Applicazioni CO₂ transcritiche: sistemi integrati per la GDO

Officine Mario Dorin propone soluzioni per la refrigerazione da 105 anni e dal 1995 è specializzato nel settore CO₂ con numerosi vantaggi per la refrigerazione commerciale

Il nuovo regolamento F-gas recentemente approvato dal Parlamento Europeo pone molta pressione sul settore HVAC&R. Il programma di riduzione graduale degli HFC e il loro divieto di impiego in numerosi settori porterà a un sensibile aumento dei prezzi per i refrigeranti con elevato GWP, spesso utilizzati negli impianti di supermercati e altre attività commerciali. Per questo motivo gli utenti finali e la GDO stanno cercando alternative, che impieghino refrigeranti naturali e che non rientrino nell’ambito di applicazione di questo Regolamento.

In tal senso, la CO₂ è stata identificata da qualche anno come una delle migliori alternative agli HFC in molti settori, tra cui anche la refrigerazione commerciale. Grazie alle sue caratteristiche termodinamiche estremamente favorevoli, l’anidride carbonica si presta perfettamente all’integrazione del riscaldamento invernale del punto vendita, permettendo al cliente finale di evitare l’installazione di altri sistemi di riscaldamento, come ad esempio le caldaie, necessarie invece quando si impiegano refrigeranti HFC.

Con l’anidride carbonica è invece possibile mantenere il punto vendita completamente indipendente dal punto di vista energetico. Infatti, grazie all’elevatissima entalpia (energia) disponibile allo scarico dei compressori, è possibile riscaldare acqua (o altro fluido vettore) in modo semplice ed efficiente così da soddisfare le specifiche esigenze in termini di produzione di acqua calda sanitaria e di produzione di acqua per il riscaldamento degli ambienti; ciò avviene normalmente utilizzando uno scambiatore a piastre alla mandata dei compressori, come mostrato nella figura seguente.

L’immagine mostra anche come viene normalmente eseguito il recupero del calore. Una valvola a tre vie alimenta lo scambiatore di calore a piastre per il recupero del calore a seconda della richiesta dell’impianto di riscaldamento.

Infatti, il tipico profilo di temperatura della CO₂ durante il processo di raffreddamento transcritico e l’elevato contenuto di entalpia del fluido disponibile allo scarico dei compressori, rendono possibile anche la facile implementazione di un modulo di recupero di calore in grado di soddisfare le esigenze di produzione di acqua calda sanitaria e di riscaldamento ambientale dell’intero edificio, come mostrato nella figura seguente.

Una potenziale critica a questo tipo di progetto risiede nel fatto che, durante il periodo invernale, ovvero esattamente quando il riscaldamento è maggiormente necessario, il carico di refrigerazione è spesso inferiore, quindi gli evaporatori MT o LT non avranno sufficiente carico per mandare i compressori in chiamata e permettere un sufficiente recupero del calore; questo può essere facilmente risolto utilizzando specifici evaporatori aggiuntivi, che dovranno essere previsti nel caso in cui la richiesta di riscaldamento si verifichi durante una situazione di inattività dei carichi di refrigerazione. Tipicamente ciò può essere ottenuto grazie ai cosiddetti evaporatori a “falso carico”, come mostrato nella figura seguente.

Implementando le caratteristiche impiantistiche sopra menzionate, è quindi possibile integrare completamente l’intero fabbisogno di riscaldamento del punto vendita all’interno di un unico rack: non sarà più necessario alcun sistema di riscaldamento ulteriore con ovvi vantaggi in termini di costo ed eco-compatibilità dell’intero impianto.