaca. Per questo Th. WITT Kältemaschinenfabrik GmbH ha proposto la realizzazione di un chiller compatto con salamoia fredda con 20 Kg di R723.
Il sistema è dotato di due compressori alternativi e una capacità di raffreddamento di 64 kW; è equipaggiato con un evaporatore e due ventilatori al condensatore. Grazie alla combinazione di R723 come refrigerante e alla condensazione ad aria il sistema raggiunge un’efficienza elevata, sia a carico parziale che totale. Il sistema di refrigerazione completamente chiuso può essere facilmente gestito e pulito grazie ai pannelli laterali rimovibili. L’impianto ha anche un modem UMTS e una connessione wireless, così l’intero impianto di attrezzature può essere monitorato tramite Internet.
Applicazioni nella lavorazione della carne
Il refrigerante R723 ha giocato un ruolo importante anche in un altro progetto svolto sempre da un membro di eurammon, HKT Huber-Kälte-Technik GmbH, che ha supportato ABC Foodmachinery s.r.o., una società situata a Bratislava, nella realizzazione di un impianto in una azienda di lavorazione della carne. HKT ha contribuito con un’unità di refrigerazione a R723 per la costruzione di un sistema di refrigerazione esterno. L’unità fornita ha una capacita di 35kW ed è equipaggiata per poter realizzare recupero di calore per cui infine ne risulta una capacità di riscaldamento di 180kW. Tutto questo è raggiunto con solo 7,5kE di R723. Un aspetto che ha offerto ai progettisti occasione per mettersi alla prova è stato che l’unità doveva essere installata su un tetto piano dell’edificio. Questo ha richiesto ulteriori misure durante la costruzione e l’assemblaggio. Questa unità rappresenta il sistema a R723 più grosso per la produzione di carne da pollo della regione.
Aspetti economici e ambientali.
Efficiente, ecologico, energeticamente vantaggioso, economicamente interessante e prontamente disponibile in quantità sufficienti: l’elenco dei vantaggi dell’R723 è lungo e convincente. Il refrigerante naturale è interessante e particolarmente efficiente nella bassa e media gamma di capacità frigorifera. I sistemi di raffreddamento a R723 sono una buona opzione per spostare sistemi di raffreddamento industriali a un refrigerante naturale. «Insieme all’ R744 e gli idrocarburi, questa miscela offre un’altra possibilità di utilizzare una tecnologia più rispettosa dell’ambiente e del clima» riassume Kaltenbrunner
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