La CO2 come refrigerante si sta affermando sempre più nel mondo industriale. Non solo in sostituzione di quello che è il refrigerante storico di questo settore – l’ammoniaca – ma anche in sostituzione di molti HFC che devono scomparire dal mercato per il loro valore di GWP troppo alto. Le sue caratteristiche di sostenibilità e sicurezza in termini legislativi la rendono un refrigerante di prima scelta da parte di molti attori del mercato; la disponibilità sempre maggiore di tecnologie e componenti adeguati alle sue caratteristiche eliminano a poco a poco le remore che i tecnici potevano avere fino a poco tempo fa nel proporla ai propri clienti.
E anche in quanto ad efficienza le più recenti installazioni dimostrano ripetutamente che in climi come quello italiano dire a priori che la CO2 non è efficiente è ormai una sorta di “fake news”. Di questo sono convinti anche in Panasonic e la convinzione si basa non tanto su modelli matematici, bensì sulla analisi di comportamenti sul campo di impianti a CO2 di recente realizzazione.
Ultimo fra tutti quello costruito a Pianiga (Ve) per Bofrost – colosso della vendita a domicilio di specialità alimentari surgelate e fresche: un nuovo capannone per lo stoccaggio della merce surgelata di 800 m3. L’edificio va a sostituire un magazzino più vecchio funzionante a R452a (GWP 2141). Per quali motivi Bofrost ha scelto la CO2?
Spiega Giorgio La Motta, Key Account Manager di Panasonic Heating & Ventilation Air-conditioning Europe: «Bofrost era alla ricerca di una soluzione che fosse sostenibile ambientalmente ma anche sicura nel tempo e, soprattutto, che garantisse una elevata efficienza energetica, visti gli enormi costi in bolletta che l’Azienda deve sostenere proprio per la refrigerazione. I refrigeranti naturali rispondono a queste caratteristiche. Tra essi, a livello industriale, si impiegano CO2 e ammoniaca ma l’Azienda ha escluso quest’ultima perché tossica e in caso di perdita, potrebbe comportare ingenti danni al materiale stoccato. La CO2, invece, non è tossica, non è dannosa per l’ambiente, è a prova di futuro dal punto di vista legislativo, non presenta problemi di approvvigionamento. Anche dal punto di vista dei costi del refrigerante, essa è a livelli decisamente inferiori a qualunque refrigerante sintetico, il cui futuro oggi può, in alcuni casi, risultare incerto per via di possibili misure legislative future».
Rimane l’aspetto efficienza. «Si fanno affermazioni contrastanti sulla efficienza della CO2, soprattutto in climi caldi quale è quello italiano. Per questo, Bofrost considera il nuovo impianto di Pianiga come un test per vedere come realmente si comporta questo refrigerante sul campo, nella costellazione impiantistica offerta da Panasonic. L’impianto è entrato in funzione nel luglio 2022. Secondo i nostri modelli matematici di funzionamento ci si aspettava una efficienza energetica superiore del 30% rispetto a magazzini analoghi ma funzionanti ad HFC» Il risultato? «Il risultato è stato confermato. Tra luglio e dicembre l’impianto a CO2 del centro di Pianiga ha registrato efficienze energetiche del 30% circa. Quindi, pur funzionando a luglio e ad agosto 2022, che sono stati mesi particolarmente caldi, ha raggiunto una riduzione importante dei consumi energetici».
L’impianto nel dettaglio
La filiale di Pianiga consiste in una cella freezer di circa 800 m3 mantenuta a -26°C e in una piccola cella frigo di circa 40 m3 mantenuta a +7°C.
La temperatura della cella freezer viene controllata da tre motocondensanti (una di back up e due in funzione contemporaneamente) da 8kW l’una con temperatura di evaporazione a -35°C, ciascuna abbinata ad un evaporatore da 8kW. Ciascun circuito frigorifero ha una carica di 10 kg di CO2. I 3 impianti sono completamente separati dal punto di vista frigorifero ma sono collegati da un unico sistema di supervisione per il controllo e la gestione della temperatura e per le accensioni. Il sistema è adattivo, quindi, potrà funzionare in maniera subcritica o transcritica a secondo delle temperature esterne. Internamente alla macchina le pressioni di lavoro possono arrivare fino a 117 MPa- 120 bar -ma la pressione di mandata nell’area da refrigerare è mantenuta costante, intorno ai 60 bar grazie a un flash tank. Per quanto invece riguarda la cella frigo, qui la temperatura è mantenuta costante a +7°C da una unica motocondensante da 4kW con temperatura di evaporazione -5°C. che contiene 2 Kg di refrigerante CO2.
La gestione dell’impianto è affidata a un sistema di supervisione Modbus, che consente la registrazione, il controllo e la visualizzazione dei parametri di funzionamento dell’intera soluzione di refrigerazione, in particolare della temperatura interna delle celle, per garantire il mantenimento della qualità dei prodotti alimentari.
Al cuore della tecnologia Panasonic per la CO2
Cosa rende le unità di condensazione Panasonic a CO2 così efficienti? Si tratta di macchine ad elevato contenuto tecnologico, risultato di anni di ricerca, sperimentazione e perfezionamento, che ha raggiunto oggi il livello di soluzioni industrializzate – quindi standardizzate – con prestazioni molto elevate. «L’efficienza raggiunta è il risultato di un connubio tra componenti e configurazione impiantistica avanzati» afferma La Motta. Il componente chiave è indubbiamente il compressore. Si tratta di un Panasonic Twin Rotary a doppio stadio, ovvero con doppia camera di compressione. Tra le due camere è posto un inter-cooler che abbassa la temperatura del gas prima di mandarlo in seconda compressione. Una sensoristica dedicata permette che le due camere di compressione lavorino in modo bilanciato.
Dopo la prima e la seconda compressione il gas viene mandato a un gas cooler e qui subentra un altro elemento di innovazione delle condensanti Panasonic: tramite uno “split cycle”, una piccolissima parte del refrigerante del circuito principale che lascia il gas cooler viene prelevata, riducendo così la temperatura di aspirazione del secondo stadio. Questa frazione viene poi condotta attraverso uno scambiatore di calore dove riduce la temperatura del refrigerante del circuito principale e aumenta così l’effetto di raffreddamento. Infine, essa ritorna in circolo, ri-immessa nella seconda camera di compressione del compressore.
Il risultato?«Questo permette al ciclo frigorifero transcritico di condensare efficientemente anche quando si superano i 31 gradi (temperatura critica della CO2) e di arrivare fino a 46°C a bulbo secco. Il risultato è un aumento dell’efficienza operativa fino al 50% rispetto al ciclo standard». Eccolo il segreto dell’efficienza delle macchine Panasonic: un sistema che, grazie a sensori e componenti di ultima generazione da una parte e configurazione impiantistica ottimizzata dall’altra, permette di superare il limite della temperatura critica della CO2 ottimizzando la condensazione. Sia compressori che ventilatori sono governati da inverter per adeguare le velocità di lavoro al reale fabbisogno di raffreddamento. «Il risultato di efficienza e affidabilità delle condensanti Panasonic deriva dall’insieme di tutti questi elementi. Non basta utilizzare il nostro compressore e montarlo su una macchina qualsiasi per ottenere gli stessi risultati. È l’insieme armonioso di tutti gli elementi che fanno di queste macchine una soluzione ideale, per end-user e per tecnici manutentori» afferma La Motta.
L’intervista completa si trova sul numero di maggio di ZerosottoZero
