Anidride carbonica (CO₂)

Progredire naturalmente

Con la transizione verso un futuro più ecologico, la scelta del refrigerante diventa un fattore importante per la vostra azienda e per il pianeta. La CO₂ è un refrigerante naturale che garantisce una refrigerazione sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico, dai magazzini alle macchine del ghiaccio. Permette alle aziende di progredire in modo naturale.

Proprietà generali

La CO₂ ha diverse proprietà termodinamiche uniche, che la rendono il refrigerante ideale.

Ottimo coefficiente di trasferimento di calore
Elevato contenuto energetico
Poca sensibilità alle perdite di pressione
Viscosità estremamente bassa

Nelle applicazioni pratiche, gli impianti a CO₂ offrono prestazioni molto elevate. Le maggiori ragioni sono:

Scambio termico superiore
Dimensione dei tubi ridotta
Ridotta potenza di pompaggio quando la CO₂ è utilizzata come fluido secondario
Maggiore recupero di calore

Per tutti i refrigeranti, l'efficienza del sistema diminuisce con l'aumento della temperatura di condensazione. Le alte temperature di condensazione sono spesso considerate un fattore limitante per l'utilizzo della CO₂. Tuttavia, le proprietà termofisiche intrinseche della CO₂ e l'utilizzo dell'energia di espansione con gli eiettori possono contribuire a compensare questo fattore.

Inoltre, i sistemi di refrigerazione a CO₂ possiedono opzioni di recupero del calore che possono contribuire a rendere l'azienda ancora più a prova di futuro. La CO₂ e il suo elevato contenuto energetico, che continua a scalare a temperature maggiori, possono essere recuperati, aumentando l'efficienza complessiva del sistema.

Refrigerazione a CO₂ e refrigerazione commerciale

Scopri di più

CO₂ nel food retail

Scopri di più

Benefici della CO₂ nella refrigerazione industriale

Scopri di più

Impatto ambientale

Dal punto di vista ambientale, la CO₂ è un refrigerante molto interessante, con un ODP pari a zero e un GWP pari a 1. È una sostanza che si trova in natura ed è presente in abbondanza nell'atmosfera.

Pressione e temperatura

La CO₂ è un refrigerante ad alta pressione per il quale sono necessarie alte pressioni di esercizio per un funzionamento efficiente. Durante un fermo macchina, la temperatura ambiente può raggiungere e superare la temperatura critica e la pressione può superare la pressione critica. Di conseguenza, i sistemi sono in genere progettati per resistere a pressioni fino a 90 bar, e talvolta sono persino dotati di una piccola unità condensante compatibile con il fermo macchina per mantenere basse le pressioni.

Al tempo stesso, la CO₂ ha un basso rapporto di compressione (dal 20 al 50% in meno degli HFC e dell'ammoniaca), e ciò ne migliora l'efficienza volumetrica. Con temperature di evaporazione comprese tra -55 ºC e 0 ºC, la prestazione volumetrica della CO₂ è ad esempio da quattro a dodici volte superiore a quella dell'ammoniaca, e ciò consente di utilizzare compressori con volumi generati ridotti.

Il punto triplo e il punto critico della CO₂ sono molto vicini al campo di funzionamento. Il punto critico può essere raggiunto durante il normale funzionamento. Il punto triplo può essere raggiunto durante la manutenzione dell'impianto, e questo è indicato dalla formazione di ghiaccio secco quando le parti dell'impianto contenenti liquido sono esposte alla pressione atmosferica. Speciali procedure sono necessarie per impedire la formazione di ghiaccio secco in occasione dello sfiato del sistema durante la manutenzione.

Interazione con i materiali

La CO₂ non reagisce con i metalli più comuni né con i componenti in Teflon®, PEEK o neoprene. Può tuttavia penetrare negli elastomeri e causare il rigonfiamento della gomma butilica (IIR), della gomma nitrile (NBR) e dei materiali in etilene-propilene (EPDM).

La densità della CO₂ liquida è circa 1,5 volte superiore a quella dell'ammoniaca, con conseguente aumento della carica massica negli evaporatori, come nel caso dei chiller a piastre grandi negli impianti industriali di grandi dimensioni. Una maggiore densità significa una maggiore circolazione d'olio, che a sua volta richiede separatori d'olio efficaci per gli impianti industriali.

Efficienza dei costi

La CO₂ è il sottoprodotto di diverse industrie, e ciò fa sì che il suo prezzo sia basso. Tuttavia, gli impianti a CO₂ tendono a essere più costosi dei sistemi tradizionali, a causa delle pressioni più alte (nel caso degli impianti transcritici) o della complessità maggiore (negli impianti sia transcritici che subcritici). La complessità dei sistemi tende a diminuire con l'introduzione dei sistemi Booster e con l'aumento del numero di impianti a CO₂, e l'esperienza mostra che il costo si avvicina a quello dei sistemi di riferimento che utilizzano gli HFC.

In secondo luogo, gli impianti a CO₂di grandi dimensioni, soprattutto nel settore della refrigerazione industriale, possono essere meno costosi da realizzare rispetto ai corrispettivi a glicole, e offrono quindi costi iniziali e del ciclo di vita più bassi.

Applicazioni

A differenza della maggior parte dei refrigeranti, la CO₂ viene utilizzata nella pratica in tre diversi cicli di refrigerazione:

In subcritico (sistemi in cascata)
In transcritico (impianti solo a CO₂)
Fluido secondario (CO₂ usata come fluido termovettore)

La tecnologia utilizzata dipende dall'applicazione e dalla sede dell'impianto. Esistono diverse applicazioni per le quali la CO₂ è una soluzione interessante e nelle quali essa è già ampiamente utilizzata oggi:

Refrigerazione industriale. La CO₂ generalmente è utilizzata in combinazione con l'ammoniaca, sia in sistemi in cascata sia come fluido termovettore
Refrigerazione alimentare/refrigerazione per la vendita al dettaglio di prodotti alimentari
Pompe di calore
Refrigerazione da trasporto

Danfoss ritiene che la CO₂ diventerà il principale refrigerante nei sistemi di refrigerazione commerciale multipack. Il regolamento sugli F-gas rappresenta una chiara spinta in questa direzione.

Gli impianti a CO₂ possono essere estesi anche al recupero termico. Spesso l'investimento supplementare necessario per recuperare il calore di scarto è trascurabile, come dimostrano numerosi casi.

Applicazioni a CO₂ nel food retail

Scopri tutto quello che c'è da sapere sulle applicazioni a CO₂ nel nostro sito dedicato alla vendita al dettaglio di prodotti alimentari e alla refrigerazione industriale.

Applicazioni a CO₂ nel food retail

Applicazioni a CO₂ nella refrigerazione industriale

Risparmia energia e proteggi l'ambiente

Scopri come Danfoss può aiutarti a risparmiare energia e a proteggere l'ambiente con le nostre soluzioni a CO₂

Risparmia energia e proteggi l'ambiente con le nostre soluzioni a CO₂

Danfoss Learning

Unità di formazione mobile per applicazioni a CO₂

Danfoss presenta l'unità di formazione mobile dotata di soluzioni per la CO₂ e di moduli di apprendimento interattivi da trasportare in tutto il mondo per sostenere la nostra comunità mondiale nell'affrontare le crescenti problematiche legate alla CO₂.

Unità di formazione mobile per CO₂