Una pista di pattinaggio con impianto a CO - Istituto Italiano del Rame

Dal mondo HVAC&R
trollo delle pompe e alla costruzione della superficie
della pista stessa.
Il comportamento del rame nel cemento
La SEK ha anche valutato il comportamento
del rame nel cemento: dal momento che quest’ultimo
è di natura basica, non sono stati riscontrati
problemi; sebbene ci sia una certa
differenza di espansione termica tra cemento
e tubo, gli stress meccanici rimangono bassi:
nella pratica la pista pilota è stata sottoposta a
cicli oscillanti tra –15°C e + 20°C (condizioni
invernali ed estive), senza che vi fossero segni
di danni tecnici sull’intero sistema.
I vantaggi gestionali
E’ stata calcolata la differenza tra i costi di gestione
annuali di questo nuovo impianto e
quelli di uno tradizionale di pari caratteristiche:
i minori costi dovuti al risparmio nell’utilizzo
dell’energia elettrica per la refrigerazione
sono stati quantificati 20.000 euro, quelli
per il minor utilizzo di riscaldamento (grazie
al recupero di calore) in 13.500 euro, perciò
per un totale di 33.500 euro/anno.
IN ALTO. I COLLETTORI DI MANDATA E RITORNO DELLA CO2 SONO
STATI INSTALLATI SUL LATO CORTO DELLA PISTA, PER RIDURRE LA
LORO LUNGHEZZA E IL NUMERO DI GIUNZIONI NECESSARIE. SONO
STATE ESEGUITE BRASATURE AL RAME-FOSFORO.
IN BASSO. IL TUBO DI RAME È STATO SCELTO NON SOLO
PER LA SUA ECCELLENTE CONDUTTIVITÀ TERMICA, MA ANCHE
PER LA MAGGIORE LAVORABILITÀ RISPETTO ALL'ACCIAIO E LA
DISPONIBILITÀ DI ROTOLI DI LUNGHEZZA ELEVATA.
LE SUPERIORI PRESTAZIONI DEL RAME
Un’analisi nel dettaglio permette di verificare
come si ottengono questi risparmi: i minori
quantitativi di energia elettrica richiesta dalle
pompe di circolazione consentono un risparmio
di circa 100 MWh (che al costo del kWh
in Svezia si traduce in un risparmio di 10.000
€); oltre a questo, grazie all’alta conduttività
termica del rame e alla temperatura della CO 2
nei tubi, si ottiene un ulteriore risparmio di altri
50 MWh. Infine, altri risparmi relativi a questa
struttura specifica (ma non compresi nel
“sistema” tubi di rame +CO 2 ) portano il risparmio
complessivo di energia elettrica fino a
200 MWh su base annua.
Oltre al risparmio di 20.000 € sopra citato, ce
n’è uno ulteriore di 13.500 € dovuto al seguente
accorgimento: il calore generato dal sistema
di refrigerazione è stato usato per riscaldare
l’acqua necessaria per ripristinare la
superficie usurata del ghiaccio, gli spogliatoi
e la protezione anti-gelo sotto la pista ( evitando
così il permafrost e la spaccatura del cemento).
Il tutto permette un risparmio di 400
MWh all’anno altrimenti necessari per il riscaldamento.
La stima economica, che tiene conto anche
degli investimenti extra di circa 170.000 €
(75.000-100.000 € per l’impianto a CO 2 e
70.000 € per il sistema di recupero del calore)
prevede un pay-back in un tempo poco superiore
ai 5 anni. Un valore ben accettabile,
considerando un ciclo di vita compreso tra i
20 e i 40 anni.
Conclusioni
Si possono, in conclusione, riassumere le caratteristiche
di questo nuovo impianto con tubi
di rame:
• Il risparmio elettrico complessivo del “sistema
con tubi di rame e CO 2 “ è di circa 150
MWh all’anno.
• L’energia elettrica non prodotta corrisponde
a circa 11 tonnellate di CO 2 non emesse in
atmosfera.
• Inoltre si evita ogni anno l’emissione di 132
kg di ossido di azoto, 50 di zolfo e 17 di polveri.
• Si risparmiano inoltre 400 MWh all’anno per
il riscaldamento dell’intero sistema
Il progetto di questo impianto è stato premiato
dalla Naturvårdsverket (l’Agenzia della protezione
Ambientale della Svezia - Swedish En-
viromental Protection Agency) con il Guldklimpar
(“la pepita d’oro”), per il suo contributo
al taglio delle emissioni dei gas responsabili
dell’effetto serra.
Si ringraziano per la collaborazione Mariann
Sundberg e Pia Voutilainen (Scandinavian
Copper Development Association), David
Sharp (Outokumpu Copper Products AB), Jorgen
Rogstam (Sveriges Energi & Kylcentrum).
* Istituto Italiano del Rame, Milano
La CO 2 vantaggi e limiti
L’anidride carbonica, anche nota come biossido
di carbonio, è formata da un atomo di
carbonio e due atomi di ossigeno e, in condizioni
di temperatura e pressione normali,
si presenta in forma gassosa. La molecola è
relativamente inerte: non è infiammabile,
dal momento che il suo carbonio non è ulteriormente
ossidabile dall’ossigeno.
E’ un gas incolore, inodore e facilmente reperibile,
dal momento che è presente nell’atmosfera
(intorno alle 380 parti per milione).
La CO 2 era già largamente utilizzata come
fluido frigorigeno prima della seconda
guerra mondiale, quando venne abbandonata
per i CFC e altri gas sintetici. Recentemente,
in base a considerazioni ambientali,
si sta ritornando ai gas “naturali”, grazie alla
loro economicità, non tossicità e non dannosità
per l’ambiente. Quest’ultimo aspetto
può essere sorprendente, dal momento che
negli ultimi anni la CO 2 è associata all’effetto
serra, ma in realtà il suo GWP (Global
Warning Potential, cioè il suo effetto potenziale
sul surriscaldamento globale) è inferiore
a quello di altri gas, come l’ozono, il metano
e altri idrocarburi alogenati usati nella
refrigerazione.
Gli svantaggi sono legati alla bassa temperatura
critica (31°C) rispetto ai refrigeranti
sintetici tradizionali e alle più alte pressioni
di lavoro, ma la tecnologia attuale ha superato
con successo questi due ostacoli, fornendo
macchinari efficienti e sicuri.
I campi di impiego più interessanti per il
biossido di carbonio come refrigerante sono
quelli della refrigerazione industriale e commerciale,
per i condizionatori degli autoveicoli
e pompe di calore per la produzione di
acqua calda sanitaria
20 Marzo 2008 n. 54