Abilitare il riscaldamento e il raffrescamento sostenibili, efficienti e sicuri con il propano.

Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH, azienda tedesca specializzata in soluzioni termiche, è stata tra le prime a mostrare ai clienti il potenziale del propano come refrigerante. Insieme ad Alfa Laval, ha progettato un sistema di pompa di calore per una catena di supermercati svizzera, basato su tre scambiatori di calore a piastre brasate Alfa Laval: extra-large, ad altissima capacità e con R290 come refrigerante. Il risultato è una soluzione innovativa di riscaldamento e raffreddamento che garantisce sostenibilità a lungo termine, efficienza energetica e sicurezza operativa.

Scambiatori di calore a piastre brasate Alfa Laval installati nella pompa di calore. A sinistra; condensatore AC500, al centro; evaporatore AC1000, a destra condensatore AC500.

La missione di Simaka è sviluppare sistemi personalizzati che superino i requisiti di efficienza termica, livelli di GWP e convenienza economica, garantendo tranquillità a prova di futuro. Con sede ad Argenbühl, Baden-Württemberg, Germania, Simaka è stata pioniera nell’adozione di refrigeranti naturali, progettando pompe di calore innovative per il riscaldamento e raffreddamento industriale da molti anni. L’azienda è quindi particolarmente preparata a comprendere le esigenze del mercato attuale e le sfide per i clienti nel passaggio ad alternative a basso GWP.

“A mio avviso, il Regolamento F-Gas rappresenta il cambiamento più significativo relativo ai divieti sui refrigeranti degli ultimi 30 anni,” spiega Karsten Uitz, Managing Director di Simaka. “Finora c’era sempre un sostituto che rispettava tutti i criteri di sicurezza. Oggi, però, come installatore di impianti frigoriferi, non si può evitare refrigeranti infiammabili come il propano o l’R1234ze. Bisogna saperli gestire.”

All’avanguardia nei refrigeranti naturali

Simaka si trova a soli 50 chilometri dal confine con la Svizzera, paese leader nell’implementazione di requisiti per refrigeranti a basso GWP. Di conseguenza, le aziende che operano in Svizzera ritengono molto probabile che il futuro porterà obiettivi di sostenibilità ancora più rigorosi.

Queste considerazioni sono state centrali per la grande catena di supermercati svizzera che, nell’estate 2020, ha richiesto offerte per una pompa di calore con funzione di raffreddamento costante. Le specifiche del cliente prevedevano una potenza totale di 550 kW e, soprattutto, l’uso di R290 come refrigerante principale. Grazie all’approccio innovativo di Simaka sull’uso di refrigeranti naturali, Uitz e il suo team di ingegneri di processo hanno accettato la sfida – e superato la concorrenza.

Massima efficienza in ogni dettaglio

“L’efficienza è la passione di Simaka, e costruiamo sistemi che offrono ai nostri clienti i migliori vantaggi fino ai minimi dettagli,” afferma Uitz. “Sappiamo che se una pompa di calore non funziona al livello di efficienza previsto, ci saranno maggiori costi elettrici e più emissioni di CO₂. Garantire che il nostro sistema offrisse le prestazioni promesse è stato quindi un lavoro di squadra con Alfa Laval, perché posso contare al 100% su di loro per dimensionare e assemblare i componenti necessari.”

Per la catena di supermercati svizzera, Simaka ha sviluppato un sistema di riscaldamento e raffreddamento collegato tramite un grande scambiatore di calore a piastre brasate Alfa Laval AC1000 a un circuito idraulico di raffreddamento e due scambiatori di calore a piastre brasate AC500 collegati a due circuiti idraulici di riscaldamento separati. Gli AC500 sono utilizzati come condensatori e ciascuno contiene 30 kg di propano. Simaka ha progettato il sistema con una ridondanza del 50% per garantire che il sistema continui a fornire metà della capacità totale in caso di guasto di un circuito refrigerante.

Inoltre, avere due condensatori separati permette agli operatori di gestire diverse pressioni di condensazione, e quindi temperature, nei due circuiti. Ad esempio, un circuito può funzionare a una temperatura di scarico più bassa grazie a una pressione inferiore, ottenendo maggiore efficienza termica ed energetica.

Confronto refrigeranti di Simaka Energie-
und Umwelttechnik GmbH

Design unici per requisiti elevati

I grandi scambiatori di calore a piastre brasate AC1000 sono progettati con un ingombro molto ridotto, permettendo a Simaka di sfruttare appieno le prestazioni volumetriche del R290. Il sistema di pompa di calore ad alta capacità può così fornire i 550 kW richiesti in un design compatto e conveniente.

Grazie al design unico FlexFlow™ delle piastre asimmetriche e al sistema di distribuzione integrato Dynastatic™ completamente personalizzato, gli scambiatori AC1000 garantiscono un’eccellente distribuzione del refrigerante e basse perdite di pressione sul lato idraulico del raffreddamento. Questo riduce la richiesta di potenza delle pompe, abbassando il consumo energetico e le emissioni di CO₂. Inoltre, l’asimmetria delle piastre assicura le migliori prestazioni termiche anche a carichi parziali.

“Con Alfa Laval troviamo sempre il know-how e l’esperienza necessari per garantire gli scambiatori di calore ottimali per i nostri sistemi,” afferma Uitz. “Questo vale dalle capacità più piccole alle più grandi, includendo dettagli come il ritorno dell’olio e l’approccio di temperatura molto ravvicinato, senza compromessi sull’efficienza. Siamo arrivati a questo progetto con requisiti elevati, e Alfa Laval ha progettato i nostri AC1000 per soddisfarli esattamente."

Prestazioni affidabili e sicurezza

I 60 kg di propano utilizzati nel sistema superano il limite per il funzionamento senza protezione antiesplosione dedicata. La sicurezza è stata quindi una considerazione chiave nella costruzione del sistema e nella scelta dei componenti da parte di Simaka. Questo è un altro motivo per cui hanno collaborato strettamente con Alfa Laval.

“Gli scambiatori di calore sono fondamentali quando si utilizzano refrigeranti infiammabili,” afferma Uitz. “Devono essere assolutamente affidabili, anche a lungo termine. Anche qui, la qualità Alfa Laval non ci ha mai deluso. Non abbiamo mai avuto un guasto dovuto a perdite negli scambiatori.”

Il design ridondante offre un ulteriore vantaggio: la quantità di propano in ogni circuito è dimezzata. Se il propano dovesse fuoriuscire, il sistema si arresta immediatamente e un ventilatore antideflagrante lo disperde. Questo può essere fatto in sicurezza poiché il sistema è installato sul tetto del supermercato, e Uitz raccomanda che qualsiasi sistema di questa scala con refrigeranti infiammabili sia installato all’esterno.

Pompa di calore tipo SIMATRON WP550SW, presso Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH.

Risultati di successo da una partnership vincente

Sebbene molti clienti abbiano ancora dubbi sulla sicurezza, Simaka è convinta che il propano e altri idrocarburi continueranno a diffondersi sul mercato nel medio termine. “A lungo termine, non si potrà evitare i refrigeranti infiammabili,” conclude Uitz. “R290 permette la costruzione di sistemi compatti ed efficienti grazie alla sua capacità frigorifera volumetrica. Questo si riflette nei bassi CAPEX e OPEX per i clienti. Inoltre, il basso GWP garantisce il rispetto delle normative ben oltre il 2030.”

Visto il successo del progetto svizzero, Uitz guarda con ottimismo al futuro. “Per noi significa molti progetti entusiasmanti in stretta collaborazione con Alfa Laval nei prossimi anni,” aggiunge. “Li attendiamo con piacere, perché la nostra collaborazione professionale ha portato a molte idee che siamo riusciti a realizzare perfettamente grazie al servizio completo di Alfa Laval.”

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