Sistemi e refrigeranti a basso GWP: un’analisi costo-efficienza

Negli USA, in seguito all’aumento delle pressioni normative derivanti tra l’altro dal noto Emendamento Kigali del Protocollo di Montreal, che impone una riduzione dell’utilizzo dei gas refrigeranti HFC finalizzata al rallentamento del processo di riscaldamento globale, gli operatori della grande distribuzione organizzata hanno bisogno di strumenti e risorse che forniscano chiarezza sul costo delle tecnologie di refrigerazione naturale a basso impatto ambientale.
 
Gli attuali sistemi di refrigerazione hanno infatti un importante impatto ambientale, che si traduce in un incontrollato aumento dell’inquinamento e del conseguente effetto serra. Alla luce di questa problematica, già confermata e studiata da molti anni, gruppi di ricerca e aziende si sono mosse per progettare e sperimentare sistemi di refrigerazione alternativi, in grado di essere più ecosostenibili, anche grazie all’utilizzo di gas refrigeranti di ultima generazione, a basso GWP o addirittura ad impatto ambientale zero.
Ma quali sono i costi sostenuti per l’installazione e l’utilizzo di questi impianti alternativi?  La risposta a questa domanda, di interesse sempre più crescente per il settore alimentare è stata studiata da DC Engineering, una società di progettazione ingegneristica con sede a Meridian, nell’Idaho, su commissione di una catena alimentare, la quale ha messo a disposizione uno dei propri supermercati per lo svolgimento delle fasi di analisi e ricerca.
 
Questo interessante studio ha messo in risalto i costi iniziali e i costi permanenti dei sistemi di refrigerazione che utilizzano gas di origine naturale o a basso GWP, contribuendo quindi a chiarire quali siano le alternative con un miglior rapporto costo-efficienza.
 
«Questo studio è un esempio trasparente e completo di confronto dei costi, quello che i rivenditori di prodotti alimentari stanno cercando» ha affermato Danielle Wright, direttore esecutivo di NASRC – North American Sustainable Refrigeration Council. «Con l’aumento delle pressioni normative, i retailer hanno bisogno di più strumenti come questo per confrontare efficacemente le loro opzioni».
 
Il progetto ha riguardato 4 diversi progetti di sistemi di refrigerazione.
Il supermercato che è stato oggetto dello studio ha un’area totale di 40.000 metri quadrati con un carico di 900 MBH.  Il sistema di refrigerazione di riferimento consta di un sistema a 3 rack che utilizza R-448A, che è stato confrontato con altri 3 impianti alternativi:
 

1. Un sistema di trascrizione CO2 che utilizza un singolo rack e un raffreddatore di gas adiabatico;
2. Un sistema micro-distribuito che utilizza R-448A e un raffreddatore di liquido adiabatico e un circuito idronico per l’espulsione di calore;
3. Un sistema micro-macro distribuito che utilizza R-290 per casi standardizzati e CO2 per casi speciali e utilizza un raffreddatore di fluido adiabatico e un circuito idronico per l’espulsione di calore.

 
Per poter ipotizzare prezzi di installazione realistici si sono raccolte offerte per i quattro progetti in cinque regioni diverse degli Stati Uniti: Austin, Chicago, New York, Phoenix e San Francisco. I dati raccolti hanno messo in luce che il sistema di CO2 transcritica è l’impianto con costo iniziale più basso, anche rispetto al sistema HFC di riferimento.
 
«È importante ricordare che questo studio riflette l’esperienza di un retailer e non è necessariamente rappresentativo per altri retailer», ha affermato Wright, portavoce delle esigenze dei maggiori stakeholders statunitensi del settore della grande distribuzione. «Un certo numero dei retailer membri del NASRC – di cui Wright è direttore esecutivo - sta ancora sperimentando importanti costi iniziali per i sistemi a CO₂».
 
Per ciascuno dei quattro progetti di sistema sono inoltre state analizzate le prestazioni energetiche, utilizzando una combinazione di strumenti quali Pack Calculation Pro, Excel e altri.
Per ottimizzare le analisi i ricercatori hanno tenuto conto dei dati meteorologici delle cinque regioni considerate e tutti i carichi del sistema sono stati mantenuti costanti ai fini del confronto.
I risultati hanno dimostrato delle penalità energetiche in ogni regione, per tutti i tipi di sistemi alternativi, per valori compresi tra il 9% e il 122% al di sopra del sistema di base HFC.
 
«È stato molto interessante vedere come il consumo di energia differisca tra i vari sistemi disponibili in commercio» ha affermato l’Ing. Barrett di DC Engineering. «È stato particolarmente interessante – e incoraggiante – vedere come i vantaggi in termini di efficienza termodinamica delle soluzioni a refrigeranti naturali si siano rivelati molto elevati rispetto a un sistema ad HFC anch’esso molto efficiente, con un design che utilizza le migliori pratiche del settore. Lo studio ha confermato la nostra posizione secondo cui i sistemi a refrigeranti naturali sono fattibili e adeguati a soddisfare quasi tutte le richieste impiantistiche, ma possono effettivamente essere ancora migliorati per massimizzare l’efficienza energetica». 
 
Questo studio, disponibile qui di seguito in lingua originale, è risultato essere un vero e proprio passo in avanti per fornire ai retailer gli strumenti di cui hanno bisogno per confrontare in modo efficace ed efficiente le loro opzioni, considerando sempre più sistemi e gas refrigeranti a basso impatto ambientale.