PREMESSA

Due anni fa, in questa stessa sede, abbiamo presentato un gruppo frigorifero ad assorbimento, funzionante con una soluzione di acqua e bromuro di litio. La macchina e' di tipo monoblocco, completa di torre di raffreddamento, adatta per essere installata all'esterno. Ma la peculiarita' di questo refrigeratore e' la modulazione della potenza frigorifera dal 20% al 100%. Questo permette un considerevole risparmio energetico oltre ad un miglior funzionamento della macchina, con il relativo aumento della vita operativa della macchina stessa.

APPLICAZIONE PRATICA

Perche' stata e' scelta proprio questa realizzazione?

Per motivi di poca disponibilita' di energia elettrica, il gruppo frigorifero scelto in origine (1996) era del tipo ad assorbimento a fiamma diretta a metano, con soluzione di acqua e ammoniaca, per una potenza frigorifera complessiva di 34,8 kW, realizzata con due moduli in parallelo da 17,4 kW cadauno, regolati in sequenza, ma con funzionamento ON-OFF.

Questa tipologia di macchina ha egregiamente assolto il compito del basso assorbimento elettrico, ma, purtroppo, non e' stata altrettanto valida per il consumo di gas (COP medio stagionale piuttosto basso) e per il rumore generato, in relazione all'ubicazione delle macchine.

Il sistema era previsto per il raffreddamento estivo dell'acqua da inviare ai ventilconvettori, mentre il riscaldamento invernale e la produzione di acqua calda sanitaria per tutto l'anno era affidato alle classiche caldaie.

Il sistema ad assorbimento con miscela di acqua e ammoniaca e' caratterizzato dal raffreddamento ad aria del condensatore, che richiedendone una grande quantita' , risulta assai rumoroso.

Ed e' proprio la rumorosita' di queste macchine, unitamente all'elevato costo di esercizio, che ha indotto l'utilizzatore finale a ricercare una nuova soluzione.

Questa nuova soluzione si e' concretizzata con la macchina ad assorbimento, sempre a fiamma diretta, funzionante con miscela di acqua e bromuro di litio, con raffreddamento ad acqua tramite torre evaporativa incorporata, in grado di realizzare un COP piu' elevato rispetto a quelle gia' impiegate. Inoltre con il grosso vantaggio aggiuntivo della modulazione della potenza frigorifera dal 20% al 100%, mantenendo il COP praticamente costante nel campo di modulazione.

Tutto questo presupponeva un sensibile risparmio energetico, che, unito alla riduzione di rumorosita' rispondeva egregiamente alle esigenze del cliente.

STUDIO DI FATTIBILITA' E OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA

Per decidere la nuova soluzione impiantistica e' stato fatto uno studio di fattibilita' basato su un programma di comparazione del costo energetico, riportato al kWh frigorifero, tra il refrigeratore a bromuro di litio e acqua e quello ad acqua e ammoniaca.

Il costo dell'energia utilizzata era di 0,256 €/m3 per il gas (tariffa defiscalizzata come albergo) e di 0,1275 €/kWh per l'energia elettrica (entrambe IVA esclusa).

Gi questa comparazione teorica portava ad un vantaggio economico, sul costo di esercizio, di circa 0,010 €/kWh (0,033 €/kWh con utilizzo del sistema a bromuro di litio contro l'0,043 €/kWh del sistema ad ammoniaca, IVA esclusa), che tradotto in percentuale significava circa il 23%.

Rispetto al costo energetico di esercizio di un refrigeratore elettrico, il vantaggio si amplificava con una differenza a favore dell'assorbitore del 31% circa. La soluzione elettrica non e' stata presa in considerazione anche per la poca disponibilita' di fornitura della stessa.

Questo risultato era suffragato, sempre teoricamente, anche da altre valutazioni economiche sul costo di esercizio delle macchine ad assorbimento in relazione al COP, fatto in sede Universita'aria.

Da una verifica del reale fabbisogno frigorifero dell'impianto, e' risultato anche un sovradimensionamento dei gruppi frigoriferi ad ammoniaca esistenti, per cui si e' potuto scegliere un gruppo frigorifero a bromuro di litio di potenza decisamente piu' ridotta.

Si tratta di un gruppo ad assorbimento a fiamma diretta, a doppio stadio, in grado di fornire non solo energia frigorifera per la climatizzazione estiva, ma anche energia termica per il riscaldamento invernale.

Il combustibile e' gas naturale (metano) con un consumo massimo di 2,2 m3/h in raffreddamento e 2,6 m3/h in riscaldamento. L'impegno di energia elettrica e' di 1,45 kW max in estate e 0,68 kW max in inverno, con alimentazione monofase. Il consumo di acqua e' di 0,06 m3/h max

Tutto il gruppo e' gestito da un sistema elettronico, che, oltre al controllo dei parametri e dello stato di funzionamento della macchina (compresi i consumi energetici di gas, energia elettrica e acqua), modula la capacita' termo-frigorifera (con il relativo smaltimento di calore) dal 20% al 100%, in funzione del fabbisogno dell'impianto.

Infatti, oltre al bruciatore a doppio stadio, viene variata la velocita' della pompa della soluzione tramite inverter, mentre le velocita' del ventilatore e della pompa della torre di raffreddamento vengono regolate rispettivamente a tre e a due gradini.

Questo consente di ottenere un COP pari a 1 (considerando anche i consumi elettrici) costante su tutto il campo di modulazione, con il conseguente contenimento dei consumi energetici, oltre a garantire una lunga durata della macchina.

Un'altra particolarita'  di questa macchina, progettata in funzione del risparmio energetico, e' il salto termico dell'acqua dell’impianto.

Questo gruppo frigorifero e' stato dimensionato per avere lo stesso salto termico di 7 C sia nel ciclo di raffreddamento (7C/14C) che in quello di riscaldamento (57C/50C), in modo di ridurre la potenza della pompa e la dimensione delle tubazioni dell'impianto (in questo caso parzialmente esistenti).

 ANALISI CONSUNTIVA

L'analisi di consumo, rapportata alle precedenti macchine frigorifere ad ammoniaca, e' stata fatta sul funzionamento estivo 2004, mentre nel funzionamento invernale 2004-2005 la macchina e' stata utilizzata per il riscaldamento di una parte nuova dell’albergo, non confrontabile con situazioni precedenti.

Nel periodo considerato, il gruppo frigorifero ha lavorato in continuo per circa 3.120 ore per un periodo di 130 giorni.

In questo lasso di tempo la macchina ha consumato circa 4.105 m3 di gas, per un importo totale di circa 1051,00 €, mentre il costo dell'energia elettrica e' stato di circa 345,00 € e il costo dell'acqua di circa 67,00 €.

Il totale ammonta quindi a circa 1.463,00 €, che, con una produzione stagionale di circa 42.912 kWh frigoriferi, porta il costo unitario a circa 0,034 €/kWhf, contro i 0,033 €/kWhf previsti.

Rapportando tali consumi alla media dei sei anni precedenti (escluso il 2003 data l'eccezionalita' della stagione), il risparmio energetico sul consumo di gas e' risultato del 33% circa (4.105 contro 6.190 m3/stagione) e del 6% sul consumo di energia elettrica (2.705 contro 2.885 kWh). Per la precisione il consumo di acqua del sistema ad assorbimento a bromuro di litio, peraltro molto modesto, non esiste nel sistema ad ammoniaca.

Dal punto di vista economico, il risparmio e' stato di oltre il 25%.

Se invece fosse stato utilizzato un gruppo frigorifero elettrico a compressione, il costo stimato di esercizio, a pari energia frigorifera erogata, sarebbe risultato di 2.068,00 €, quindi con un incremento del 41%, rispetto alla soluzione adottata.

La crescente richiesta di energia frigorifera ed elettrica nella stagione estiva per la climatizzazione spinge alla diversificazione delle modalita' di produzione del freddo e di uso delle fonti primarie di energia.