Case study - Cryogiam e le soluzioni A2L per la refrigerazione industriale e commerciale

L’azienda siciliana Cryogiam iveste nel futuro e sceglie il gas A2L Solstice® L40X (R-455A) a GWP inferiore a 150 come soluzione innovativa e definitiva nella refrigerazione industriale. Il risultato dei test condotti sui sistemi di raffreddamento hanno mostrato una maggiore efficienza degli impianti.

La riduzione degli Fgas ad alto GWP voluta dal decreto legislativo del 2014 ha posto molte aziende del settore della refrigerazione industriale e commerciale nelle condizioni di scegliere gas alternativi agli Fgas come propano, CO2, ammoniaca e gli HFO più sicuri degli idrocarburi e meno complessi per la realizzazione di impianti rispetto ad altri gas definiti impropriamente “naturali”. Cryogiam è tra le aziende che hanno cambiato rotta per garantire prodotti e servizi di qualità ai clienti, scegliendo i gas A2L, in particolare Solstice® L40X by Honeywell; un'alternativa rispetto a R744 (la versione processata della nota CO2 ) e R-448A. La decisione dell’azienda di Caltanissetta è stata presa dopo aver investito nella CO2 e aver riscontrato problemi sia di efficienza, di difficoltà di gestione dell’impianto sia di elevato investimento iniziale da parte dei clienti finali. L'uso di Solstice® L40X, invece, garantisce generalmente una maggiore efficienza e una soluzione ecologica a basso impatto ambientale, soprattutto se si vogliono contenere i costi iniziali e di vita impianto.

Cryogiam e la sua storia

Cryogiam è un’azienda siciliana con sede a Caltanissetta in un’area di 6000 metri quadri, 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 delle centrali frigorifere e quella dei sistemi split-monoblocchi. Gli obiettivi di Cryogiam sono di conciliare la sua esperienza e la ricerca al dialogo con i distributori per garantire prodotti, che rispondono alle richieste di mercato e soddisfano i clienti.

Cos’è il gas A2L Solstice L40X (R-455A)

Solstice L40X (R-455A) è un refrigerante a miscela zeotropica, con glide piuttosto elevato, progettato per applicazioni a bassa e media temperatura in nuovi sistemi. Non è possibile adottarlo in sostituzione semplice di R-404A in quanto la classe di pericolosità è lievemente superiore (classe A2L blandamente infiammabile).

Il suo basso GWP, pari a solo 146, lo rende una soluzione di lunghissimo termine secondo la normativa F-Gas. La sua  miscela offre anche una capacità simile a quella dell’R-404A e migliora l’efficienza energetica mantenendo costi realizzativi e sicurezza di uso e manutenzione tipiche dei gas fluorurati. Oltre al miglioramento delle performance nel complesso, questo gas offre eccellenti prestazioni di raffreddamento anche in applicazioni a bassa temperatura e può essere utilizzato in molti settori dell’industria HVAC&R, che includono banchi frigoriferi a spina ermetici, unità di condensazione, sistemi waterloop e monoblocchi per celle frigorifere e celle freezer, pompe di calore e chillers.

I test condotti sugli impianti dell’azienda Cryogiam

Il percorso di analisi effettuato da Cryogiam per sostituire gli Fgas con i gas A2L è stato svolto grazie al lavoro condiviso dell’ufficio tecnico dell'azienda e i partner esterni; da questa collaborazione sono state messe a fuoco le problematiche, ridotti al minimo le soluzioni e i costi di intervento per mettere le macchine in sicurezza.

Test 1: Nessuna evidenza di frazionamento

La prima preoccupazione degli ingegneri progettisti e collaudatori è relativa all’elevato glide (differenza di temperatura di evaporazione dei singoli componenti). Questo fenomeno, inevitabile con i nuovi gas ecologici ad elevate prestazioni non pericolosi e non tossici, richiede indagine nel caso di perdite di gas accidentali e successive ricariche.

 Il test eseguito dunque è servito a valutare l’impatto delle fughe sulle prestazioni: è stata indotta una perdita di refrigerante del 50% durante la fase di fermo della macchina e poi è stato ricaricato il sistema con Solstice L40X per verificare eventuali variazioni nelle prestazioni. Questo ciclo è stato ripetuto più di 10 volte. Il risultato ha portato ad una variazione minima della capacità frigorifera.

Test 2: Nessun innesco di fiamma pericoloso

Il test successivo è servito a valutare i rischi di infiammabilità attraverso la creazione di uno scenario di “triplo guasto” decisamente improbabile nella realtà: con ventole rotte, interruttore di sicurezza difettoso e contemporanea fuoriuscita di refrigerante. Quando la temperatura superficiale degli elementi riscaldanti dell’apparecchio ha raggiunto i 370 °C, è stata simulata una perdita di Solstice L40X in un modo che ne stimolasse l’infiammabilità, improbabile nella realtà. Il risultato del test, nonostante tutto, non ha evidenziato alcun tipo di accensione di fiamma.

Test 3 : il Cop e EER effettivi, obiettivo riduzione T.E.W.I.

La fase più importante è stata la valutazione del T.E.W.I. che è il vero parametro fondamentale che ci indica quanto un impianto di refrigerazione emette effetto serra.

Un basso gwp senza un ottimo T.E.W.I. rappresenterebbe una soluzione “via di mezzo” non definitiva e soggetta a critiche.

I tests sono stati fatti in presenza di personale esterno all’azienda, ponendo 2 grandi masse di acqua tiepida all’interno di una cella termicamente isolata e dotata di sistemi di monitoraggio temperature.

Si sono eseguite le procedure di avvio impianto e conduzione tipiche del noto gas R-404A e si sono vagliati i risultati in un ciclo durato diverse ore.

I risultati dell’analisi dei rischi

I criteri osservati da Cryogiam per adottare  Solstice L40X, sono frutto di un’accurata analisi sulla ventilazione e il luogo di destinazione finale tipico  delle macchine con risultati molto buoni:

  • non sono state ritenute pericolose le giunzioni saldate e filettate, non costituiscono fattore di rischio. È previsto a tutela dell’utilizzatore un pittogramma riportante la presenza di fluido potenzialmente infiammabile;
  • è stata valutata la ventilazione con risultati sufficienti a impedire l’innesco di fiamma in base ai parametri dei gas presi in esame ed è stata calcolata la portata di ventilazione necessaria, che ha soddisfatto il minimo requisito senza impatto determinante sui costi;
  • sono stati valutati i regolamenti antincendio nazionali e, di conseguenza è stato formulato il fascicolo tecnico ed eventuali limitazioni su luogo e le modalità di installazione. Il risultato non è vincolante per la tipologia e luogo di utilizzo delle macchine prese in esame;
  • è emerso che, in base alle direttiva EN 378 sulle misure di contenimento del rischio, Cryogiam potrà progettare e costruire moto-condensanti con gas A2L delle tipologie in esame fino e anche oltre la carica massima fino ad ora considerata per l’intera gamma prodotta, con assenza di limitazioni alla produzione a meno di progetti molto particolare e di elevatissimo valore laddove sarà richiesta una nuova analisi dedicata;
  • sarà sempre possibile splittare il circuito e rientrare nella casistica di cariche gas considerata, nel caso in cui una richiesta particolare per un sistema di refrigerazione molto potente superasse i quantitativi massimi ammessi per singola linea.

I prodotti Cryogiam con tecnologia A2L

I risultato dei test effettuati sugli impianti di refrigerazione con i gas A2L di Honeywell ha fatto emergere un elevato glide (fino a 10 k). Il glide “reale”, tenendo conto che all’ingresso dell’evaporatore il refrigerante ha mediamente un titolo pari a circa 0.35, è inferiore a 7K. Questo dato elevato del glide, però, non rappresenta un problema, se si conosce e gestisce sia con la progettazione che con il commissioning dell’impianto.

I prodotti Cryogiam che impiegheranno da Gennaio 2020 Solstice® L40X (R455a) comprendono una gamma di unità condensatrici con compressore semi-ermetico e, dopo alcuni test, anche le unità con compressori scroll.

General Gas è partner di Honeywell e sponsor del Progetto Cryogiam. Da oltre 40 anni garantiamo ai clienti esperienza ed eccellenza dei prodotti e servizi con elevati standard qualitativi quali UNI EN ISO 9001:2008 e AHRI 700. L'innovazione, il rispetto per l’ambiente sono i valori in cui crediamo e attraverso cui supportiamo i nostri clienti in un'atmosfera di collaborazione ed entusiasmo.

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