Presentazione ALFA LAVAL

Alfa Laval
CO2 come fluido frigorigeno
1
Programma
• CO2: gas refrigerante;
• Cicli a CO2 per la refrigerazione;
• Scambiatori AlfaLaval: presentazione
generale del range di prodotti;
• Limiti costruttivi: quali di questi prodotti
possono essere utilizzati in impianti a CO2;
• Differenze costruttive e know-how dietro la
progettazione;
• Esempi impiantistici / case stories.
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Introduzione al gas CO2
•
•
•
Che cosa è;
Diagrammi di stato;
Proprietà fisiche.
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2
Pressure (bar-a)
Introduzione al gas CO2
1000
Liquid
Supercritical
Solid – Liquid
equilibrium
100
73.6 bar-a
Critical point
Solid
Liquid – Vapour
equilibrium
10
Vapour
Triple point
5.2 bar-a
Solid – Vapour
equilibrium
1
-80
-60
-40
-20
0
20
40
31. Deg.C
- 56.6 Deg.C
60
80
100
Temperature www.alfalaval.com
(Deg.C)
Cicli a CO2 per la refrigerazione
Sono possibili 3 soluzioni:
1. Sistema tradizionale
R744 (CO2)
35 Deg.C
90 bar
Gas
cooling
95 Deg.C
26,5 bar
(-10 Deg.C)
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3
Cicli a CO2 per la refrigerazione
Sono possibili 3 soluzioni:
2. Sistema indiretto
R717 (NH3)
Condenser
12 bar (32 Deg.C)
1,9 bar
(-20 Deg.C)
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Cicli a CO2 per la refrigerazione
Sono possibili 3 soluzioni:
3. Sistema a “cascata”
R717
(NH3)
12 bar (32 Deg.C)
1,9 bar (-20 Deg.C)
R744
(CO2)
23 bar (-15 Deg.C)
10 bar (-40 Deg.C)
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Scambiatori AlfaLaval
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Scambiatori AlfaLaval
Piastre Semisaldate
(37%)
Piastre saldate
(3%)
Scambiatori ad aria
(34%)
Piastre saldobrasate
(18%)
Scambiatori a fascio tubiero
(8%)
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Liquido/Liquido:
1. Scambiatori a piastre saldate e semisaldate
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Liquido/Liquido:
Al f
aR
ef
Capacity (kW)
TM10B
175 - 600
TM20B
1050 - 2700
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Liquido/Liquido:
2. Scambiatori a piastre saldobrasate
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Liquido/Liquido:
2. Scambiatori a piastre saldobrasate
1998
1996
2002
2002
AC20
2001 AC20
AC10
AC10
Ne
w
Cap.
Cap. kW
kW
Distr.
Distr. Syst
Syst
Dual.
Dual. Syst
Syst
1-5 3-10
-
2001
CB52
AC50 AC80
CB52 AC50
CB76
CB76
AC120
AC120
2000
AC250
AC130
Ne
w
10-55 40-80
X
EQ
Yes
50-200
EQ
50-200
EQ
Yes
150-450
EQ
Yes
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Liquido/Liquido:
2. Scambiatori a piastre saldobrasate
AN400
AN400
AN76
AN76
AN
AN 52
52
AN
AN 27
27
AN14
AN14
Cap.
Cap. kW
kW
Distr.
Distr. Syst
Syst
Dual.
Dual. Syst
Syst
1-5
-
3-12
10-30
50-200
X
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Aria/Liquido:
-
Condensatori;
Evaporatori.
Nell’evaporatore non ci sono pressioni particolarmente elevate...
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Scambiatori AlfaLaval
Scambiatori Aria/Liquido:
Saturated pressure
CO2
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Limiti costruttivi
Scambiatori Liquido/Liquido:
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Limiti costruttivi
Scambiatori Aria/Liquido:
AHE AlfaLaval
Direct Expansion
Pump System
Brine Cooler
pressure < 31bar
Standard Unit
Cu (rigato)/Al
Brasatura
pressure < 31bar
Standard Unit
Cu(liscio)/Al
Brasatura
pressure < 31bar
Standard Unit
Cu(liscio)/Al
Brasatura
pressure > 31bar
Special Unit
SS (liscio)/Al
Saldatura TIG
pressure > 31bar
Special Unit
SS (liscio)/Al
Saldatura TIG
pressure > 31bar
Special Unit
SS (liscio)/Al
Saldatura TIG
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Scambiatori AlfaLaval
Performance SC4
SC2
Performance
SC3
Capacity
[kW]
Capacity [kW]
Capacity
[kW]
(Tair=-25°
C, Tev=-8°C)
Tev=-31°C)
(Tair=0°C,
(Tair=-18°C,
Tev=-25°C)
80
140
100
70
120
6080
100
5060
80
40
60
3040
40
20
20
20
10
0
00
000
R134a
R134a
R404a
R404a
CO2
CO2
CO2
10
10
10
20
20
20
30
30
40
40
40
AlfaLaval
AIRMAX
AlfaLaval AIRMAX
AlfaLaval
AIRMAX
Diminuendo la temperatura di lavoro aumentano le prestazioni del CO2!
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Scambiatori AlfaLaval
AirMax INBE635C85
Capacity [kW]
120
100
80
R134a
60
R404a
40
CO2
20
0
Room Temperature [°C]
Al diminuire della temperatura (Tevap=-5°C
Tevap=-40°C si vede che le
prestazioni della CO2 sono costanti, al contrario degli altri refrigeranti...
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Scambiatori AlfaLaval
AirMax INBE635C85
25
20
R134a
15
R404a
10
CO2
5
0
Room Temperature [°C]
AirMax INBE635C85
7
Pressure Drop [°C]
...questo è legato alle perdite di
carico.
Pressure Drop [kPa]
30
6
5
R134a
4
R404a
3
CO2
2
1
0
Room Temperature [°C]
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Scambiatori AlfaLaval
Increase Capacity vs R134a
Increase Factor
150,0%
140,0%
130,0%
R404a
120,0%
CO2
110,0%
100,0%
Standard Class SC
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Differenze costruttive
Punto debole per
l’alta pressione :
collettori!
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Differenze costruttive
Soluzione con tubo inox, saldatura TIG.
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Esempi impiantistici
Applicazione in un supermercato
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Esempi impiantistici
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Esempi impiantistici
Dati di lavoro:
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Esempi impiantistici
•
•
•
CO2 Condensation
nelle fabbriche di birra:
CO2 condensation / NH3 evaporation
- 30 to -50°C
/ -35 to -55°C
Liquid Cooling
in process and food industry
Liquid cooling / CO2 evaporation
-45 -> -50°C / -52 °C
CO2-NH3 Cascade
in process and food industry
CO2 condensation / NH3 evaporation
- 5°C
/ -8 °C
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Esempi impiantistici
•
Compressore di piccola taglia
Example York HPC104S / -50 °C / -5 °C
NH3
CO2
•
•
Qo
12,8 kW
208,9 kW
Qel
6,8 kW
70,1 kW
COP
1,88
2,98
Costi
NH3-CO2 sistema a cascata è circa 20 % più economico del
sistema NH3-NH3 a cascata
Tecnologia AlfaRex
Concorrenza con Vatherus concept: i consultant credono
maggiormente nella tecnologia a piastre
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Esempi impiantistici
POTENZIALE
•
Solo Nestle ha più di 20 impianti sotto -40 °C
•
Unilever, Kraft, BASF, ....
•
Per ogni impianto di bassa temperatura CO2 è
sempre presa in considerazione
•
Grandi progetti
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Esempi impiantistici
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