Le centrali frigorifere: nuove tecnologie e risparmio energetico. Michele Vio Presidente AiCARR

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1 Le centrali frigorifere: nuove tecnologie e risparmio energetico Michele Vio Presidente AiCARR Napoli 22 Maggio 2013

2 L utilizzazione di circuiti primari a portata d acqua variabile è la novità più importante degli ultimi anni nella progettazione delle reti idrauliche. Si è spezzato uno dei principali tabù del condizionamento dell aria: quello che voleva mantenuta costante la portata negli evaporatori dei gruppi frigoriferi.

3 Effettivamente è una rivoluzione culturale. Se questo comporti dei benefici in termini energetici e, soprattutto, non comporti squilibri e malfunzionamenti nei gruppi frigoriferi è quanto si cercherà di evidenziare con la relazione

4 Diamo per scontato un punto di partenza: La portata variabile può e deve essere utilizzata nei circuiti secondari

5 Vantaggi dei circuiti secondari a portata variabile 3 vantaggi rispetto alla portata costante 1) La portata del circuito secondario è sempre inferiore a quella del circuito primario. Non si forma miscela verso i terminali 2) Il gruppo frigorifero segue meglio il carico dell impianto 3) Si riduce la potenza di pompaggio

6 POTENZA RESA dai TERMINALI Le centrali frigorifere: nuove tecnologie e risparmio energetico Q secondario < Q primario PERCHE? La potenza resa dai terminali non varia linearmente con la portata d acqua 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100 % PO RTATA ACQ UA

7 POTENZA RESA dai TERMINALI Le centrali frigorifere: nuove tecnologie e risparmio energetico Q secondario < Q primario PERCHE? Bisogna ridurre molto la portata per avere una consistente variazione di resa 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100 % PO RTATA ACQ UA

8 Q secondario < Q primario CONSEGUENZE 75% DEL CARICO T=10,7 C T=14,5 C GF T=7 C Q = 100% Q = 50% Q = 50% Grazie alla variazione di T=7 C portata sul disconnettore il GF sente immediatamente la variazione di carico T=7 C

9 Altri vantaggi rispetto alla portata costante 1) Si riduce la portata massima contemporanea nel circuito impianto 2) Si riduce la potenza di pompaggio

10 Perché si riduce la portata massima nell impianto

11 Perché si riduce la portata massima nell impianto SECONDARIO A PORTATA COSTANTE

12 Perché si riduce la portata massima nell impianto SECONDARIO A PORTATA VARIABILE

13 POTENZA POMAGGIO varia Potenza linearmente con di pompaggio portata e prevalenza P g Q H P potenza di pompaggio densità del fluido g accelerazione di gravità Q portata del fluido H prevalenza rendimento della pompa

14 Potenza di pompaggio Di quanto si riduce? Dipende dal valore controllato della prevalenza

15 Curve Portata-Prevalenza Se la riduzione di portata avvenisse senza intervento delle valvole, la prevalenza si ridurrebbe con il quadrato della portata stessa

16 Curve Portata-Prevalenza Poiché non è possibile, la riduzione della prevalenza dipende da dove la si controlla

17 POTENZA POMPAGGIO Le centrali frigorifere: nuove tecnologie e risparmio energetico Potenza di pompaggio in funzione della Pf richiesta 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Anche nell ipotesi più sfavorevole la riduzione di potenza di pompaggio è interessante 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% PO TENZA RICHIESTA DALL'IMPIANTO Senza variazione di geometria Prevalenza costante pari alla massima

18 Potenza di pompaggio La riduzione di portata è maggiore della riduzione di carico

19 Potenza di pompaggio

20 CIRCUITO IDRAULICO 2 POMPE PARALLELO CIRCUITO PRIMARIO A PORTATA COSTANTE 1 CON INVERTER PER OTTIMIZZARE RENDIMENTO CIRCUITO SECONDARIO A PORTATA VARIABILE

21 SEQUENZA REGOLAZIONE 1) Le valvole V R chiudono 2) La pressione aumenta 3) Inverter regola diminuisce la portata sul secondario e aumenta la portata sul disconnettore idraulico

22 Si può variare la portata nel gruppo frigorifero? Un gruppo frigorifero teme soprattutto le variazioni di portata in diminuzione che possono provocare ritorni di liquido Questi sono tanto più pericolosi per compressori a vite con evaporatori non allagati

23 Si può variare la portata nel gruppo frigorifero? Si, a patto di rispettare alcune regole 1) La portata non deve mai scendere sotto un valore limite (50%-60% della nominale) 2) La variazione deve essere sufficientemente lenta per consentire alla valvola termostatica di agire

24 Conseguenze della variazione di portata nei gruppi frigoriferi VARIAZIONE IN AUMENTO

25 Conseguenze della variazione di portata nei gruppi frigoriferi VARIAZIONE IN DIMINUZIONE

26 E PERICOLOSA CON GLI EVAPORATORI A SECCO

27 NON CON GLI EVAPORATORI ALLAGATI

28 Bisogna ricordare che: 1) La variazione di portata del 50% si ha già in corrispondenza del 75-80% della potenza richiesta dall impianto 2) La variazione di portata comporta una variazione del salto termico T nell evaporatore. Vanno reimpostati automaticamente i parametri della regolazione

29 Schemi idraulici E possibile adottare due diversi schemi idraulici: - Con un unico gruppo di pompaggio - Con una pompa per gruppo frigorifero

30 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio 2 POMPE PARALLELO 1 CON INVERTER PER OTTIMIZZARE RENDIMENTO

31 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio Unica Valvola di sovrapressione Agisce su entrambi i gruppi frigoriferi

32 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio Valvole di intercettazione una per gruppo per interrompere la portata a gruppo fermo

33 Regolazione 1) Le Pompe sono comandate dalla pressione nei punti B1-B 2) La valvola Vs è comandata dalla pressione nei punti A1-A

34 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio MOMENTO CRITICO Quando si attiva un gruppo frigorifero Problemi di sequenza tra le valvole V I e V S

35 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio E in funzione un solo gruppo frigoriero La portata delle pompe è tarata di conseguenza così come l apertura della valvola V S ON OFF VALVOLA APERTA VALVOLA CHIUSA

36 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio Si attiva il secondo gruppo frigorifero Non si può aprire la valvola V I chiusa del gruppo frigorifero fermo senza prima aver aumentato la portata perché altrimenti diminuisce istantaneamente la portata nel gruppo in funzione VALVOLA CHIUSA

37 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio Si attiva il secondo gruppo frigorifero Si deve allora aumentare la portata della pompa E contemporaneamente aprire la valvola chiusa e variare l apertura della valvola Vs

38 Schemi idraulici: unico gruppo di pompaggio Si attiva il secondo gruppo frigorifero Se la velocità della sequenza non è corretta, la portata varia e anche la valvola Vs si muove in modo scorretto Ciò porta a delle ripercussioni anche sulle valvole V R con pericolo di pendolamento

39 Schemi idraulici: una pompa per gruppo frigorifero 1 POMPA CON INVERTER PER OGNI GRUPPO FRIGORIFERO

40 Schemi idraulici: una pompa per gruppo frigorifero Una Valvola di sovrapressione per ogni gruppo frigorifero