Case study - Zanotti e Solstice® L40X (R-455A) per i sistemi di raffreddamento monoblocco

Il gas Solstice® L40X (R-455A) di Honeywell come sostituto dell’ R-404A ad alto GWP: ecco la soluzione dell’azienda mantovana Zanotti. Scopriamo i test svolti dall'impresa sui sistemi di raffreddamento monoblocco e i vantaggi sulle performance di questo gas a bassissimo GWP (inferiore a 150).

L’innovazione tecnologica e la ricerca nel campo della refrigerazione sono dei processi che ogni azienda dovrebbe compiere, sia per garantire elevati standard dei prodotti e dei servizi offerti, che per assicurare una maggiore sicurezza ambientale. Questa è la mission di Zanotti, azienda mantovana del Gruppo Daikin leader nella produzione di sistemi di refrigerazione per applicazioni commerciali, industriali e di trasporto, che ha fatto dell’innovazione il suo punto di forza riconosciuto in tutto il mondo. L’efficienza e il rinnovamento dei servizi per i clienti sono tra i principali valori dell’azienda, che ha redatto  un codice etico, con cui si impegna a garantire la sicurezza dell’ambiente dei suoi processi; a questo scopo ha scelto di introdurre nei suoi sistemi di raffreddamento una soluzione a lungo termine: il gas refrigerante Solstice L40X (R-455A) a GWP inferiore a 150 di Honeywell. Scopriamo come questo gas, sostituto dell'R-404A ormai inutilizzabile in queste nuove apparecchiature, ha soddisfatto le esigenze dell’azienda e quali sono i vantaggi apportati ai servizi offerti ai clienti. 

Zanotti un’azienda al passo con i tempi

Nata nel 1962, Zanotti è un’azienda  leader nella produzione di sistemi di refrigerazione per applicazioni commerciali, industriali e di trasporto con diversi stabilimenti produttivi anche nel Regno Unito e in Spagna. La missione dell’azienda è identificare e realizzare i bisogni futuri dei clienti, rimanendo al passo con le richieste del mercato; da anni garantisce prodotti a conformità di legge e sicuri, sia per i clienti che per l’ambiente. In questo senso, l’azienda  sperimenta soluzioni innovative che prevedono l'uso di gas refrigeranti a basso (GWP) come CO2, ammoniaca e propano senza R-404A, come richiesto dalla normativa sui gas fluorurati.

La multinazionale Daikin ha rilevato l’intera proprietà di Zanotti, una buona notizia sul fronte investimenti in aziende italiane, sicuramente foriera di una spinta di innovazione e crescita del personale che sarà impiegato, con forti competenze specialistiche.

La scelta di Solstice L40X come sostituto dell’R-404A

La sostituzione del gas refrigerante R-404A ad alto GWP imposta dalla normativa Fgas ha spinto Zanotti verso la ricerca di un progresso verso il benessere ambientale che possa impattare il meno possibile sui costi produttivi.

L’adozione di alternative cosiddette erroneamente “naturali” (diciamo odi origine naturale) come R744 (CO2 industriale per refrigerazione) e R290 (propano processato) è possibile ma da un lato (R744) richiede grandi sforzi alla clientela in termini di costi di acquisto e manutenzione, dall’altro (R290) incrementa la pericolosità di incendio e quindi rende meno sostenibile il progresso ambientale.

Dopo un programma di test scrupolosissimo durato molti mesi, l’azienda ha scelto Solstice® L40X (R-455A) di Honeywell come gas a basso GWP  adatto a garantire le performance del sistema di raffreddamento monoblocco. La gamma monoblocco “plug and play” è un sistema compatto di raffreddamento adatto a qualsiasi tipo di cella frigorifera a bassa e media temperatura ed è particolarmente efficace nel controllo della temperatura e dell’umidità nelle cantine vinicole.

Occorre ricordare che l’efficienza energetica di L40X è al vertice della categoria “gas refrigeranti per refrigerazione” e che ogni kWh consumato equivale a circa 400 gr di CO2 che si immette in atmosfera!

Cos’è il gas A2L Solstice L40X

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.

Le esigenze soddisfatte da Solstice L40X

I criteri osservati da Zanotti per rimpiazzare il gas refrigerante R-404A ad alto GWP con Solstice L40X ad un minore impatto ambientale, tengono conto dei fattori di sicurezza ed efficienza delle prestazioni per:

  • Identificare un refrigerante a GWP minimo e sostituire l’R-404A a sostegno dei propri

valori aziendali focalizzati sulla massima riduzione dell’impatto ambientale, preservando la sostenibilità sociale;

  • Trovare una soluzione compatibile con l’attuale tecnologia dei compressori senza stravolgimenti;
  • Mantenere basso il peso dei dispositivi prodotti per le particolari caratteristiche dei luoghi di installazione
  • Conservare un elevato livello di silenziosità anche sotto stress termico
  • Valutare i rischi legati a infiammabilità e sicurezza associati a guasti o a manipolazione errata dei componenti (analisi “worst case”);
  • Garantire al sistema una capacità, un’efficienza energetica e prestazioni equivalenti senza necessità di modifiche nel design;
  • Preservare le performances anche in presenza di temperature “tropicali”
  • Confermare il refrigerante sostitutivo come soluzione a lungo termine conforme al regolamento F-Gas, con la possibilità di estenderla ad altri intervalli di temperatura e applicazioni.

I test di valutazione di Solstice L40X

L’introduzione della nuova frontiera del gas refrigerante nel servizio offerto da Zanotti è stata preceduta da un lavoro accurato di analisi. Dalla ricerca iniziale, al programma di test fino agli ulteriori controlli, l'azienda ha valutato l’adeguatezza di Solstice L40X a basso GWP per la gamma monoblocco, mettendo a confronto le sue prestazioni con quelle del monoblocco R-404A. Dopo l’ottimizzazione minima, sono stati svolti anche una serie di test incentrati sulla sicurezza e sulle prestazioni. Vediamone alcuni.

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: Prestazioni confrontabili

Zanotti ha effettuato anche una serie di test operativi in condizioni controllate (temperatura ambiente di +35 °C, cella frigorifera a +5 °C). I risultati hanno mostrato una capacità di raffreddamento e un EER simili tra il Solstice L40X e l’R-404A con la stessa carica di refrigerante (460g). Un bel risultato: un progresso verso la sostenibilità ambientale senza incidere sui consumi di energia elettrica ! 

Zanotti e lo sguardo al futuro

Dopo il successo dei test condotti su Solstice L40X Zanotti sta valutando l’introduzione del refrigerante nei propri sistemi monoblocco a media temperatura e  le opportunità di applicazioni a bassa temperatura, nonché per il trasporto refrigerato.

Il futuro della refrigerazione commerciale e industriale sostenibile, dipende molto scelte delle aziende che decidono di innovare i loro servizi con uno sguardo verso la sostenibilità.

Trovare una soluzione conforme alla F-Gas (GWP<150) con la possibilità di ridurre il Total Equivalent Warming Impact (TEWI) in linea con i valori ambientali dell’azienda è stato un “milestone” in questo progetto.

A questo scopo, General Gas in collaborazione con Honeywell si impegna a dare un supporto alle imprese che vogliono intraprendere una nuova strada e garantire negli impianti della catena del freddo soluzioni di qualità a basso GWP. 

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