Nei precedenti articoli che vi abbiamo proposto ci siamo soffermati sull’importanza dell’efficienza energetica degli impianti di refrigerazione al fine di contenere i costi di gestione e ridurre l’impatto sull’effetto serra atmosferico.
Obiettivo di questo nuovo articolo è analizzare due studi di dettaglio su un caso pratico tratto da un esempio fornito da importante Gruppo italiano nel settore della conservazione di beni alimentari destinati alla grande distribuzione.
Nel settore GDO i maggiori consumi energetici sono da attribuire agli impianti di refrigerazione come si può chiaramente notare dalla FIG. 1.
Per tale ragione riteniamo opportuno soffermarci nuovamente sul tema con focus sulla refrigerazione per conservazione dei beni alimentari (celle + banchi espositivi)
La scelta del miglior gas refrigerante: HFO e R455A (Solstice® L40X) sotto esame di maturità
Fino a pochi anni fa la scelta del refrigerante per sistemi di piccola, media e grande potenza in un supermercato era pressoché priva di obiezioni: R404A
Perché? Ovvie le ragioni:
1) Sicurezza
2) Performance
3) Costi di realizzazione e di mantenimento in buona efficienza
4) Reperibilità del refrigerante e facilità di stoccaggio e manipolazione delle bombole
Ora che l’R404A non è più consentito come gas vergine ma solo come rigenerato, si passa ai succedanei: i gas a base HFO. Si tratta di R455A, R454C entrambi ottime soluzioni con piccole differenze talvolta decisive. Siamo a disposizione per spiegare queste differenze. Ci concentriamo su R455A – Solstice® L40X e osserviamo l’immagine FIG. 2.
Il primo studio prevedeva la raccolta di informazioni pervenute da una importante catena di supermercati di varie superfici, tutta italiana. Si sono analizzate due superfici, una da 250 m 2 e una da 1500 m 2 . Vedere schema in FIG. 3.
Tre tipologie di impianti con due gas differenti: R455A schema classico espansione diretta; R744 (CO 2 ) in versione trans critica flash gas e flash gas + compressore parallelo.
Sono state incluse per entrambe le soluzioni alcune migliorie ormai consolidate come condensazione flottante, ampio uso di elettronica di controllo, porte di chiusura banchi,
progettazione ottimizzata dei volumi, dei tubi, della disposizione delle centrali termiche.
dettagli, si ricavano importanti risultati:
- Il costo di investimento iniziale (Capex) rappresenta, per un piccolo supermercato, una voce preponderante anche nel medio periodo. Proiettando sui 15 anni l’importanza tende ovviamente a ridimensionarsi
- I costi di manutenzione sono sempre una voce sensibile che si può ridurre, come impatto sui 10 anni, scegliendo soluzioni, come gli HFO, che possono essere seguite da una vasta pletora di frigoristi qualificati abituati a lavorare da decine di anni con i precedenti HFC
- I consumi elettrici per refrigerazione TN e BT per un piccolo supermercato rappresentano quasi il 60 % dei costi energetici totali e sono la voce sulla quale è relativamente più facile intervenire con l’adozione delle tecnologie disponibili e di cui stiamo parlando
Sintetizziamo in un grafico di facile comprensione questi risultati, nella FIG. 4. Gli istogrammi accumulano i 3 costi, ovvero investimento, energia e manutenzione. Nei costi di manutenzione sono stati inseriti anche i costi di acquisto annuali di gas refrigeranti nell’assunzione di perdite medie pari a 8 % annuo. Questa è una sovrastima conservativa soprattutto per i gas a madia pressione, come gli HFO (p.es. R455A, Solstice® L40X) laddove il controllo fughe gas è efficace e sempre più limitato. Questa stima è invece da rivedere nel caso della R744 (CO 2 ) che manifesta fughe gas fragorose e di difficile contenimento.
Il secondo studio fatto sulla medesima tipologia di impianto prevede l’aggiunta di un piccolo gruppo frigorifero di potenza decisamente ridotta rispetto al circuito primario adottato nel primo studio. Abbiamo già descritto questa tecnologia in un precedente articolo pubblicato in GDONews in settembre 2021.
In brevissimo, raffreddando il liquido condensato da inviare ai banchi frigo si ottiene un deciso incremento di efficienza termodinamica. In pratica, facendo questo, si userà molta meno energia elettrica a parità di freddo richiesto dalle utenze.
I benefici, ovviamente dimostrati dalla teoria, dalla scienza, e dalla pratica, sono immediati, consistenti (si arriva fino al 20% di diminuzione consumi in certe condizioni) e si osserveranno soprattutto nella stagione calda. Quando non sarà più conveniente avere l’ausilio del sotto-raffreddamento (stagione fredda), il modulo mostrato nello schema a sinistra smetterà di funzionare, il tutto regolato dal cervello elettronico della centrale.
Inoltre, la potenza di refrigerazione che sarà a disposizione dopo la modifica sarà abbondante permettendo al progettista di ridurre le dimensioni dei tubi e la taglia dei compressori. Lo schema è raffigurato in Fig. 5.
Mettendo in un grafico ii benefici ottenibili sempre partendo dal primo studio troviamo risultati di grandissimo valore e interesse pratico:
- Riduzione dei costi di realizzazione dell’impianto frigo primario con dimensioni tubi e scambiatori inferiori, compressori di taglia inferiore
- Robusto aumento di efficienza energetica nella fase primaverile ed estiva con un risultato complessivo superiore del 10 % considerando anche la parte rimanente dell’anno
- Costo di realizzazione del piccolo frigo di sotto-raffreddamento che viene in gran parte compensato dalla riduzione del costo del circuito primario
- Grandi vantaggi nell’applicazione degli HFO di classe A2L, blandamente infiammabili, potendo contenere molto le cariche e rientrando molto facilmente nei limiti EN378, anche in presenza di potenze di refrigerazione richiesta abbastanza robuste
La potenza del circuito ausiliario va calibrata attentamente per evitare di eccedere in un seno o nell’altro. L’elettronica di controllo potrà modulare finemente la dose di potenza da erogare al fine di conseguire una ulteriore ottimizzazione rispetto a quanto già studiato in questa analisi.
Per informazioni: s.fedeli@generalgas.it oppure marketing@generalgas.it
Content offered by General Gas
