Il futuro della refrigerazione a temperatura ultra-bassa

L’industria della refrigerazione sta subendo un cambiamento a lungo termine dei refrigeranti, e sta cercando alternative più rispettose dell’ambiente. In passato i refrigeranti CFC / HCFC sono stati sostituiti con successo dai refrigeranti HFC / PFC, ma gli HFC hanno ancora un GWP molto elevato anche se l’ODP è stato eliminato.

Le normative F-Gas ridurranno le emissioni del 73 % rispetto ai livelli del 1990 entro il 2030, e ciò significa un’ampia riduzione dei refrigeranti HFC. La nuova generazione di refrigeranti per sostituire gli HFC, che sono miscele HFO, non sono adatti per applicazioni ULT. Anche il refrigerante “GWP” – CO2 (R744) – non è adatto per applicazioni al di sotto dei -50 gradi centigradi. I prezzi dei refrigeranti HFC sono alle stelle e nessuno è in grado di garantire la disponibilità a lungo termine di refrigeranti ULT come l’ R14 (GWP 5700) e l’ R23 (GWP 14800). Ci sono alcune opzioni naturali, ad esempio sistemi a cascata che utilizzano Ethane-R170 (GWP 6) e Propylene-R1270 (GWP 2) – ma questi refrigeranti sono di categoria A3, e quindi con l’onere di misure di sicurezza molto severe e rischi aggiuntivi. Un’altra opzione è l’azoto liquido (LN2), molto spesso utilizzato nelle applicazioni ULT, è molto affidabile, ma comporta costi di esercizio più elevati, difficoltà logistiche, attrezzature di sicurezza aggiuntive e la produzione di LN2 non è economica, né ecologica. Molte attività di stoccaggio che utilizzano temperature ultra-basse dovranno presto affrontare la decisione di scegliere quale sistema di refrigerazione utilizzare per i prossimi decenni, per fare un esempio: biobanche, criobanche, hub farmaceutici, stoccaggio alimentare. Altre attività non di stoccaggio sono la crioterapia per il corpo, le camere climatiche, il raffreddamento di processo, la liquefazione del gas e l’essiccazione. C’è già una soluzione disponibile, che è a prova di futuro e per sempre libera da qualsiasi regola legislativa attuale o imminente. Questa soluzione è l’ Air Cycle Technology – refrigerante aria R729 (GWP 0*).

L’Air Cycle Technology si basa sulla capacità di riscaldamento dell’aria durante la compressione e il raffreddamento durante il processo di espansione. La ripetizione dei cicli di compressione ed espansione consente di raggiungere e mantenere temperature ultra-basse con un’efficienza imbattibile rispetto ai sistemi di compressione del vapore. L’aria come refrigerante è ancora in attesa di una diffusione di massa nel settore della refrigerazione, ma sono stati utilizzati per un po ‘nel trasporto (aerei e treni ICE3 utilizzano l’aria come refrigerante nei loro sistemi HVAC).

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Estratto dall’articolo a cura di David David Pospíšil e Vladyslav Tsyplakov (Mirai INTEX), consultabile sull’ultimo numero di Industria&Formazione (Settembre 2020)

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