Pompa di calore a CO2, energie rinnovabili e 4.0 per la refrigerazione sostenibile

Esempio di funzionamento del sistema Glaciem

L’azienda australiana Glaciem Cooling Technologies ha messo a punto un sistema di refrigerazione che, combinando refrigerante CO2, raffreddamento evaporativo indiretto, energie rinnovabili e software predittivi, permette di raffreddare in maniera sostenibile ed efficiente anche in climi molto caldi. Il sistema è infatti studiato e progettato proprio per i climi caldi come quelli di Australia e Sud-Est asiatico, i mercati in cui per ora viene maggiormente commercializzata, ma nulla esclude che il sistema possa andare bene anche in altre aree calde del Pianeta. Secondo l’Azienda, l’efficienza del sistema è tale che si raggiungono valori di COP tra i 5 e gli 8 e un risparmio energetico anche del 30% rispetto a tradizionali sistemi a R404a e del 20% rispetto a  un sistema in cascata con R134a.

Gli ingredienti di questa efficienza sono più d’uno. Innanzitutto, l’accoppiamento tra la pompa di calore e un sistema brevettato di raffreddamento evaporativo indiretto. Che riduce le temperature dell’aria esterna fino quasi al punto di rugiada. Tale aria viene poi utilizzata per raffreddare il condensatore/gas cooler della pompa di calore permettendo al sistema di lavorare in gran parte in maniera subcritica e quindi più efficiente.

Oltre a ciò, il sistema proposto utilizza energia elettrica rinnovabile (fotovoltaico) ed è accoppiato a una batteria termica con materiali a cambio di fase. Nei momenti in cui l’energia è al massimo della produzione e al minimo del costo, la pompa lavora per accumulare freddo nella batteria termica sotto forma di ghiaccio. Questo viene poi ceduto alle utenze nei momenti in cui è necessario e in cui i costi energetici sono elevati o la produzione elettrica bassa. I flussi energetici sono gestiti dall’algoritmo di previsione e  controllo avanzato di Glaciem, ACFA, sviluppato in collaborazione con l’Università del South Australia (UniSA). Esso è un sistema basato su cloud che utilizza la matematica avanzata per elaborare diversi flussi di informazioni in tempo reale, inclusi dati sui prezzi energetici, dati meteorologici, dati sullo stato di carica, dati di controllo dell’impianto di refrigerazione ecc., per determinare i parametri di sistema ottimali per una maggiore efficienza energetica. Il sistema è in grado di prevedere la radiazione solare e determinare quanta energia è disponibile per essere immagazzinata e in questo modo regola i flussi termici del sistema.

La pompa di calore può essere usata per il raffreddamento di processi di produzione agroalimentari, per celle frigorifere o per il condizionamento dell’aria di ampie aree, con un recupero di calore per la produzione di acqua calda sanitaria e riscaldamento ambientale.