Your SlideShare is downloading. ×
ICE-E, MCE 2012   1       ICE-E consumo e risparmio energetico       nei magazzini refrigeratiMarco CorradiDipartimento di...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                    2Perché ICE-E?• Il settore della catena del freddo è responsabile per circa il...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                      3Perché ICE-E?• Le precedenti survey hanno evidenziato un enorme potenziale ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                   4Perché ICE-E?• Valori “molto dispersi” dell’energia consumata ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                            5ICE-E (Improving Cold storage Equipment in Europe)• Progetto che nasc...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                        6ICE-E (Improving Cold storage Equipment in Europe)1. Accedere al sito www...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                       7SurveyCompilando la survey (durata tra i 3 ed i 25 minuti) sarà possibile:...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   8Dati di input• Informazioni di base• Sistema di refrigerazione• Derrate• Attrezzature• Impiant...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   9BenchmarkConsente di confrontare l’efficienzaenergetica del proprio magazzinofrigorifero rispe...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012               10Benchmark – magazzini derrate fresche     MWh/year                      Chilled f...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012              11Benchmark – magazzini surgelati     MWh/year                      Frozen foods    ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                   12Benchmark – magazzini derrate fresche e surgelati   MWh/year                 ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                     13Benchmark – volume delle derrate trattate                 kWh/m3/year      ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012               14Benchmark – temperatura di set-point                 kWh/m3/year                 ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                     15Benchmark – consumo energetico specifico• Valori “molto dispersi” dell’ener...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   16Moduli di e-learningSaranno disponibili sei moduli die-learning  come    strumento  diformazi...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                   17Web toolsSaranno sviluppati due modellidi calcolo: • Un modello semplice per ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   18Casi studioSarà possibile prendere visione didiversi Casi Studio ricavati dagli audite dalle ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                      19Casi studio: esempi1 Nuova installazione, refrigerante: R404A, temperatura...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   201 - R404A: caratteristiche della cellaDIMENSIONI:• esterne: 7.30 x 3.00 x (2.88 h) m;• intern...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   211 - R404A: layout
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                          221 - R404A: temperature                      18.0      ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                        231 - R404A: consumo energetico                           ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   24Modello semplice di calcoloTale modello di calcolo considera:• Calore attraverso le pareti;• ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                               251 - R404A: validazione del modello di calcolo            Totale c...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   262 – R717: caratteristiche del magazzino frigorifero• Refrigerante: ammoniaca;• Temperatura po...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   272 – R717: layout
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                              282 – R717: temperature di saturazione              ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                         292 – R717: funzionamento cella frigorifera                      -13     ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   302 – R717: fasce orarie periodi di spegnimento
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                   312 – R717: problema di isolamento termico                      -13            ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   323 – R744: caratteristiche del magazzino frigorifero• Refrigerante: anidride carbonica;• Funzi...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                                 33    3 – R744: unità frigorifera di media temper...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                              343 – R744: unità frigorifera di bassa temperatura  ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012            353 – R744: problematiche di gestione• Ottimizzazione     dell’alta   pressione  duran...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                                                    363 – R744: gestione del recupero di calore   ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                      373 – R744: gestione del recupero di calore           Heat Recovery         ...
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012   38Concludendo… visitate il sito www.ice-e.eu
ICE-E, MCE 29 Marzo 2012                39Per ulteriori informazioni:Marco Corradi                           Claudio Zilio...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Corradi incontri

269

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
269
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Corradi incontri"

  1. 1. ICE-E, MCE 2012 1 ICE-E consumo e risparmio energetico nei magazzini refrigeratiMarco CorradiDipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova
  2. 2. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 2Perché ICE-E?• Il settore della catena del freddo è responsabile per circa il 2,5% delle emissioni globali di gas serra attraverso le emissioni dirette ed indirette.• Circa il 50% dell’energia viene impiegata per la refrigerazione, il congelamento e la conservazione.• Settore con elevate fughe di refrigerante, circa il 17% (5÷25%).• Presenza di circa 60-70 milioni m3 di magazzini frigoriferi in Europa.• In molti magazzini frigoriferi il consumo di energia per la refrigerazione può raggiungere valori pari al 60-70% dell’energia totale.
  3. 3. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 3Perché ICE-E?• Le precedenti survey hanno evidenziato un enorme potenziale di riduzione dei consumi energetici (spesso del 30-40% fino al 60%).• Le opzioni per la riduzione dei consumi energetici sono spesso specifiche di un determinato impianto e non generalizzabili.
  4. 4. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 4Perché ICE-E?• Valori “molto dispersi” dell’energia consumata dai magazzini frigoriferi. B. Prakash and Singh, R. Paul. 2008. Energy Benchmarking of Warehouses for Frozen Foods. Public Interest Energy Research (PIER) Program Contract and Research Project Reports. California Energy Commission, PIER Program.• Informazioni limitate sul consumo di energia dei magazzini frigoriferi europei.
  5. 5. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 5ICE-E (Improving Cold storage Equipment in Europe)• Progetto che nasce con il fine di individuare e mettere in atto delle strategie per la razionalizzazione ed ottimizzazione del consumo energetico dei magazzini frigoriferi in Europa, nonché per ridurre le emissioni di gas serra.• Finanziato dallAgenzia europea EACI (Executive Agency for Competitiveness and Innovation).• Coinvolti otto partner europei: LSBU (London South Bank University) KHLim, vzw Katholieke Hogeschool Limburg Danish Teknologisk Institut (DTI) Cold Chain Experts (CCE) Carbon Data Resources Ltd (CDR) Food Research Institute Prague (VUPP) Università di Padova, Dipartimento di Fisica Tecnica Technical University of Sofia (TUS)
  6. 6. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 6ICE-E (Improving Cold storage Equipment in Europe)1. Accedere al sito www.ice-e.eu;2. Registrarsi;3. Utilizzare gli strumenti per ridurre il consumo energetico e le perdite di refrigerante nei magazzini frigoriferi.
  7. 7. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 7SurveyCompilando la survey (durata tra i 3 ed i 25 minuti) sarà possibile: 1. Confrontare lefficienza energetica del proprio magazzino frigorifero con quella degli altri presenti nella banca dati; 2. Individuare le potenzialità di risparmio energetico che potrebbero essere implementate nel proprio magazzino frigorifero; 3. Accedere alla survey in qualsiasi momento per aggiornare i propri dati e/o verificare cosa è cambiato nel Benchmark; 4. Richiedere un audit energetico del proprio magazzino frigorifero.Tutti i dati sono confidenziali, inoltre è possibile compilare la survey in modo anonimo.
  8. 8. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 8Dati di input• Informazioni di base• Sistema di refrigerazione• Derrate• Attrezzature• Impianto frigoriferoCinque i dati essenziali per accedere al Benchmark: • Volume del magazzino frigorifero in m3 • Superficie del magazzino frigorifero in m2 • Temperatura di conservazione in °C • Volume delle derrate trattate in tonnellate/anno • Consumo energetico in kWh/anno
  9. 9. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 9BenchmarkConsente di confrontare l’efficienzaenergetica del proprio magazzinofrigorifero rispetto agli altri magazzinifrigoriferi presenti nella banca dati.Il confronto può essere fatto secondo: • Volume del magazzino; • Superficie del magazzino; • Volume delle derrate trattate; • Temperatura di set-point; • Tipo di utilizzo del magazzino; • Tipo di derrate trattate; • Tipo di refrigerante impiegato.
  10. 10. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 10Benchmark – magazzini derrate fresche MWh/year Chilled foods 20,000 NZ Europe 16,000 IIR min IIR max 12,000 Model 8,000 4,000 0 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 Room volume (m3)
  11. 11. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 11Benchmark – magazzini surgelati MWh/year Frozen foods 20,000 NZ Europe 16,000 IIR min IIR max 12,000 Model 8,000 4,000 0 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 Room volume (m3)
  12. 12. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 12Benchmark – magazzini derrate fresche e surgelati MWh/year Mixed chilled and frozen foods 20,000 NZ Europe 16,000 IIR min IIR max 12,000 8,000 4,000 0 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 Room volume (m3)
  13. 13. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 13Benchmark – volume delle derrate trattate kWh/m3/year 450 Frozen 400 Chilled 350 Mixed 300 250 200 150 100 50 0 0 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 140,000 160,000 Throughput (tonnes/year)• Ad un volume delle derrate trattate più elevato non corrisponde un maggior consumo energetico specifico;• Elevata variabilità del consumo energetico specifico per piccoli volumi delle derrate trattate. Possibili cause: magazzini inefficienti di grandi dimensioni poco utilizzati, magazzini efficienti di piccole dimensioni fortemente utilizzati.
  14. 14. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 14Benchmark – temperatura di set-point kWh/m3/year 450 Chilled 400 Frozen 350 Mixed chilled 300 Mixed f rozen 250 200 150 100 50 0 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 Temperature (°C)• A minori valori di temperatura di conservazione delle derrate non corrisponde sempre un maggior consumo energetico specifico;• Alcuni magazzini frigoriferi per surgelati consumano la stessa energia specifica dei magazzini per la conservazione delle derrate fresche;• Elevata variabilità del consumo energetico specifico nei magazzini per surgelati.
  15. 15. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 15Benchmark – consumo energetico specifico• Valori “molto dispersi” dell’energia specifica consumata nei magazzini kWh/m3/anno frigoriferi; Valore Media min Media max• Consumo energetico specifico di medio 10% 10% alcuni magazzini frigoriferi per surgelati simile a quello dei Prodotti 54.6 15.2 98.3 magazzini per la conservazione freschi delle derrate fresche; Surgelati 106.0 21.9 355.6• Dai dati si evince che c’è un grande potenziale per ridurre il consumo Misti 66.7 26.1 129.5 energetico specifico dei magazzini frigoriferi europei.
  16. 16. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 16Moduli di e-learningSaranno disponibili sei moduli die-learning come strumento diformazione:• Introduzione alla refrigerazione;• Introduzione alla conservazione refrigerata;• Costi ambientali ed aspetti legislativi legati alla riduzione delle emissioni di CO2;• Assistenza e manutenzione per ridurre le emissioni;• Retrofit e riduzione dei consumi;• Miglioramento dei consumi a seguito di analisi on-site.
  17. 17. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 17Web toolsSaranno sviluppati due modellidi calcolo: • Un modello semplice per gli utenti finali (già disponibile); • Un modello più dettagliato per i tecnici e gli utenti più esperti.Entrambi i modelli permetteranno di identificare il potenziale di risparmioenergetico di nuove attrezzature e tecnologie e di valutare i tempi di ritornodell’investimento.Questi modelli saranno scaricabili gratuitamente dal sito web e resterannodisponibili anche dopo la conclusione del progetto.
  18. 18. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 18Casi studioSarà possibile prendere visione didiversi Casi Studio ricavati dagli audite dalle precedenti esperienze deipartner europei coinvolti nel progetto.I Casi Studio riporteranno esempiconcreti di risparmio energeticoevidenziando i costi-benefici dellediverse tecnologie.
  19. 19. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 19Casi studio: esempi1 Nuova installazione, refrigerante: R404A, temperatura di conservazione positiva, derrate: pasta fresca, magazzino privato, volume 60 m3;2 Vecchia installazione, refrigerante: R717, temperatura di conservazione positiva e negativa, derrate: miste, magazzino pubblico, volume 15.000 m3;3 Nuova installazione, refrigerante: R744, temperatura di conservazione positiva e negativa, derrate: miste, magazzino privato, volume 2.500 m3.
  20. 20. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 201 - R404A: caratteristiche della cellaDIMENSIONI:• esterne: 7.30 x 3.00 x (2.88 h) m;• interne: 7.14 x 2.84 x (2.80 h) m.CARATTERISTICHE PANNELLI:• materiale: schiuma di poliuretano;• densità: 39 kg/m3;• conduttività termica (@ 23° 0.029 W/(m·K); C):• spessore: 80 mm.PORTA:• dimensioni: 1.4 x (2.2 h) m;• protezione: tenda a strisce.UNITA’ FRIGORIFERA:• potenza frigorifera nominale: 10 kW;• sbrinamento elettrico;• ventilatori condensatore a velocità variabile.
  21. 21. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 211 - R404A: layout
  22. 22. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 221 - R404A: temperature 18.0 Tin Text 16.5 15.0 13.5 12.0 C] Temperatures [° 10.5 9.0 7.5 6.0 4.5 3.0 1.5 0.0 1 41 81 121 161 201 241 281 321 361 401 441 481 521 561 601 641 681 25/10/2011 Hours [h] 23/11/2011
  23. 23. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 231 - R404A: consumo energetico 2.6 2.4 2.18 kWh 2.2 2.0 Consumo energetico [kWh] 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1 41 81 121 161 201 241 281 321 361 401 441 481 521 561 601 641 681 25/10/2011 Ore [h] 23/11/2011
  24. 24. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 24Modello semplice di calcoloTale modello di calcolo considera:• Calore attraverso le pareti;• Infiltrazioni;• Temperatura esterna;• Temperatura di stoccaggio;• Carichi derivanti dagli alimenti;• Carichi fissi dovuti a luci, sbrinamento e ventilatori;• Altri carichi derivanti da personale e carrelli elevatori;• Efficienza energetica del sistema frigorifero (COP).
  25. 25. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 251 - R404A: validazione del modello di calcolo Totale calcolato = 2.42 kWh Valore reale = 2.18 kWh 1.2 1.01 1.0 Electrical power (kW) 0.8 0.64 0.60 0.6 0.4 0.2 0.10 0.06 0.01 0.00 0.0 st r s r g ns ns he ht so fr o in fa fa Ot Lig at es De r or he pr so at m en or r Co po Flo nd a Co Ev
  26. 26. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 262 – R717: caratteristiche del magazzino frigorifero• Refrigerante: ammoniaca;• Temperatura positiva e negativa;• Vecchia installazione;• Evaporatori allagati con circolazione forzata;• Sbrinamento ad acqua;• Condensazione per mezzo di acqua di pozzo.
  27. 27. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 272 – R717: layout
  28. 28. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 282 – R717: temperature di saturazione 30 Tcond_sat Tev_NT_sat Tev_LT_sat 25 20 15 10 5 T sat [°C] 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hours [h]
  29. 29. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 292 – R717: funzionamento cella frigorifera -13 Tcold room Operation Defrosting Cold room 1/16 -14 -15 -16 Temperature [°C] -17 -18 -19 -20 -21 -22 On -23 Off 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hours [h]
  30. 30. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 302 – R717: fasce orarie periodi di spegnimento
  31. 31. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 312 – R717: problema di isolamento termico -13 Cold room 13/17 Cold room 14/18 -14 1980 1998 -15 -16 Temperature [°C] -17 -18 -19 -20 -21 -22 -23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Hours [h]
  32. 32. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 323 – R744: caratteristiche del magazzino frigorifero• Refrigerante: anidride carbonica;• Funzionamento subcritico e transcritico;• Temperatura positiva e negativa;• Recupero di calore subcritico e transcritico;• Raffreddamento dei gas cooler con nebulizzazione d’acqua.
  33. 33. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 33 3 – R744: unità frigorifera di media temperatura 11 Number UnitP (1) Compressor (2) Heat Recovery 2 (3) Gas cooler 3 (4) First throttling valve (5) Liquid separator 1 (6) Back pressure valve (7) Regenerative heat exchanger M (8) Expansion valve (9) Evaporators 4 (10) Oil coolerP (11) Water spray device 6 5 9 Medium temperature plan 8 7 Nominal conditions ambient temperature 33 °C evaporation temperature -10 °C walk-in freezers temperature -12 ÷ 0 °C Cooling capacity 90 kW Compressors (medium temperature unit) Number Type Stage Swept volume lubricant type 3 n° - n° m /h - 4 Semi-hermetic, reciprocating 1 10.7 PAG oil
  34. 34. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 343 – R744: unità frigorifera di bassa temperatura 11 Number Unit P (1) Compressor 2 (2) Heat Recovery (3) Gas cooler and Inter-cooler (4) First throttling valve 10 (5) Liquid separator 3 1 (7) Regenerative heat exchanger (8) Expansion valve (9) Evaporators M (10) Oil cooler (11) Water spray device 4 P 5 Low temperature plan 9 Nominal conditions ambient temperature 33 ° C 7 evaporation temperature -33 ° C 8 walk-in coolers temperature -24 ° C Cooling capacity 50 kW Compressors (low temperature unit)Number Type Stage Volume ratio Swept volume lubricant type 3 n° - n° - m /h - 3 Semi-hermetic, reciprocating 2 (with intercooling) 2.3 10.3 PAG oil
  35. 35. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 353 – R744: problematiche di gestione• Ottimizzazione dell’alta pressione durante il funzionamento transcritico;• Ottimizzazione del sottoraffreddamento del condensato durante il funzionamento subcritico;• Gestione del recupero di calore per il riscaldamento;• Gestione del raffreddamento dei gas cooler per mezzo di nebulizzazione d’acqua.
  36. 36. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 363 – R744: gestione del recupero di calore 35.0 200 24 ore – funzionamento invernale 190 30.0 180 170 25.0 160 150 20.0 140 C] 130 Pressure [bar] Temperature [° 15.0 120 110 10.0 100 90 5.0 80 70 0.0 60 50 -5.0 40 30 -10.0 20 03:00:00 06:00:00 09:00:00 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 external T Condensing T Gas Cooler Outlet T Discharge P Intermediate P Suction P
  37. 37. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 373 – R744: gestione del recupero di calore Heat Recovery Dec-06 2010 Jan-07 2011 Feb-07 2011 2011 Mar-07Unit MT LT MT LT MT LT MT LTHeat recovery active (% time) 23 22 37 44 42 45 46 40Transcritical operation due to heat 18 16 32 33 29 28 31 22recovery (% time) Heat Recovery 2011 Apr-07 2011 May-07 2011 Jun-07 2011 Jul-07Unit MT LT MT LT MT LT MT LTHeat recovery active (% time) 19 21 12 14 5 5 6 5Transcritical operation due to heat 12 12 6 7 3 3 4 3recovery (% time)
  38. 38. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 38Concludendo… visitate il sito www.ice-e.eu
  39. 39. ICE-E, MCE 29 Marzo 2012 39Per ulteriori informazioni:Marco Corradi Claudio ZilioUniversità degli Studi di Padova Università degli Studi di PadovaTel: +39 049 8276882 Tel: +39 049 8276893Email: marco.corradi@unipd.it Email: claudio.zilio@unipd.it

×