La tecnologia della pompa di calore Emerson riscalda
una città utilizzando le acque gelide del Mare del Nord
con zero impatto sul riscaldamento globale
Gli inverni in Norvegia possono essere gelidi, con temperature inferiori allo zero
per la maggior parte della stagione e con una temperatura delle acque del Mare
del Nord che può raggiungere i 6 °C. Nonostante queste condizioni climatiche, la
città di Drammen, una comunità di 60.000 abitanti situata sul Fiordo di Drammen,
in prossimità della capitale Oslo, ha richiesto una soluzione per il riscaldamento
dell’acqua a una temperatura di 90 °C, per un nuovo sistema di riscaldamento
centralizzato, destinato alle abitazioni e alle attività commerciali locali. La
soluzione avrebbe dovuto basarsi sull’uso delle gelide acque del Mare del Nord,
una fonte di energia rinnovabile, che è stato possibile sfruttare grazie alla
tecnologia delle pompe di calore Emerson.
L’installazione delle pompe di calore per l’estrazione di calore dalle acque o
dall’aria è sempre più diffusa in Europa, in particolare perché il calore prodotto
supera di gran lunga il consumo energetico, con una conseguente riduzione
dell’uso di combustibili fossili e della necessità di utilizzare altre fonti di energia
rinnovabili. In effetti, la Commissione Europea ha definito le pompe di calore
come una tecnologia rinnovabile per il riscaldamento e il raffreddamento.
Tuttavia, il progetto della città di Drammen includeva ulteriori obiettivi da
raggiungere. Fra questi, il raggiungimento del massimo coefficiente di
prestazione (COP) possibile (inteso come il rapporto fra consumo elettrico e resa
termica). Inoltre, è stata richiesta una soluzione tecnologica con costi operativi e
di manutenzione annui ridotti. Infine, la città di Drammen necessitava di un
sistema che utilizzasse un refrigerante non nocivo per la fascia di ozono, a
impatto zero in termini di riscaldamento globale.
Emerson Climate Technologies, in collaborazione col partner Star Refrigeration,
ha preso in carico l’esecuzione del progetto, che sembrava impossibile da
realizzare. Infatti, la maggior parte delle pompe di calore industriali in uso in
Europa utilizzano l’R-134A, un refrigerante a elevato potenziale di riscaldamento
globale (il cui impatto è più di 1.400 volte superiore a quello delle emissioni di
biossido di carbonio).
Uno dei pochi refrigeranti in grado di soddisfare i requisiti di efficienza e di
impatto ambientale stabiliti in questo caso è l’ammoniaca (designata come
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CONSIDER IT SOLVED. R-717): un refrigerante efficace, utilizzato in particolare nell’industria alimentare e
delle bevande nelle operazioni di raffreddamento e refrigerazione. L’ammoniaca
non contribuisce al degrado della fascia di ozono né al riscaldamento globale,
ma non era mai stata utilizzata prima in associazione a una pompa di calore di
tipo industriale a temperatura elevata di questo tipo. In effetti, non molto tempo
fa, un’applicazione di questo tipo era considerata impossibile dall’International
Energy Agency’s (IEA) Heat Pump Centre, in base al fatto che non esistevano
compressori ad alta pressione idonei all’uso dell’ammoniaca nelle pompe di
calore industriali a temperatura elevata.
Non è mai stato fatto prima. Gli ingegneri di Emerson hanno collaborato con
Star Refrigeration alla realizzazione del progetto, utilizzando uno dei compressori
industriali per la refrigerazione prodotti da Emerson, il compressore a vite singola
Vilter. Grazie all’utilizzo dell’ammoniaca, la soluzione tecnologica di Emerson ha
offerto a Star Refrigeration e agli altri partner di progetto norvegesi (Norsk Kulde
e Drammen Fjernevarme) la possibilità di usare un refrigerante con un buon
profilo ambientale (nessun impatto sulla fascia di ozono e in termini di
riscaldamento globale), ottenendo temperature più elevate e prestazioni superiori
dal punto di vista del consumo di risorse rispetto alle tecnologie della
concorrenza. La nuova pompa di calore industriale a base di ammoniaca ha
determinato un miglioramento delle prestazioni pari a oltre il 15% rispetto alle
pompe con refrigerante R-134A.
Inoltre, il design del compressore a vite singola, caratterizzato dall’equilibrio tra
forza radiale e assiale, ha consentito di ridurre la tensione esercitata sui
cuscinetti dell’unità, con conseguente riduzione drastica dei costi operativi e di
manutenzione e, nel contempo, con prestazioni ineguagliabili rispetto agli altri tipi
di compressore.
Il compressore a vite singola Vilter di Emerson si sta dimostrando una soluzione
particolarmente flessibile, in grado di soddisfare le esigenze di diversi clienti che
desiderano ottenere un’ottimizzazione delle prestazioni. Per esempio, un’azienda
dolciaria europea utilizza il compressore a vite Vilter di Emerson in
un’applicazione per il raffreddamento del cioccolato; allo stesso tempo, il calore
estratto viene utilizzato per il riscaldamento dell’acqua a 60 °C, usata per
separare il cioccolato dagli stampi. Un altro caso in cui Emerson, grazie alle
proprie tecnologie, consente ai clienti di tutto il mondo di operare in maniera
ecosostenibile, ottimizzando il proprio consumo energetico.
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