Case Study su Utilizzo di Gas Refrigerante A2L Ultra Low GWP R455A – Honeywell Solstice® L40X su motocondensanti.
Chi è Cryogiam:
Cryogiam è situata a Caltanissetta in un’area di 6000 m2 che comprende uffici commerciali, amministrativi e la produzione di sistemi frigoriferi.
La struttura è organizzata in tre diverse linee di produzione: quella destinata alle unità di condensazione, quella destinata alle centrali frigorifere e quella destinata ai sistemi split-monoblocchi.
Il personale, altamente formato e qualificato, è monitorato da un efficace sistema di controllo e di verifica di qualità. Tutti i prodotti vengono testati durante le varie fasi di montaggio e sono costruiti in conformità con le normative europee di sicurezza. Per assicurare il massimo rendimento i sistemi sono assemblati con i componenti di migliore qualità presenti sul mercato.
La nascita di un’idea di evoluzione tecnologica, lo studio iniziale e la trasformazione in realtà
- il quadro normativo F-Gas in EU impone ai costruttori di sistemi frigoriferi uno sforzo aggiuntivo
- limite di 150 gwp dal 1° Gen 2022 per sistemi di refrigerazione commerciale > 40 kw (capacità)
- necessità di contribuire alla riduzione del GWP medio di mercato EU
- sicurezza nell’uso e nella manutenzione – i gas A2L sono molto più sicuri degli idrocarburi e di altri gas impropriamente definiti «naturali» - basse pressioni e bassissima infiammabilità
- Eco-Design, quindi ottimizzazione delle cariche e dei circuiti al fine di conseguire il massimo EER, quindi TEWI nella vita utile del sistema
- Economia di realizzazione (Capex) e di esercizio (TCO)
- Scalabilità dalle bassissime potenze (ermetici) alle medie potenze
- Possibilità di estensione a Centrali Multipack per grandi superfici
Le necessità del Costruttore (OEM)
«Cryogiam ha investito molto nella CO2 in passato, abbiamo dimostrato che tante perplessità in merito al funzionamento ed alla sicurezza nei climi caldi erano infondate. Peraltro, il problema emerso da subito è l’efficienza alle temperature non ideali (Italia); va detto comunque che la tecnologia oggi è matura per poter funzionare affidabilmente anche alle elevate temperature. La CO2 comporta una complessa gestione dell’impianto, decisamente costosa nella durata vitale del sistema. Tra l’altro, esistono diversi studi comparativi consultabili anche online, che dimostrano come l’impiego degli A2L piuttosto che della CO2 nella refrigerazione commerciale porti ad una maggiore efficienza di esercizio.»
ing. Alessandro Carrubba – R&D Chief Technical Officer Cryogiam
« È chiaro che l’attuale incertezza su quelli che saranno i refrigeranti del futuro costringe gli operatori di settore a guardarsi intorno. Tra le varie soluzioni che le industrie chimiche stanno sviluppando, quella degli A2L ci è apparsa fin da subito come la più aderente alle esigenze del mercato di Cryogiam»
Sulla risposta attesa dal mercato :
« È importante per noi poter proporre una soluzione ecologica perché i nostri clienti, ormai particolarmente sensibili alla problematica, ci chiedono soluzioni diciamo “definitive” o comunque che ci garantiscano una certa continuità nel tempo.»
Marco Giammusso – C.E.O.
Sulle difficoltà prima di partire con il progetto:
« È chiaro che, come per tutte le novità, il percorso di analisi sugli A2L è stato non sempre chiaro e delineato. Possiamo però dire che grazie al lavoro condiviso del nostro ufficio tecnico con dei partner esterni siamo riusciti a mettere a fuoco le problematiche e a ridurre al minimo le soluzioni ed i costi di intervento per consentirci di mettere le macchine in sicurezza.»
ing. Alessandro Carrubba – R&D Chief Technical Officer Cryogiam
Il programma di Lab Testing e i Risultati
Test 1 : Gestione del Glide
I risultati mostrano uno scorrimento sensibilmente inferiore alle aspettative e ai dati teorici
Test 2 : Rischio fiamma
Le molte informazioni sperimentali pervenute da Honeywell Fluorochemicals sugli A2L sono state confermate dei test effettuati in massima sicurezza nei labs della Cryogiam
Test 3 : COP e EER effettivi
Il test è stato effettuato simulando il raffreddamento di due grandi masse di acqua (dentro alcuni IBC containers). Risultati molto buoni sia come velocità nel raffreddamento (capacità frigorifera) sia nel consumo da rete elettrica (COP/EER).
I Vantaggi della Tecnologia A2L
Una delle riflessioni, lato progettuale, in merito al facile utilizzo del nuovo gas Solstice® L40X è data dall'elevato glide, fino a 10 K; quali sono stati i risultati dei test effettuati?
«In realtà il glide “reale”, tenendo conto che all’ingresso dell’evaporatore il refrigerante ha mediamente (per le nostre applicazioni) un titolo pari a circa 0.35, è inferiore a 7K. I test ci confermano quanto detto. Quello del glide non è un problema, bisogna solo conoscerlo ed imparare a gestirlo sia per ciò che riguarda la progettazione sia per il commissioning dell’impianto.»
«Siamo soddisfatti dei risultati e proporremo con tenacia e convinzione la soluzione A2L come alternativa rispetto a CO2 e R448a (che al momento è ancora una valida soluzione)»
Marco Giammusso – C.E.O. Cryogiam
Quale gamma di prodotti Cryogiam impiegherà da Gennaio 2020 Solstice® L40X (R455a)?
«Stiamo testando il refrigerante sulla gamma di unità condensatrici con compressore semi-ermetico e a venire inizieremo a testare anche le unità con compressori scroll.»
«Ovviamente abbiamo percorso l’iter di analisi rischi grazie alla consulenza di una nota impresa sita nel nord est Italia. Siamo molto soddifatti, le spese sostenute non incideranno in maniera determinante sul costo dei prodotti»
ing. Alessandro Carrubba – R&D Chief Technical Officer & Marco Giammusso – C.E.O. Cryogiam
Analisi Rischi A2L e Determinazione delle massime cariche
Il percorso di Analisi Rischi A2L
Cryogiam S.r.l. ha percorso l’iter ideale per la commercializzazione e utilizzo in sicurezza da parte della clientele riguardo ai possibili rischi incendio derivanti dall’impiego di miscele di tipo A2L (R455A, R454Ac, R454A).
- La particolarità del prodotto finito (moto-condensante) è imputabile ad alcuni fattori variabili e non predeterminabili:
- Luogo di destinazione di utilizzo : può essere un’industria con accesso alle aree riservato e / o autorizzato
- Tipologia di attività non nota a priori (tipicamente settore commerciale)
- Cariche in base a potenza richiesta, distanza dal luogo / dalle merci da rinfrescare o congelare, T di evaporazione fluido refrigerante TN o BT
- Prodotto finito «non standard» ovvero non riferibile a standard di prodotto
- La redazione del fascicolo tecnico e delle specifiche di installazione e manutenzione è stata portata a termine grazie all’aiuto di una nota società di consulenza esterna, italiana, specializzata in analisi A2L (non solo Atex quindi)
- A tal fine si sono prese in esame le direttive secondo la normativa europea EN378 in abbinamento alle CEI e alle ISO nelle sezioni pertinenti
- Sono state raccolte tutte le informazioni necessarie e in particolare i parametri LFL (infiammabilità), ATEL (tossicità), ODL (asfissia), Campo di infiammabilità (UFL – LFL), Energia di innesco minima, Calore di combustione, Velocità di combustione.
- Sulla base delle sorgenti di rischio e dell’effettiva portata del rischio, è stato dato parere positivo alla realizzazione di due unità esemplari dotate di carica massima pari a 6 e 14 Kg rappresentanti la maggior parte della richiesta del mercato
I risultati dell’analisi dei Rischi A2L
Individuazione delle sorgenti di emissione:
Giunzioni saldate e filettate: non sono state ritenute pericolose. Sono risultati «trascurabili» e non costituenti fattore di rischio. Si è previsto a tutela dell’utilizzatore un pittogramma riportante la presenza di fluido potenzialmente infiammabile
Studio della ventilazione:
Valutata sufficiente a impedire l’innesco di fiamma in base ai parametri dei gas presi in esame. E’ stata calcolata la portata di ventilazione necessaria e soddisfatto il minimo requisito senza impatto determinante sui costi.
Luogo di installazione:
Ragionamenti e valutazioni sulla base dei regolamenti anti incendio nazionali e quindi formulazione del fascicolo tecnico ed eventuali limitazioni su luogo e modalità di installazione. Il risultato è non vincolante per la tipologia e luogo di utilizzo delle macchine prese in esame.
- E’ emerso come atteso che, in base alle direttiva EN378 sulle misure di contenimento del rischio, la Cryogiam S.r.l. potrà progettare e costruire moto – condensanti con gas A2L delle tipologie in esame fino e anche oltre la carica massima fino ad ora mai considerata per l’intera gamma prodotta, rassicurando in tal modo circa l’assenza di limitazioni alla produzione
- Nel caso in cui una richiesta particolare per un sistema di refrigerazione molto potente superasse i quantitativi massimi ammessi, sarà sempre possibile splittare il circuito e rientrare nella casistica considerata
Sommario:
Benefit nell’adozione di R455A – Solstice® L40X
- I Test effettuati in vari stati membri UE dimostrano che si possono facilmente ottenere performances simili a R404A
- Solstice L40X rappresenta una scelta definitiva, di durata al momento non stimabile, offrendo benefici per l’ambiente a costi sostenibili e senza accanimenti tecnologici che richiederebbero ingenti risorse
- Le attuali tecnologie di compressione gas sono già disponibili al trattamento di R455A
- Stessa carica di refrigerante rispetto a R404A, facilmente riducibile con moderata spesa grazie alle più attuali tecnologie
- TEWI molto favorevole, messo a confronto con più di 10 differenti soluzioni, a climi paragonabili a quello mediterranei
GeneralGas S.r.l. partner di Honeywell e sponsor del Progetto Cryogiam S.r.l.
GeneralGas è una società leader nel mercato della Refrigerazione e Condizionamento; da oltre 40 anni garantiamo ai nostri Clienti esperienza ed eccellenza dei prodotti e servizi.
Ci impegniamo costantemente nel comprendere ed anticipare le evoluzioni del mercato nel quale operiamo; ciò con la finalità di rappresentare, per i nostri Clienti, un partner tecnologico, piuttosto che un mero fornitore di molecole.
Adottiamo e ci impegniamo a rispettare elevati standard qualitativi dei prodotti e servizi, quali UNI EN ISO 9001:2008 e AHRI 700
Crediamo nell’Innovazione, nel Rispetto per l’Ambiente, supportiamo i nostri Clienti in una atmosfera di collaborazione ed entusiasmo generato dai nostri appassionati e competenti collaboratori
Dott. Ing. Carmine Marotta – C.E.O.
Honeywell Fluorochemicals
Nei laboratori di Honeywell, a Buffalo, USA, si ricercano le più innovative formulazioni di molecole fluorurate e miscele di gas refrigeranti a bassissimo gwp
Tra le più importanti scoperte nel passato, i brevetti AZ50 (R507a), AZ20 (R410a) che hanno facilitato il passaggio dai vecchi clorofluorocarburi
I nuovi brevetti della gamma Solstice® promettono nuovi standard in termini di efficienza energetica (progetto Eco-Efficiency su scala mondiale) e di sostenibilità ambientale (ULGWP - Ultra Low Gwp)
