Nell’ultimo decennio, l’azienda neozelandese specializzata in impianti di refrigerazione CoolLogic ha installato pochissimi impianti a F-gas per i propri clienti industriali.
«Se veniamo messi alle strette per questioni di conformità, o perché si tratta di un impianto esistente che stiamo ristrutturando, inseriamo una quantità minima di refrigerante sintetico, ma solo quando non abbiamo assolutamente altra scelta», ha affermato Troy Ireland, Direttore Generale del settore Refrigerazione. «Ma se si tratta di un sito di nuova realizzazione, utilizzeremo CO₂ [R744] o ammoniaca [R717]».
Il governo della Nuova Zelanda ha adottato un approccio proattivo nella regolamentazione degli HFC e nell’aprire la strada ai refrigeranti naturali. È uno dei pochi paesi al mondo a tassare le importazioni di prodotti contenenti HFC.
Ireland, con 38 anni di esperienza nel settore della refrigerazione industriale, ha rilasciato un’intervista a NaturalRefrigerants.com in occasione della 17ª Conferenza IIR-Gustav Lorentzen sui refrigeranti naturali, tenutasi dal 23 al 26 agosto a Hamilton, in Nuova Zelanda.
Con sede a Christchurch, CoolLogic, originariamente denominata Hawkins Refrigeration, è stata fondata nel 1977 e ceduta a Ireland nel 1999. Egli ne ha gestito le attività fino al 2014, quando l’azienda è stata ceduta a Horizon Energy Group; nel 2016 è stata rinominata CoolLogic. Nel corso dell’ultimo decennio, l’azienda ha effettuato acquisizioni e si è espansa in tutta la Nuova Zelanda.
CoolLogic serve un’ampia gamma di settori: carne, latticini, pollame, celle frigorifere, enologia, produzione di birra, tempo libero e istruzione. Tra i suoi numerosi clienti industriali di prim’ordine figurano Frontera, Silver Fern Farms, Alliance Group, Sealord e Talley’s Group.
«Siamo molto orgogliosi di poter affermare di aver sviluppato competenze in ogni ambito relativo ai refrigeranti naturali».
Troy Ireland, CoolLogic
«Che si tratti di mele, kiwi, pesce, carne rossa o qualsiasi altra esigenza, progettiamo e realizziamo sistemi di refrigerazione specifici per loro», ha affermato Ireland. CoolLogic lavora praticamente per tutte le aziende del settore della carne rossa in Nuova Zelanda e «stanno procedendo piuttosto rapidamente». Il settore dei kiwi «è stato straordinario: abbiamo installato probabilmente 25 megawatt di potenza frigorifera in questo settore».
CoolLogic progetta un’ampia gamma di sistemi di refrigerazione industriale, tra cui quelli a ammoniaca (sistemi a sovralimentazione, DX a basso carico e refrigeratori a glicole), a ammoniaca in combinazione con CO₂ (sistemi secondari o a cascata) e a CO₂ transcritica. L’azienda ha inoltre progettato sistemi che utilizzano il propano (R290). «Siamo molto orgogliosi di poter affermare di aver sviluppato soluzioni in ogni ambito relativo ai refrigeranti naturali», ha dichiarato Ireland.
Negli ultimi due anni, ha spiegato Ireland, CoolLogic ha installato due impianti ad ammoniaca su larga scala che utilizzano il sistema di sovralimentazione a pompa. Una configurazione ad ammoniaca più comune per l’appaltatore è quella a basso carico di ammoniaca con CO₂ secondaria o glicole, di cui sono state realizzate molte più installazioni.
Inoltre, l’appaltatore ha realizzato lo scorso anno un sistema a cascata subcritico ammoniaca/CO₂ su scala megawatt (con un altro in fase di realizzazione), oltre a numerosi altri sistemi a cascata negli ultimi anni. CoolLogic ha inoltre effettuato diverse installazioni transcritiche negli ultimi anni.
CoolLogic progetta praticamente tutti i propri progetti di refrigerazione, mentre uno o due all’anno vengono affidati a un consulente. La scelta del refrigerante e dell’impianto si basa solitamente sulla raccomandazione di Ireland. «Dico: “Questa è la direzione che ritengo dovremmo seguire e questi sono i motivi per cui”». Tra i fattori che prende in considerazione figurano la capacità (400 kW/114 TR è il punto di partenza per l’ammoniaca, generalmente inferiore a tale valore per la CO₂), il costo, l’efficienza, la durata prevista dell’impianto, il raffreddamento ad acqua o ad aria, la sicurezza e se si tratta di un progetto ex novo o di riqualificazione. «È una questione di equilibrio; è come inserire tutti i raggi di una ruota per ottenere il giusto bilanciamento», ha affermato.
Progetti a base di ammoniaca
Ireland ha fornito dettagli sui propri sistemi a refrigerante naturale. Ad esempio, in un sistema a ammoniaca/CO₂ secondaria, l’ammoniaca potrebbe evaporare a -42 °C (-44 °F), consentendo alla CO₂ di circolare a -40 °C (-40 °F) – un «approccio a due gradi».
«La CO₂ secondaria in tale applicazione è estremamente vantaggiosa perché non contiene olio ed è volatile», ha spiegato. «La inviamo sotto forma di liquido e ritorna al separatore come vapore saturo. Successivamente la ricondensiamo tramite un termosifone nuovamente nel separatore. Funziona davvero bene». La Donut Factory è uno dei clienti che utilizza questa applicazione.
Una delle sfide per il sistema ammoniaca/CO₂ secondaria è lo sbrinamento. A tal fine, CoolLogic utilizza un fluido glicolico caldo insieme a grandi serpentine di evaporazione e un numero maggiore di circuiti, il che aumenta il costo dell’impianto. «È un sistema eccellente, molto efficiente, che sfrutta il calore residuo gratuito!», ha affermato.
I sistemi a cascata ammoniaca/CO₂, in cui la CO₂ viene sottoposta a compressione, sono tipicamente impiegati in progetti su larga scala a bassa temperatura. In un impianto realizzato ad Auckland per Americold, un operatore globale nel settore della refrigerazione, CoolLogic ha progettato un sistema a cascata che impiegava il glicole come fluido di condensazione secondario tra l’ammoniaca e la CO₂; ciò impedisce la possibilità di contatto tra l’ammoniaca e la CO₂ in presenza di acqua, con la conseguente formazione di carbonato di ammonio, un cristallo che causerebbe il blocco del sistema.
«Ci sarà un ampio mercato per i compressori a vite semi-ermetici con una piccola carica di ammoniaca».
Troy Ireland, CoolLogic
Tuttavia, molti sistemi a cascata con ammoniaca utilizzano uno scambiatore di calore a piastre e camicia senza l’intermediario del glicole, migliorando così l’efficienza. «Si tratta di un compromesso», ha affermato. «Si preferisce adottare un approccio prudente per motivi di sicurezza, oppure si privilegia l’efficienza?»
La cascata diretta ammoniaca/CO₂ senza glicole intermedio, abbinata allo sbrinamento a gas caldo, è il sistema preferito da Ireland. «Quel sistema funziona molto bene», ha affermato. «Per quanto ne so, siamo i primi ad averlo realizzato». Anche Lineage Logistics, un altro operatore globale nel settore della refrigerazione, utilizza questo sistema.
Il glicole può anche fungere da fluido secondario nei refrigeratori ad ammoniaca a media temperatura. Bakker Bulbs, un produttore di bulbi di gigli e tulipani, impiega un refrigeratore ad ammoniaca-glicole progettato da CoolLogic. Il sistema è dotato di compressori a vite semi-ermetici privi di tenute dell’albero, con una potenza di 750 kW (213 TR) e una carica di ammoniaca di soli 65 kg (143 libbre). È alloggiato in un locale tecnico di 4,9 per 12 m (16 per 39 piedi) costituito da due container di trasporto collegati; il locale è conforme al codice di sicurezza neozelandese IL (livello di importanza) 3, il che significa che è in grado di resistere a disastri naturali quali i terremoti.
I compressori a vite semi-ermetici costituiscono un sistema sigillato che riduce al minimo il rischio di perdite di ammoniaca. «Ci sarà un ampio mercato per i compressori a vite semi-ermetici con una carica ridotta di ammoniaca», ha affermato Ireland. «È proprio ciò che sto progettando. Solo lo scorso anno abbiamo installato tre di questi impianti».
Nei suoi tradizionali sistemi a solo ammoniaca con sovralimentazione di liquido, CoolLogic impiega un dispositivo di espansione, come una valvola Danfoss, per ridurre la quantità di ammoniaca utilizzata. «L’ammoniaca diretta nel campo rimane un refrigerante molto efficace, e viene impiegata su larga scala», ha affermato Ireland. «Abbiamo un impianto in cui trattiamo 17 tonnellate metriche [37.479 libbre] di piselli all’ora, e si tratta di un sistema a espansione diretta con sovralimentazione di ammoniaca pompata nel campo. Tuttavia, ne vediamo sempre meno a causa delle preoccupazioni relative alla salute e alla sicurezza».
L’appaltatore ha iniziato a progettare sistemi a ammoniaca DX (espansione diretta), una configurazione ampiamente diffusa in Australia.
Impianto di CO₂ su larga scala
Uno dei progetti di punta di CoolLogic in Nuova Zelanda è stato un sistema di refrigerazione a CO₂ transcritica da 5 MW (1.422 TR) realizzato per Maersk, una compagnia di navigazione globale, presso il suo nuovo impianto di stoccaggio a freddo da 18.000 m² (193.750 ft²) nei pressi di Hamilton, inaugurato nel 2024. Si tratta di uno dei più grandi impianti a CO₂ transcritica al mondo. «È stato un grande risultato per noi», ha affermato Ireland.
Data la grande capacità del progetto, Ireland aveva raccomandato l’utilizzo almeno parziale di ammoniaca, ma Maersk era irremovibile nell’intendere utilizzare esclusivamente CO₂ transcritica, fornita dall’OEM Advansor. (Sia Advansor che Maersk hanno sede in Danimarca.) CoolLogic ha progettato un impianto a CO₂ con raffreddatori adiabatici a gas situati in prossimità delle celle frigorifere, dei congelatori rapidi e dell’area di carico ambientale. «Funziona in modo efficiente», ha affermato Ireland. «Forse una o due volte è entrato in modalità transcritica».
Per un altro cliente, CoolLogic ha progettato un sistema a CO₂ transcritica da 400 kW (114 TR) raffreddato ad acqua (utilizzando acqua di falda) che non funziona mai in modalità transcritica.
In generale, la Nuova Zelanda, con le sue temperature miti, favorisce il funzionamento della CO₂ in modalità subcritica. L’Isola del Sud, in particolare, «presenta un clima ideale per la CO₂», ha osservato Ireland.
