Premessa
La visione europea per il 2050, verso un’economia a basse emissioni di carbonio, punta alla riduzione dell’ 80 / 95 % della emissioni di gas ad effetto serra. In particolar modo si da importanza a 3 parametri, che sono i seguenti:
1° parametro: Consumo di energia primaria;
2° parametro: Emissione gas effetto-serra;
3° parametro: Utilizzo energie da fonte rinnovabile.
La normativa prevede una riduzione nel tempo dei parametri 1 e 2, mentre un aumento del parametro 3 (vedere fig. sopra).
In sintesi, si punta a prediligere un comportamento virtuoso, introducendo sul mercato tecnologie che utilizzino energie rinnovabili, e che abbiano delle efficienze maggiori per ridurre le emissioni indirette in atmosfera e consumando meno energia primaria.
Da uno studio approfondito delle applicazioni protagoniste dell’effetto serra, sul 100% del danno complessivo prodotto all’ambiente, le industrie hanno un potere impattante del 31%, contro il 29 % del settore dei trasporti ed infine il restante 40% è legato agli edifici. E di questo 40%, il 37% è legato al mondo dell’HVAC.
Studi dimostrano che l’impatto ambientale provocato dalla fuoriuscita di refrigerante in atmosfera incide per meno del 5% (emissione diretta) e che ad impattare di piu’ siano le emissioni indirette, ovvero quelle legate all’esercizio delle apparecchiature/macchine (es. chiller elettrici in applicazioni Comfort o Process).
Di seguito sono mostrate le principali direttive Europee che gettano le basi del comportamento virtuoso sopra citato:
YORK by Johnson Controls, è sempre stato un pioniere nel mondo dell’HVAC, montando già nel 1979 il primo inverter sui propri compressori.
Nel 2018, anticipando tutti, immette sul mercato una macchina studiata per lavorare con un refrigerante di ultima generazione l’R-1233zd (GWP=1) a bassa pressione, con cuscinetti magnetici, lubrification free and oil free. Tale macchina garantisce delle performance estreme, sia in full load che in partial load.
Analisi
Come anticipato, le normative attuali Europee, che riguardano il mondo dell’HVAC, spinge i fornitori di apparecchiature/macchine ad aumentare gli standard di efficienza energetica, dando molta importanza alle prestazioni ai carichi parziali.
Questo perché dall’esperienza, per le applicazioni COMFORT, i chiller elettrici lavorano per il 99% del tempo in condizioni NON nominali. Tanto è vero che la stessa normativa tecnica di riferimento (EN14825), oltre ad introdurre nuovi coefficienti di prestazione, come l’SEER e SCOOP, considera il seguente andamento del carico estivo:
Dal grafico, sono rappresentate in ordinata le bin-hours, mentre in ascissa le temperature ambientali esterne; Con la barra verde-rossa si rappresenta il carico dell’edificio. Le bin-hours in questo caso sono della località di riferimento di Strasburgo ed utilizzate per il calcolo del SEER.
Il SEER, nonostante sia un ottimo parametro per poter allineare correttamente differenti modelli e marche di chiller basandosi su un andamento climatico standardizzato, in alcune applicazioni potrebbe servire dettagliare il calcolo, modificando:
– dati climatici sito d’installazione;
– ore di funzionamento;
– curva di carico dell’applicazione.
Di seguito viene proposta un esempio di analisi di dettaglio, e che mette a confronto due chiller centrifughi YORK, il nuovo YZ a levitazione magnetica, e il tradizionale YK con cuscinetti meccanici:
- Località: Bologna;
- Ore funzionamento: tutto l’anno;
- Curva di carico: applicazione comfort per aeroporto;
- Potenza frigorifero nominale: 2500kWf (7-12°C 30-35°C);
- Costo unitario energia elettrica: 0.135 eur/kWh.
Risultati
Come si vede dalla tabella di confronto, si passa da un consumo annuale di energia elettrica di 807’946.2 kWh (con chiller levitazione magnetica) a 955’445.6 kWh (con chiller cuscinetti meccanici), che in termini economici corrispondono a circa 20’000 euro risparmiati ogni anno.
Tale risparmio di energia elettrica potrebbe dare accesso ai TEE (titoli di efficienza energetica-DM 10/05/2018).
Riferimenti
Ecodesign Directive for HVAC Chillers and Heat Pumps johnsoncontrols.co.uk
YZ:
Video di presentazione: https://www.youtube.com/watch?v=UarIYRoZ0Ks
Link per approfondimento: http://www.chiappellirappresentanze.com/industriale/yz-chiller/
Video approfondimento: https://www.youtube.com/watch?v=1S-yrO0lb7s
Per maggiori informazioni:
Aurelio Cinquegrana
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