Alfa Laval. CO 2 come fluido frigorigeno

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1 Alfa Laval CO 2 come fluido frigorigeno 1

2 Programma CO 2 : gas refrigerante; Cicli a CO 2 per la refrigerazione; Scambiatori AlfaLaval: presentazione generale del range di prodotti; Limiti costruttivi: quali di questi prodotti possono essere utilizzati in impianti a CO 2 ; Differenze costruttive e know-how dietro la progettazione; Esempi impiantistici / case stories. Introduzione al gas CO 2 Che cosa è; Diagrammi di stato; Proprietà fisiche. 2

3 Pressure (bar-a) bar-a bar-a Introduzione al gas CO 2 Solid Triple point Liquid Solid Liquid equilibrium Liquid Vapour equilibrium Vapour Supercritical Critical point 1 Solid Vapour equilibrium Deg.C 31. Deg.C Temperature (Deg.C) Cicli a CO 2 per la refrigerazione Sono possibili 3 soluzioni: 1. Sistema tradizionale R744 (CO2) 35 Deg.C Gas 90 bar cooling 95 Deg.C 26,5 bar (-10 Deg.C) 3

4 Cicli a CO2 per la refrigerazione Sono possibili 3 soluzioni: 2. Sistema indiretto R717 (NH3) Condenser 12 bar (32 Deg.C) 1,9 bar (-20 Deg.C) Cicli a CO2 per la refrigerazione Sono possibili 3 soluzioni: 3. Sistema a cascata R717 (NH3) 12 bar (32 Deg.C) 1,9 bar (-20 Deg.C) R744 (CO2) 23 bar (-15 Deg.C) 10 bar (-40 Deg.C) 4

5 Scambiatori AlfaLaval Scambiatori AlfaLaval Piastre Semisaldate (37%) Piastre saldate (3%) Scambiatori ad aria (34%) Piastre saldobrasate (18%) Scambiatori a fascio tubiero (8%) 5

6 Alfa Ref Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Liquido/Liquido: 1. Scambiatori a piastre saldate e semisaldate Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Liquido/Liquido: TM10B TM20B Capacity (kw)

7 Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Liquido/Liquido: 2. Scambiatori a piastre saldobrasate Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Liquido/Liquido: 2. Scambiatori a piastre saldobrasate 2002 AC AC10 New CB CB76 AC AC50 AC80 AC130 New AC250 Cap. kw Distr. Syst - - X EQ EQ EQ EQ Dual. Yes Yes Yes Syst 7

8 Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Liquido/Liquido: 2. Scambiatori a piastre saldobrasate AN400 AN 52 AN76 AN14 AN 27 Cap. kw Distr. Syst - X Dual. Syst Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Aria/Liquido: - Condensatori; - Evaporatori. Nell evaporatore non ci sono pressioni particolarmente elevate... 8

9 Scambiatori AlfaLaval Scambiatori Aria/Liquido: Saturated pressure CO 2 Scambiatori Liquido/Liquido: Limiti costruttivi 9

10 Limiti costruttivi Scambiatori Aria/Liquido: AHE AlfaLaval Direct Expansion Pump System Brine Cooler pressure < 31bar Standard Unit Cu (rigato)/al Brasatura pressure > 31bar Special Unit SS (liscio)/al Saldatura TIG pressure < 31bar Standard Unit Cu(liscio)/Al Brasatura pressure > 31bar Special Unit SS (liscio)/al Saldatura TIG pressure < 31bar Standard Unit Cu(liscio)/Al Brasatura pressure > 31bar Special Unit SS (liscio)/al Saldatura TIG Scambiatori AlfaLaval Performance SC4 SC3 SC2 (Tair=-18 C, (Tair=-25 C, (Tair=0 C, Tev=-8 C) Tev=-31 C) Tev=-25 C) Capacity [kw] AlfaLaval AIRMAX R134a R404a R134a R404a CO2 CO2 Diminuendo la temperatura di lavoro aumentano le prestazioni del CO2! 10

11 Scambiatori AlfaLaval AirMax INBE635C Capacity [kw] R134a R404a CO2 0 Room Temperature [ C] Al diminuire della temperatura (T evap =-5 C T evap =-40 C si vede che le prestazioni della CO2 sono costanti, al contrario degli altri refrigeranti... Scambiatori AlfaLaval AirMax INBE635C questo è legato alle perdite di carico. Pressure Drop [kpa] R134a R404a CO2 Room Temperature [ C] AirMax INBE635C85 7 Pressure Drop [ C] R134a R404a CO2 Room Temperature [ C] 11

12 Scambiatori AlfaLaval Increase Capacity vs R134a Increase Factor 150,0% 140,0% 130,0% 120,0% 110,0% R404a CO2 100,0% Standard Class SC Differenze costruttive Punto debole per l alta pressione : collettori! 12

13 Differenze costruttive Soluzione con tubo inox, saldatura TIG. Esempi impiantistici Applicazione in un supermercato 13

14 Esempi impiantistici Esempi impiantistici Dati di lavoro: 14

15 Esempi impiantistici CO2 Condensation nelle fabbriche di birra: CO2 condensation / NH3 evaporation - 30 to -50 C / -35 to -55 C Liquid Cooling in process and food industry Liquid cooling / CO2 evaporation -45 -> -50 C / -52 C CO2-NH3 Cascade in process and food industry CO2 condensation / NH3 evaporation - 5 C / -8 C Esempi impiantistici Compressore di piccola taglia Example York HPC104S / -50 C / -5 C Qo Qel COP NH3 12,8 kw 6,8 kw 1,88 CO2 208,9 kw 70,1 kw 2,98 Costi NH3-CO2 sistema a cascata è circa 20 % più economico del sistema NH3-NH3 a cascata Tecnologia AlfaRex Concorrenza con Vatherus concept: i consultant credono maggiormente nella tecnologia a piastre 15

16 Esempi impiantistici POTENZIALE Solo Nestle ha più di 20 impianti sotto -40 C Unilever, Kraft, BASF,... Per ogni impianto di bassa temperatura CO2 è sempre presa in considerazione Grandi progetti 16

17 Esempi impiantistici 17