Caso di studio: Prestazioni sovrastimate dei raffreddatori di gas CO 2

I refrigeranti a gas CO ₂ sono sempre più popolari e per una buona ragione. Con la progressiva riduzione dei refrigeranti HFC nel mercato degli scambiatori di calore a causa del loro elevato potenziale di riscaldamento globale (GWP), il refrigerante R-744 (CO₂ ) sta diventando una seria alternativa per eliminare l'effetto serra causato dai carboni alogenati dei refrigeranti HFC. Inoltre, l'R-744 è un refrigerante non tossico, non infiammabile e naturale.

Tuttavia, nella corsa all'adozione di tecnologie verdi, dobbiamo ricordare quanto sia importante che i prescrittori e i progettisti di sistemi abbiano accesso a dati affidabili sulle capacità reali dei sistemi, in modo che questi ultimi siano progettati e installati con successo e funzionino come specificato. In caso contrario, la reputazione della tecnologia (e di coloro che la specificano, la progettano e la installano) può essere ingiustamente danneggiata, quando i sistemi presumibilmente sostenibili non funzionano come previsto.

Le discrepanze tra le prestazioni dichiarate e quelle reali causano grossi problemi. Pertanto, sono state intraprese delle indagini sull'impatto di una sovrastima delle prestazioni del raffreddatore di gas CO₂ sull'efficienza dell'impianto di refrigerazione, in particolare sul consumo energetico annuale del sistema e sul relativo costo. Sono state eseguite simulazioni per stimare l'efficienza del ciclo termodinamico, accoppiando alcune regole teoriche ed empiriche alla capacità termica nominale del raffreddatore di gas CO₂ . Il confronto è stato effettuato tra un refrigeratore di gas CO₂ certificato (Caso di studio 1) e un refrigeratore di gas CO₂ non certificato (Caso di studio 2). Le ipotesi principali per le simulazioni sono state:

• Due livelli di temperatura:
  • Temperatura media (MT): Tevap, MT = -8 °C; Qevap, MT = 250 kW
  • Bassa temperatura (LT): Tevap, LT = -30 °C; Qevap, LT = 100 kW
• Temperatura ambiente di progetto: 35°C
• Pressione massima di esercizio: 95 bar
• Capacità del raffreddatore a gas di progetto (SC20) = 490 kW
• Costo specifico dell'elettricità: 0,25 €/kWh.

Caso di studio 1: Raffreddatore di gas CO certificato ₂

La simulazione è stata eseguita su un'unità certificata con una capacità di progetto in linea con le prestazioni reali del raffreddatore di gas CO₂ . Sono stati ottenuti i seguenti risultati:

Caso di studio 2: Raffreddatore di gas CO₂ non certificato

La seconda simulazione riguarda un raffreddatore di gas CO₂ non certificato, con una capacità di progetto superiore a quella reale. In questo caso, il produttore non certificato ha applicato un coefficiente di sovradimensionamento del 25%, che ha portato a una capacità termica reale inferiore a quella dichiarata.

In questo caso, il compressore ha dovuto compensare la mancanza di capacità del raffreddatore di gas, per mantenere l'effetto utile agli evaporatori come previsto. Inoltre, la pressione massima raggiunta dal sistema nelle condizioni di progetto è superiore a 99 bar, più di 4 bar in più rispetto alla pressione massima di progetto.

Sebbene la differenza tra le due simulazioni possa sembrare insignificante, l'effetto sul consumo annuale e quindi sul costo è assolutamente non trascurabile:

L'aumento del costo annuale di un raffreddatore a gas con una capacità inferiore del 25% rispetto a quella prevista è quindi di circa 15.600 euro, che si traduce in 156.000 euro per un ciclo di vita di 10 anni. Maggiore è il divario tra la capacità dichiarata e quella reale del raffreddatore a gas, maggiore è l'impatto sul consumo energetico dell'impianto. Quando si parla di costi a lungo termine e sostenibilità, i vantaggi di scegliere prodotti con prestazioni certificate Eurovent sono evidenti.

Per trovare refrigeratori a gas certificati, visitare il sito www.eurovent-certification.com

Per ulteriori informazioni sul programma ECP Heat Exchangers, contattare Japhet HABIMANA all'indirizzo j.habimana@eurovent-certification.com.