Il ritorno al futuro della refrigerazione

23 May 2023

Natural refrigerants to protect ozone layer

Con lo scioglimento di calotte polari e ghiacciai, l'aumento del livello del mare e intere coste minacciate dal riscaldamento globale, i refrigeranti naturali offrono un impatto ambientale minimo nelle applicazioni industriali. Inoltre, con l'Europa in procinto di abbandonare quasi completamente i gas tradizionali, i refrigeranti a base di ammoniaca, idrocarburi e anidride carbonica rappresentano le alternative più efficienti dal punto di vista energetico ed economico rispetto alle loro controparti sintetiche.

Affrontare il cambiamento climatico è una sfida enorme. I refrigeranti sintetici come i gas fluorocarburi (F-gas) - tra cui i clorofluorocarburi (CFC), gli idroclorofluorocarburi (HCFC) e gli idrofluorocarburi (HFC) - danneggiano lo strato di ozono e hanno un elevato potenziale di riscaldamento globale (GWP). Per ridurre le emissioni di gas serra (GHG), è necessario sostituire i refrigeranti sintetici, soprattutto per le aziende del settore alimentare, delle bevande e farmaceutico, con un elevato consumo energetico. 

GEA è all'avanguardia nelle soluzioni tecnologiche che utilizzano refrigeranti naturali alternativi per raggiungere gli obiettivi ambientali ed eliminare gradualmente i gas fluorurati. Il Parlamento europeo ha votato ulteriori emendamenti al regolamento sui gas fluorurati che ne prevedono la totale messa al bando nelle apparecchiature di refrigerazione, condizionamento dell'aria e pompe di calore entro i prossimi 5 anni.

Promossi dalla Commissione per l'ambiente, la sanità pubblica e la sicurezza alimentare (ENVI), questi ambiziosi obiettivi di eliminazione dei gas fluorurati rappresentano la volontà dell'Europa di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050. Le industrie devono adottare refrigeranti naturali per conformarsi a questi regolamenti, soprattutto se si considera che è prevista anche l'abolizione dei refrigeranti di nuova generazione, come gli HFO, che si decompongono in sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS).1

Uno dei divieti più imminenti riguarda i frigoriferi e i congelatori fissi per uso commerciale (apparecchiature ermeticamente sigillate) - che entrerà in vigore già dal 1° gennaio 2024 - ai quali seguiranno altre classi di apparecchiature a gennaio degli anni successivi fino al 2028. GEA sta aiutando le aziende a passare ai refrigeranti naturali per ridurre le emissioni di gas serra (Protocollo di Kyoto) e proteggere lo strato di ozono (Protocollo di Montreal), interrompendo l'uso dei gas fluorurati e rispettando la scadenza del 1° gennaio 2028. Un portavoce dell'UE ha commentato: "La refrigerazione fissa non richiede più l'uso di gas fluorurati ad effetto serra, poiché sono disponibili numerosi refrigeranti naturali alternativi".2

Refrigeranti a bassa carica con capacità di raffreddamento a basso costo

Per le applicazioni sopra citate, l'ammoniaca è il refrigerante naturale più adatto che sta già effettivamente sostituendo quelli in fase di eliminazione. La maggior parte dei sistemi di raffreddamento che utilizzano refrigeranti sintetici possono essere convertiti a refrigeranti naturali ecologici che non hanno impatto sul riscaldamento globale o sulla riduzione dello strato di ozono.

"Senza dubbio, è meglio investire in sistemi basati su refrigeranti naturali che durino per decenni - e conformi alle normative UE - piuttosto che affidarsi ad alternative sintetiche dalla vita breve". David Blankley, Director Management for Advanced Refrigeration di GEA Heating & Refrigeration Technologies.

David Blankley, Director Management for Advanced Refrigeration di GEA Heating & Refrigeration Technologies.

La collaudata tecnologia di refrigerazione e riscaldamento può essere adattata per offrire soluzioni innovative basate sull'ammoniaca che sono sufficientemente affidabili per qualsiasi applicazione, che si tratti del raffreddamento in un birrificio o del processo di pastorizzazione in un caseificio. L'ammoniaca è l'opzione più economica ed efficiente per ogni tipo di impianto industriale ed è già usata come refrigerante in tutti i campi della refrigerazione industriale.

Perché scegliere l'ammoniaca come refrigerante naturale?

L'ammoniaca potrebbe essere definita il gas del ritorno al futuro. Pur non essendo niente di nuovo ed esistendo da molto tempo, è una soluzione molto moderna. Ammoniaca a bassa carica è il termine moderno che si utilizza per una tecnologia a bassa pressione dal costo totale di proprietà molto minore, che si è evoluta per soddisfare le esigenze del XI secolo. 

L'ammoniaca è completamente a impatto zero dal punto di vista delle emissioni di anidride carbonica e, pertanto, rappresenta un'alternativa perfetta e sostenibile agli altri refrigeranti. Inoltre, è fino al 40% più efficiente a livello termodinamico, il che la rende particolarmente adatta alle applicazioni con pompa di calore (un'altra tecnologia sostenibile che GEA sta studiando). L'ammoniaca contribuisce anche a ridurre le emissioni di anidride carbonica in un'ampia gamma di processi, offrendo al contempo soluzioni di raffreddamento e riscaldamento ad alte prestazioni ed alta efficienza energetica.


RefrigeranteOPDGWP
Ammoniaca (R717, NH3)00
Anidride carbonica (R744, CO2)01
Idrocarburi, ad es. propano (R290) o isobutano (R600a)03
A titolo di confronto: R134a01430

Gli impianti ad ammoniaca tradizionali sono una scelta ovvia in regioni come l'Europa, l'Estremo Oriente e gli Stati Uniti, dove sempre più produttori alimentari, centri di distribuzione e rivenditori con sistemi di refrigerazione stanno seguendo questa tendenza. Secondo dati recenti relativi agli impianti ad ammoniaca a bassa carica, nel 2021 si è registrato un tasso di crescita annuale dell'11%, del 13% e del 24% rispettivamente in Europa, Stati Uniti e Giappone (fonte ATMO Report).

La sicurezza è fondamentale per GEA

GEA vanta un'esperienza di oltre un secolo negli impianti a base di ammoniaca. Nonostante alcuni utenti abbiano ancora delle riserve in merito all'utilizzo di questi refrigeranti alternativi, aziende esperte come GEA assicurano un'installazione competente di tutti i dispositivi di sicurezza e di ventilazione necessari per rispettare le normative locali. Inoltre i nostri team di assistenza perfettamente qualificati e addestrati garantiscono il mantenimento dei massimi standard possibili per i dispositivi.

I motivi della crescita positiva dell'ammoniaca

Patrick Ackens, Senior Vice-President Sales, di GEA, spiega perché l'ammoniaca è la soluzione migliore per la refrigerazione industriale e perché le aziende dovrebbero utilizzarla come efficace alternativa naturale ai refrigeranti sintetici. "L'ammoniaca si trova in natura ed è uno dei refrigeranti più economici disponibili. Né sintetica né sottoprodotto di alcun processo, è anche rispettosa dell'ozono e del clima, con un GWP pari a zero. Essendo un refrigerante naturale sostenibile, l'ammoniaca ha anche una lunga durata, quindi è un ottimo investimento rispetto ad altri refrigeranti che possono durare solo 10 anni o poco più. L'ammoniaca garantisce una sicurezza dell'investimento di 30-40 anni e oltre".

Ammoniaca: la scelta migliore per rispettare gli obblighi ambientali

Sulla terraferma, in mare, nelle fabbriche e nei sistemi di teleriscaldamento: i sistemi di riscaldamento e raffreddamento ad ammoniaca possono essere utilizzati praticamente ovunque. Ad esempio, GEA ha realizzato diversi progetti con refrigeranti naturali per congelare, conservare e stoccare frutti di mare a bordo di pescherecci! In settori quali l'alimentare, il marittimo e il farmaceutico, GEA fornisce sistemi ad alta efficienza energetica che offrono prestazioni migliori fino a due cifre percentuali rispetto ad altri refrigeranti sintetici, con conseguente notevole riduzione dei consumi energetici - uno dei maggiori fattori di costo per un sistema operativo. 

Inoltre, la versatilità dell'ammoniaca in un ampio intervallo di temperature sta aprendo nuove opportunità al di là dei suoi mercati tradizionali. Ha prestazioni migliori di altri refrigeranti, poiché assicura lo stesso raffreddamento con un consumo energetico e costi di sistema inferiori.

Considerando i nuovi e ambiziosi obiettivi dell'UE, le organizzazioni non hanno nulla da perdere e tutto da guadagnare dall'adozione di tecnologie avanzate di refrigerazione naturale. L'ammoniaca non è solo economica e sicura, ma è anche la scelta migliore per ridurre ulteriormente i costi di gestione e le emissioni. In definitiva, GEA può aiutare qualsiasi azienda a raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità nell'ambito della sua missione: Engineering for a better world.

Ammoniaca

Cos'è l'ammoniaca?

Isolata nel XVIII secolo, ma nota fin dai tempi dell'antica Grecia, l'ammoniaca (NH3) è stata a lungo associata al suo caratteristico odore pungente. Questo gas naturale è incolore, tossico e generalmente prodotto dal processo di decomposizione anaerobica di sostanze vegetali e animali. Tuttavia, è stata rilevata anche nello spazio. La sua struttura chimica come composto inorganico di azoto e idrogeno fu determinata nel 1785 e, nel 1807, l'ammoniaca fu prodotta per la prima volta da Humphry Davy a partire da questi elementi. L'ammoniaca è stata utilizzata per la prima volta come refrigerante dal 1850 in Francia e per la produzione di ghiaccio artificiale dal 1860 negli Stati Uniti. I primi brevetti di macchine frigorifere ad ammoniaca sono stati depositati dal 1870 in poi.

Soluzioni GEA per refrigeranti naturali

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