Risparmio energetico nei sistemi di raffreddamento senza pompe

Già all’inizio degli anni ’90, l’azienda danese Birton A/S aveva visto il potenziale del biossido di carbonio come elemento fondamentale nei sistemi di raffreddamento con refrigeranti naturali. Questi sistemi non solo sono più rispettosi dell’ambiente, ma aumentano anche in modo significativo l’efficienza dei processi in cui vengono utilizzati.

Sviluppo del sistema “senza pompe”

Oggi, i sistemi di refrigerazione sostenibili di Birton con refrigeranti naturali sono prodotti e venduti con il marchio CO2OL Solutions. “La nostra prima installazione di CO₂ è stata un sistema a cascata a bassa temperatura nel 2001,” afferma Bent Johansen, CEO di Birton.

Nel 2004, Birton ha sviluppato sistemi a media e alta temperatura con una pressione di progetto CO₂ fino a 50 bar. Johansen racconta: “Poiché non esistevano pompe per CO₂ adatte, abbiamo dovuto trovare altre soluzioni per generare pressione di pompaggio. Questo ha portato allo sviluppo del nostro sistema di pompa termica, che fa circolare il CO₂ utilizzando solo ‘energia gratuita’.”

Curiosamente, questo sistema “senza pompe” non utilizza né pompe, né compressori, né altri dispositivi meccanici. È composto invece da due serbatoi, scambiatori di calore e tubazioni – senza parti mobili. Il sistema può essere utilizzato come alternativa (o sostituzione) ai sistemi di refrigerazione e condizionamento centralizzati che usano refrigeranti sintetici a espansione diretta, oppure nei chiller con acqua o salamoia. Le applicazioni tipiche si trovano sia nella refrigerazione commerciale che industriale.

Risparmi significativi

Nel sistema CO₂ di Birton, un condensatore viene raffreddato dal sistema di refrigerazione primario [vedi diagrammi nel PDF]. La gravità porta il CO₂ liquido in uno dei due serbatoi di pompaggio, dove la pressione viene equalizzata con quella del condensatore. La pressione di pompaggio viene generata dal liquido del sistema primario, che riscalda il CO₂ intrappolato nell’altro serbatoio. Questa pressione invia il CO₂ liquido all’evaporatore. Quando il serbatoio di pompaggio è vuoto, il sistema alterna.

“Senza pompe e compressori,” afferma Johansen, “il consumo energetico si riduce e il rischio di cavitazione delle pompe viene eliminato. Inoltre, meno componenti significa esigenze di manutenzione minime.”

Qualsiasi refrigerante primario può essere utilizzato con il sistema (inclusi gli HFC), ma può essere confinato nella sala compressori o in un’unità esterna raffreddata ad aria, riducendo notevolmente il rischio di perdite. Inoltre, la quantità di refrigerante primario è inferiore, il che favorisce l’ambiente. Per i clienti Birton, tutto ciò si traduce in grandi risparmi: installando un sistema CO₂ Birton, un cliente ha risparmiato circa il 40% sull’energia, con un notevole risparmio economico.

La scelta naturale

Birton si affida molto ai componenti che utilizza. “Siamo costruttori di sistemi,” afferma Johansen, “e quindi la qualità di tutti i componenti è fondamentale. Poiché gli scambiatori di calore a piastre sono essenziali per le prestazioni dei nostri sistemi termici, abbiamo scelto Alfa Laval. Leader mondiale nel settore, ci offre prodotti di alta qualità, tempi di consegna rapidi e la competenza tecnica di cui abbiamo bisogno per sentirci sicuri.”