Ottimizzazione dell'efficienza della refrigerazione dei supermercati con il preraffreddamento evaporativo

I sistemi di refrigerazione svolgono un ruolo fondamentale in diversi settori, dalla garanzia della sicurezza alimentare al supporto dei processi industriali e al mantenimento di ambienti interni confortevoli. Tuttavia, la loro efficienza influisce profondamente sul consumo energetico, sui costi operativi e sulla sostenibilità ambientale. Un componente critico degli impianti di refrigerazione, l'unità condensatore, è responsabile del rilascio del calore del refrigerante nell'ambiente circostante. In molte regioni, in particolare nei climi più caldi, l'efficacia del raffreddamento del condensatore è compromessa dalle temperature ambiente elevate. Questo scenario comporta una diminuzione dell'efficienza di dissipazione del calore e, di conseguenza, una riduzione delle prestazioni complessive del sistema. Pertanto, per ottenere gli effetti di raffreddamento desiderati è necessario un maggiore apporto di energia, associato a un aumento dei costi operativi e dell'impatto ambientale.

Affrontare temperature e pressioni estreme

In un supermercato AB di medie dimensioni con una superficie di 1.430 m² ad Atene, in Grecia, il sistema di refrigerazione era integrale. Il sistema consisteva in una configurazione multirack con tre compressori per il carico a media temperatura (MT) e due compressori per il carico a bassa temperatura (LT), utilizzando il refrigerante R449A. Sia la MT che la LT erano alimentate da un condensatore condiviso. È stato progettato per una temperatura di evaporazione di -35 °C per LT e -10 °C per MT, operando a una temperatura ambiente di 40 °C. Il controllo era gestito da un'unità, con un setpoint di temperatura di condensazione di 30 °C. Per tutto il periodo di osservazione, i ventilatori del condensatore hanno funzionato ininterrottamente poiché la temperatura di setpoint era irraggiungibile, il che non comportava alcuna riduzione del consumo energetico derivante dal funzionamento dei ventilatori del condensatore senza preraffreddamento adiabatico. In collaborazione con Munters tramite Dry Hellas, rappresentante esclusivo di Munters in Grecia, e con l'appaltatore locale General Refrigeration S.A., AB ha scelto di implementare il sistema di raffreddamento evaporativo EC Cool di Munters sul condensatore per mitigare temperature e pressioni estreme. "Abbiamo collaborato a progetti che prevedevano il preraffreddamento attraverso il sistema Munters EC Cool. Munters offre una soluzione completa che mantiene quanto promesso". Dimitrios Dalavouras, comproprietario di General Refrigeration SA. I vantaggi del preraffreddamento evaporativo Il preraffreddamento evaporativo emerge come una soluzione promettente per migliorare le prestazioni dei condensatori. Questa tecnica prevede il raffreddamento dell'aria in ingresso prima che raggiunga il condensatore attraverso l'evaporazione dell'acqua. Il principio alla base è semplice: quando l'acqua evapora, assorbe calore dall'aria circostante, abbassandone la temperatura. Introducendo aria preraffreddata nel condensatore, il sistema può facilitare una dissipazione più efficiente del calore. I vantaggi del preraffreddamento evaporativo sono molteplici: Maggiore capacità: abbassando la temperatura di condensazione, l'impianto può migliorare la sua capacità di raffreddamento, consentendo una refrigerazione più efficace. Efficienza migliorata: temperature dell'aria più basse consentono al condensatore di espellere il calore in modo più efficiente, migliorando così l'efficienza complessiva del ciclo di refrigerazione. Risparmio energetico: l'aumento dell'efficienza si traduce in una riduzione del consumo di elettricità, poiché l'impianto di refrigerazione funziona in modo più efficace per ottenere i risultati di raffreddamento desiderati. Durata delle apparecchiature prolungata: il funzionamento in condizioni più fredde può mitigare l'usura dei componenti del sistema, prolungandone potenzialmente la durata operativa. Utilizzando pannelli di raffrescamento evaporativi, il sistema EC Cool di Munters riduce la temperatura di ingresso del condensatore sul tetto. L'aria ambiente passa attraverso i pannelli evaporativi bagnati CELdek®, abbassando efficacemente la sua temperatura prima di raggiungere la serpentina del condensatore. Il sistema EC Cool di Munters offre modularità e flessibilità, adattandosi a condensatori di varie dimensioni, compresi quelli fino a 2 metri di altezza. Realizzato in PVC e PP di alta qualità, stabilizzato ai raggi UV, il sistema è durevole e robusto. Il design privo di colla garantisce la resistenza all'espansione o alla contrazione termica, proteggendo da eventuali crepe o perdite d'acqua. Le procedure di manutenzione e ispezione sono semplici, facilitate da una funzione intelligente a clip che consente un facile accesso ai tubi dell'acqua e alla sostituzione dei pannelli. In particolare, il sistema funziona con acqua di ricircolo, riducendo così al minimo il consumo idrico. Vantaggi che vanno oltre il risparmio sui costi Dry Hellas ha deciso di condurre una valutazione completa dell'impatto del raffreddamento evaporativo e si è concentrata sugli indicatori di prestazione chiave in due periodi distinti. Il primo confronto ha riguardato l'uso intermittente, mentre il secondo ha esaminato due giorni interi di funzionamento nel supermercato. I risultati hanno dimostrato chiaramente l'efficacia delle soluzioni di preraffreddamento adiabatico nel migliorare l'efficienza energetica. Quando la temperatura ambiente oscillava intorno ai 32 °C, il risparmio energetico era quasi del 20%. I guadagni energetici previsti erano ancora maggiori in condizioni più calde o con livelli di umidità inferiori. In particolare, la percentuale di risparmio è aumentata con un maggiore consumo energetico a causa delle elevate temperature ambiente. Inoltre, questa soluzione ha contribuito a ridurre i picchi di consumo elettrico nelle ore cruciali intorno a mezzogiorno, a vantaggio della rete. Il risparmio energetico si è tradotto direttamente in un risparmio sui costi, soprattutto nelle regioni con prezzi dell'elettricità elevati, oltre a contribuire a una riduzione delle emissioni di gas serra. Per ogni kWh di elettricità risparmiata, sono state evitate le emissioni di 285 grammi di CO2 equivalente. "Tuttavia, i vantaggi si sono estesi oltre il risparmio sui costi. La capacità del sistema EC Cool di Munters di funzionare a temperature di condensazione inferiori ha favorito la durata del compressore e ridotto al minimo la frequenza dei malfunzionamenti che richiedono l'intervento di un tecnico. Inoltre, ha garantito un funzionamento più stabile del sistema, portando a temperature costanti all'interno degli armadi e delle celle frigorifere, il che a sua volta ha migliorato la qualità del prodotto e ridotto i tassi di deterioramento dei prodotti". Peny Sitaridou, proprietaria di Dry Hellas. Una soluzione sostenibile per le calde estati In sintesi, l'introduzione del sistema di preraffreddamento evaporativo EC Cool di Munters sul condensatore ha migliorato significativamente l'efficienza operativa dell'impianto di refrigerazione. Attenuando le temperature e le pressioni estreme, ha facilitato un funzionamento più regolare, con conseguenti risparmi energetici notevoli ed emissioni di gas serra ridotte. Inoltre, la sua versatilità consente l'installazione a posteriori nei sistemi esistenti, promettendo ritorni sull'investimento positivi grazie al risparmio energetico e al miglioramento delle prestazioni. In particolare, la semplicità di retrofit e l'assenza di requisiti di trattamento dell'acqua lo rendono una scelta pratica e sostenibile per migliorare gli impianti di refrigerazione. "L'implementazione di questo sistema ha contribuito a ottenere notevoli risparmi energetici e a ridurre l'alta pressione del circuito di raffreddamento per evitare frequenti arresti del compressore. Raccomando questo sistema come soluzione sostenibile per adattarsi e mitigare il cambiamento climatico negli impianti di refrigerazione, soprattutto nei periodi estivi più caldi". Mr. Georgios Karampatos, Energy & New Technologies Supervisor AB Vassilopoulos Single Member S.A.