GRUPPO DI REFRIGERAZIONE DA 900 kW
L’intervento necessario alla sostituzione del gruppo di refrigerazione al Casinò di Venezia – Ca’ Noghera ha visto il Team di Tecnofon impegnato nelle seguenti attività:

• Analisi di pre-progettazione, ricerca del prodotto e di mercato, analisi dei costi di esercizio e manutenzione.
• Sostituzione dei gruppi di refrigerazione dell’acqua dell’impianto di climatizzazione.
• Rifacimento delle linee idrauliche.
• Sostituzione dei circolatori.
• Installazione di un disconnettore idraulico e di un bollitore inerziale.
• Rifacimento del quadro elettrico di potenza e di controllo dei gruppi.
• Integrazione degli impianti con il sistema di Building Automation esistente.

 
L’oggetto di intervento ha riguardato la sostituzione di due refrigeratori da 415kW cad. che dovevano essere sostituiti a causa del termine del periodo di phase-out ai sensi del Regolamento (CE) 2037/00 sulle sostanze che riducono lo strato di ozono, in particolare relativo al gas R22 usato in impianto.
L’impossibilità di poter eseguire riparazioni che coinvolgano i circuiti frigoriferi con gas R22, parallelamente alla necessità del Committente di garantire il corretto funzionamento degli impianti di climatizzazione ad essi collegati, ha imposto la sostituzione dei gruppi di refrigerazione.
E’ stata proposta al cliente una analisi pre-progettuale tecnica che si è concentrata sui vari aspetti e sulle caratteristiche delle macchine disponibili sul mercato al fine di identificare i macchinari più adatti al campo di applicazione.
 
I punti principali dell’analisi sono stati:

• Potenza dei gruppi di refrigerazione esistenti – adeguatezza del dimensionamento
• Efficienza dei gruppi di refrigerazione
• Tipologia e frazionamento dei compressori
• Costi e modalità di manutenzione
• Tipologia degli scambiatori per evaporatore lato acqua
• Tipologia di gas da utilizzare
• Sistemi di recupero del calore di condensazione
• Costi di acquisto – e fruizione del conto energia

Di seguito un estratto dell’analisi tecnica:

“Adeguatezza del dimensionamento”
Sulla base dei dati di targa dei gruppi frigo esistenti si è ottimisticamente calcolata una resa massima pari 415kW. Sulla base delle esperienze maturate durante le attività di presidio conduzione e manutenzione è emerso che nel periodo estivo i gruppi frigo lavorano spesso al massimo delle potenzialità risultando in alcune occasioni insufficienti. Si ritiene quindi opportuno maggiorare leggermente i nuovi gruppi frigo adeguandoli a tagli commerciali immediatamente superiori (460 – 480kW) che presentano comunque gli stessi assorbimenti elettrici delle unità esistenti.

“Efficienza dei gruppi di refrigerazione”
La ricerca effettuata evidenzia una sostanziale parità nelle efficienze EER delle macchine proposte, nel caso in questione sarà necessario valutare una macchina con rendimenti buoni anche ai carichi parziali. Da rilevare in tal senso una particolare nota positiva nei valori di ESEER (rendimento stagionale in cui influiscono i rendimenti ai carichi parziali) di “Produttore” “Modello” nella configurazione con compressore a vite con inverter.

“Tipologia degli scambiatori per evaporatore lato acqua”
I compressori disponibili si dividono sostanzialmente in compressori a vite funzionanti con gas R134a e compressori Scroll con gas R410a.
Sebbene la soluzione con compressori Scroll porterebbe vantaggi dal punto di vista manutentivo e logistico, in quanto più facilmente sostituibili e maneggiabili visto il peso e le dimensioni contenute, questo influirebbe sulla scelta di gas R410a in contrasto con le valutazioni di phasing-out dei gas con GWP>1500.
Le soluzioni con compressori a vite, così come le opzioni Scroll sono composte da due circuiti frigoriferi per unità, una rottura di un compressore compromette metà funzionalità della macchina.
Il livello di affidabilità di entrambi i tipi di compressori appare buono.
Non vengono presi inconsiderazione compressori a levitazione magnetica in quanto a fronte di un considerevole aumento dei costi non vi è al momento un proporzionale aumento dei rendimenti e non ci sono garanzie effettive di una maggiore affidabilità.

“Tipologia degli scambiatori per evaporatore lato acqua”
Vista la natura degli impianti installati a valle delle unità di refrigerazione si consiglia caldamente l’adozione di macchine dotate di scambiatori a fascio tubiero in quanto meglio sopportano la presenza di impurità nell’acqua di scambio. Le verifiche effettuate in cantiere evidenziano comunque un buon grado di pulizia dell’acqua tecnica dato da un efficiente sistema di filtraggio in linea. Nonostante questo, l’adozione di scambiatori a piastre con passaggio molto ristretti porterebbe ad un continuo accumulo di sporco nello scambiatore e conseguenti disservizi.

“Tipologia di gas da utilizzare”
Nella valutazione del gas refrigerante è imperativo valutare l’attuale normativa europea in materia di F-gas e conseguenti tempistiche di Phasing-out o phasing-down comparate all’aspettativa di vita dei nuovi gruppi di refrigerazione.
Considerando una durata delle macchine di circa 10-15 anni la soluzione ottimale verterebbe su sistemi con GWP inferiori a 150 tipo R744 (CO2), R717 (ammoniaca) o R1234yf, purtroppo non esistono reperibili in commercio prodotti rispondenti a queste caratteristiche.
Anche il recente R32 (GWP650) secondo le notizie in arrivo dal recente salone di Milano, sembra aver avuto un temporaneo arresto con il verificarsi di casi di incendio dei compressori.
Come anticipato la scelta del gas refrigerante utilizzato nei gruppi frigo è quindi vincolato alle due soluzioni R410a e R134a. Per entrambi i sistemi non vi è un reale data di cessazione dell’utilizzo ma nei prossimi anni è previsto una sostanziale riduzione della produzione con conseguente innalzamento del costo del gas di ricambio.
Nella valutazione è importante notare che mentre per il gas R134a in caso di perdita è sufficiente reintegrare la quantità di gas perso, per R410a è necessario sostituire l’intera carica in quanto miscela non-azeotropica. Inoltre il gas R134a, contrariamente a R410a, presenta GWP <1500 potrà continuare ad essere utilizzato anche oltre la data del 1° gennaio 2022.

“Sistemi di recupero del calore di condensazione”
A seguito di attente valutazioni consideriamo non è prudente indirizzare la scelta del tipo di recuperatore su sistemi a recupero totale ma di indirizzarci verso sistemi a recupero parziale del calore di condensazione.
I sistemi di recupero di calore totale hanno normalmente una resa pari all’85% della potenza frigorifera prodotta, quindi adottare tale sistema porterebbe ad una produzione totale di circa 765kW. Se l’energia prodotta sotto forma di calore non viene utilizzata (smaltita) ritorna nel condensatore andando a interferire con il corretto funzionamento delle macchine di climatizzazione. Si aggiunga che tale situazione è più probabile proprio nel momento di maggior lavoro delle macchine, cioè quando queste devono egire al 100% delle potenzialità.
I recuperi di calore parziale rendono invece circa il 25% della potenza nominale, si andrebbe quindi a recuperare 225kW che sono più facilmente smaltibili dai post-riscaldamenti delle UTA.
Marche – Case produttrici
Oltre alle valutazioni prettamente tecniche e caratteristiche circa le unità è utile considerare ulteriori aspetti accessori:

“Marca: le marche interpellate sono”
XX – Produttore di primario riferimento per sistemi per la climatizzazione, sede operativa a Roma, Lead-time ricambistica piuttosto alti. Sta incontrando problemi con la produzione di sistemi R32.
YY – Produttore di primario riferimento nel mercato italiano e internazionale con sedi in vari paesi d’Europa e unità produttiva in provincia di Padova. Group leader di YY Group.
Lead-time per assistenza e ricambi estremamente bassi. Possibilità di rapporto diretto tra Tecnofon e YY per ricambi e assistenza.
ZZ – Produttore di primario riferimento nel mercato italiano e internazionale, ex Gruppo ZZ, ora parte del gruppo ZZ assieme a ZZ. Dallo scorso marzo di proprietà di ZZ. Lead-time per ora bassi ma con prospettive di strutturamento data dalla partecipazione di ZZ.
TT – Nonostante sia uno dei nomi di spicco per la climatizzazione non ha risposto alle richieste d’offerta.”

900kW REFRIGERATION UNIT
The intervention necessary for the replacement of the refrigeration group at the Venice Casino – Ca’ Noghera saw the Tecnofon Team engaged in the following activities:

• The intervention necessary for the replacement of the refrigeration group at the Venice Casino – Ca’ Noghera saw the Tecnofon Team engaged in the following activities:
• Replacing the water refrigeration units of the air conditioning system.
• Renovation of hydraulic lines.
• Replacement of circulators.
• Installation of a hydraulic disconnector and an inertial kettle.
• Remaking of the electrical panel for power and control of the groups.
• Integration of the plants with the existing Building Automation system.

 
The object of intervention concerned the replacement of two chillers of 415kW each that had to be replaced due to the end of the phase-out period pursuant to Regulation (EC) 2037/00 on substances that deplete the ozone layer, in particular relating to the gas R22 used in the plant.
The impossibility of carrying out repairs involving the R22 gas refrigeration circuits, in parallel with the Client’s need to ensure the correct functioning of the air conditioning systems connected to them, forced the replacement of the refrigeration units.
A technical pre-design analysis was proposed to the customer that focused on the various aspects and characteristics of the machines available on the market in order to identify the most suitable machines for the field of application.
 
The main points of the analysis were:

• Power of existing refrigeration units – adequacy of sizing
• Efficiency of refrigeration units
• Type and fractionation of compressors
• Costs and maintenance methods
• Type of heat exchangers for water side evaporator
• Type of gas to be used
• Condensing heat recovery systems
• Purchase costs – and use of public incentives

Below is an excerpt from the technical analysis:

“Adequacy of sizing”
Based on the plate data of the existing fridge units, a maximum yield of 415k was optimistically calculated. On the basis of the experiences gained during the activities of supervision management and maintenance it has emerged that in the summer the fridge groups often work at their maximum potential, resulting in insufficient on some occasions. It is therefore considered appropriate to slightly increase the new refrigeration units by adapting them to immediately higher commercial cuts (460 – 480kW) that still have the same electrical absorption of the existing units.

“Efficiency of refrigeration units”
The research carried out shows a substantial parity in the EER efficiencies of the proposed machines, in the case in question it will be necessary to evaluate a machine with good yields even at partial loads. In this sense, a particular positive note should be noted in the values of ESEER (seasonal performance in which partial load yields affect) of “Manufacturer” “Model” in the configuration with screw compressor with inverter.

“Type of heat exchangers for water side evaporator”
The available compressors are basically divided into screw compressors operating with R134a gas and Scroll compressors with R410a gas.
Should the solution with Scroll compressors have advantages from a maintenance and logistical point of view, as they are more easily replaceable and manageable given the weight and dimensions contained, this would influence the choice of R410a gas in contrast to the phasing-out ratings of gases with GWP>1500.
Solutions with screw compressors, as well as Scroll options are composed of two refrigeration circuits per unit, a breakdown of one compressor compromises half the functionality of the machine.
The level of reliability of both types of compressors looks good.
No inconsistency is taken on magnetic levitation compressors as in the face of a substantial increase in costs there is at the moment a proportional increase in yields and there are no actual guarantees of greater reliability.

“Type of heat exchangers for water side evaporator”
Given the nature of the systems installed downstream of the refrigeration units, we strongly recommend the adoption of machines equipped with shell and tube exchangers as they better withstand the presence of impurities in the exchange water. The checks carried out on site however show a good degree of cleaning of the technical water given by an efficient in-line filtering system. Despite this, the adoption of plate exchangers with very narrow passage would lead to a continuous accumulation of dirt in the exchanger and consequent disservices.

“Type of gas to be used”
In the evaluation of refrigerant gas it is imperative to evaluate the current European F-gas legislation and consequent Phasing-out or phasing-down temp compared to the life expectancy of the new refrigeration units.
Considering a lifespan of the machines of approximately 10-15 years, the optimal solution would be based on systems with GWP lower than 150 such as R744 (CO2), R717 (ammonia) or R1234yf, unfortunately there are no products available on the market that meet these characteristics.
Even the recent R32 (GWP650), according to news coming from the recent Salone del Mobile di Milano, seems to have had a temporary stop with the occurrence of cases of compressor fires.
As anticipated, the choice of refrigerant gas used in refrigeration units is therefore limited to two solutions: R410a and R134a. There is no definitive end date for either system, but a substantial reduction in production is expected in the coming years, resulting in a corresponding increase in the cost of replacement gas.
When evaluating R134a, it is important to note that, in the event of a leak, simply replace the lost gas. However, for R410a, the entire charge must be replaced as it is a non-azeotropic mixture. Furthermore, unlike R410a, R134a has a GWP <1500 and can continue to be used beyond January 1, 2022.

“Condensation heat recovery systems”
After careful consideration, we believe it is not prudent to choose the type of recovery unit based on total recovery systems, but rather to opt for partial condensation heat recovery systems.
Total heat recovery systems typically have an efficiency of 85% of the cooling capacity produced, so adopting this system would result in a total production of approximately 765kW. If the energy produced in the form of heat is not used (disposed of), it returns to the condenser, interfering with the proper functioning of the air conditioning units. Furthermore, this situation is more likely precisely when the units are working most, i.e., when they must operate at 100% of their capacity.
Partial heat recovery, on the other hand, yields approximately 25% of the nominal power, thus recovering 225kW which can be more easily disposed of by post-heating the AHUs.

“Brands – Manufacturers”
In addition to the purely technical and characteristic evaluations of the units, it is useful to consider further accessory aspects:
Brand: the brands surveyed are
XX – Leading manufacturer of air conditioning systems, headquartered in Rome. Spare parts lead times are quite long. They are experiencing problems with the production of R32 systems.
YY – A leading manufacturer in the Italian and international markets, with offices in various European countries and a production facility in the province of Padua. YY Group’s group leader.
Lead-time per assistenza e ricambi estremamente bassi. Possibilità di rapporto diretto tra Tecnofon e YY per ricambi e assistenza.
ZZ – A leading manufacturer in the Italian and international markets, formerly the ZZ Group, now part of the ZZ Group along with ZZ. Owned by ZZ since last March. Lead times are currently low, but there are opportunities for further structuring given ZZ’s participation.
TT – Despite being one of the leading names in air conditioning, it did not respond to requests for quotations.