Refrigerazione commerciale con tecnologia scroll CO₂

Case Studies

Case Study Co-operative Group

Copeland’s CO₂ scroll technology proves its worth in the field.

_{^{“Quando Copeland si è rivolta a noi come partner per provare questa nuova tecnologia, eravamo entusiasti per le opportunità che avrebbe presentato nell’innovazione relativa al design del sistema. Questa tecnologia diventerà una vera svolta nell’innovazione del settore. La tecnologia di compressore scroll tradizionale da anni è un punto di riferimento del settore per le piccole applicazioni di vendita al dettaglio. L’evoluzione della tecnologia scroll a CO₂ transcritica offrirà grandi vantaggi, come maggiore efficienza, minori livelli di rumore e sistemi più piccoli.”}}

^{_{Mike Gittoes, Managing Director, Arctic Circle}}

Già nel 2017, la catena di supermercati britannica The Co-Operative Group (The Coop) ha avviato la graduale sostituzione dei sistemi di refrigerazione basati su HFC con refrigeranti a CO₂ nei suoi punti vendita al dettaglio. Di conseguenza, l’innovativa tecnologia scroll a CO₂ Copeland per sistemi booster transcritici è stata testata con grande successo nell’ambito di un test sul campo di 18 mesi tra The Coop e il partner di impianti di produzione Arctic Circle Ltd.

Alta efficienza grazie al nuovo design del sistema

L’ultima soluzione lanciata da Copeland, leader globale nel settore dei compressori scroll, si è rivelata un grande successo sotto ogni aspetto grazie alla sua elevata efficienza in assenza del design standard del sistema, inevitabilmente complesso. Oltre ai suoi minimi requisiti di spazio, genera anche meno rumore rispetto ai sistemi booster convenzionali, ciò comporta numerosi vantaggi, soprattutto per le ubicazioni nel centro delle città. The Co-Operative Group ora, a seguito del successo del periodo di prova, prevede di introdurre la nuova soluzione Copeland in varie altre sedi.

The Coop è una delle più grandi catene di supermercati del Regno Unito, con oltre 2.500 punti vendita in tutto il Regno Unito. In risposta alla crescente consapevolezza ambientale e alla progressiva eliminazione dei gas fluorurati avviata nel 2015, l’azienda ha dovuto cercare un modo per convertire gradualmente i sistemi di refrigerazione nei suoi punti vendita in una tecnologia sostenibile, a prova di futuro, basata sul refrigerante naturale CO2. Era necessario che il nuovo sistema offrisse vantaggi rilevanti, non solo in termini di efficienza e affidabilità, ma anche di fattori di fondo collegati alla preponderante ubicazione in centro delle sue filiali. Al fine di assicurare un uso ottimale dello spazio disponibile, costoso ma al contempo minimo, rispetto al sistema esistente, il nuovo sistema di raffreddamento doveva avere ingombro e peso considerevolmente inferiori. Un altro must nell’elenco dei requisiti era rappresentato dalle emissioni di rumore notevolmente ridotte per evitare di disturbare il vicinato.

Test di resistenza approfonditi nel punto vendita per il sistema booster scroll a CO₂

Copeland ha collaborato con un team di ingegneri di The Coop e il suo partner di sistemi Arctic Circle Ltd al fine di selezionare il punto vendita per l’installazione di prova del sistema, per verificare l’efficienza dell’innovativo design di sistema in combinazione con un sistema booster R744 nel mondo reale. Hanno rapidamente individuato il candidato perfetto: un punto vendita ubicato a Malmesbury con 750 metri quadrati di superficie. Utilizzando le informazioni fornite sul punto vendita, Copeland ha sviluppato un concetto di sistema su misura per un periodo di prova di 18 mesi. In aggiunta ad altri componenti, il nuovo sistema comprendeva sei compressori scroll a CO₂ transcritici Copeland con sistemi di azionamento ottimizzati, incluse velocità variabili, valvole di controllo e un sistema di controllo elettronico integrato. Le prestazioni di raffreddamento richieste erano di 68 kW per refrigerazione normale (evaporazione a -6 °C) e 10 kW per surgelamento (evaporazione a -28 °C).

Installazione, messa in servizio e ottimizzazione da parte di un team di esperti

Su richiesta del cliente, il sistema è stato installato e messo in funzione da un team di esperti congiunto. Le attività hanno incluso un’analisi del sito di installazione, la regolazione delle impostazioni di surriscaldamento delle unità di refrigerazione, il monitoraggio del comportamento di ritorno dell’olio e la verifica della funzionalità ottimale di altri fattori critici. In termini di software, il sistema di controllo e monitoraggio della soluzione scroll a CO₂ doveva essere integrata al sistema di gestione degli edifici (BMS) già esistente, utilizzato per gestire tutti i punti vendita di proprietà di The Co-Operative Group nel Regno Unito. Essendo l’unità di controllo Copeland completamente compatibile con il BMS, è stato possibile implementare questo collegamento senza un gateway aggiuntivo, risparmiando tempo e denaro. Il sistema è stato costantemente ottimizzato dal team di ingegneri durante la fase di test. La conoscenza acquisita dal test sul campo ridurrà ulteriormente i costi operativi delle installazioni future.

Resistenza impressionante: sin dall’inizio del periodo di prova, che è durato in tutto 18 mesi, il sistema ha fornito prestazioni di raffreddamento affidabili, anche durante l’estate più calda mai registrata nell’emisfero settentrionale (da giugno ad agosto 2020).

^{Rumorosità ridotta e dimensione salvaspazio}

“Con livelli di rumorosità ridotti rispetto ai compressori alternativi, questa nuova tecnologia scroll a CO₂ assicura il rispetto dei limiti di rumorosità più rigorosi. Con così tanti punti vendita urbani, è un aspetto particolarmente importante per The Coop. In effetti, il livello di rumore del sistema in funzione è talmente basso che la prima volta che sono entrato nella zona dell’impianto mi sono chiesto “ma l’unità è davvero in funzione?”. The Coop è estremamente orgogliosa di essere riuscita ad agevolare questa tecnologia aziendale, che probabilmente rappresenta la svolta più importante degli ultimi tempi nel campo del design delle nuove soluzioni di refrigerazione. L’impianto ha funzionato egregiamente durante gli ultimi 18 mesi e ora le versioni prodotte in fabbrica incorporano notevoli progressi rispetto allo sviluppo del prototipo originale. I compressori sono molto compatti e offrono un design di ingombro minimo nello stabilimento, poiché lo spazio disponibile è davvero ridotto per The Coop".

Adrian Crowther, Design & Standards Manager (refrigerazione), The Co-Operative Group

Vantaggi chiave: più efficiente, più leggero e più silenzioso

Uno dei vantaggi principali del nuovo sistema consiste nel design notevolmente più sottile del circuito refrigerante. Le innovative tecnologie impiegate nel nuovo sistema hanno consentito a Copeland di dimenticare l’uso di numerose componenti aggiuntive spesso adoperate per aumentare l’efficienza dei sistemi a CO₂ come ad esempio compressori paralleli per il ricircolo del flash-gas. Durante il periodo di prova a Malmesbury, componenti perfettamente abbinati hanno consentito al sistema booster scroll a CO₂ Copeland di raggiungere il livello di efficienza ottenuto dai sistemi con compressione parallela.

Il design compatto ha inoltre comportato maggiori riduzioni di dimensione e peso del sistema. Il sistema booster scroll a CO₂ ha un peso inferiore di circa il 60 percento rispetto a prodotti simili. In totale, pesa circa 600 kg meno rispetto a una soluzione comparabile con tecnologia convenzionale. La struttura salvaspazio e il peso ridotto facilitano l’installazione laddove lo spazio risulta limitato, ad esempio sul tetto, che spesso rappresenta l’unica opzione in numerosi punti vendita. Inoltre, il nuovo sistema è molto più silenzioso rispetto al sistema di refrigerazione con compressori alternativi precedentemente installato nel punto vendita di Malmesbury.

Durante il periodo di prova che è durato in tutto 18 mesi, sin dall’inizio il sistema ha fornito prestazioni di raffreddamento affidabili, anche durante l’estate più calda mai registrata nell’emisfero settentrionale (da giugno ad agosto 2020). Foto: Copeland.

In base al risultato del periodo di prova di 18 mesi, The Co-operative Group ha deciso di installare gradualmente il sistema booster scroll a CO₂ Copeland in diversi altri punti vendita.Foto: Copeland.

Conclusione: un sistema innovativo basato su CO₂ per applicazioni di refrigerazione di piccole e medie dimensioni

La nuova innovazione tecnologica scroll a CO₂ Copeland con iniezione dinamica di vapore (DVI) per sistemi booster offre elevata efficienza, dimensioni compatte, peso ridotto ed emissioni di rumore notevolmente ridotte. Di conseguenza, ora i vantaggi e il potenziale offerti dai sistemi di refrigerazione a CO₂ si possono sfruttare in modo efficiente anche in aree di piccole e medie dimensioni. Il sistema presta un importante contributo a una maggiore sostenibilità, competitività e futura redditività per gli operatori dei supermercati. In base ai risultati del periodo di prova di 18 mesi, The Co-Operative Group ha deciso di installare gradualmente il sistema booster scroll a CO₂ Copeland in diversi altri punti vendita.

Scheda informativa del test sul campo

Progetto
Sistema di refrigerazione a CO₂ di The Co-operative Group per applicazioni al dettaglio di piccole e medie dimensioni

Conversione di un supermercato da 750 m² in tecnologia scroll a CO₂ Copeland per sistemi booster
Preparazione di un concetto di sistema su misura
Valutazione pratica di 18 mesi del sistema innovativo
Ottimizzazione continua di tutti i componenti per installazioni future

Risultato

L’installazione di prova ha dato un’ottima risposta

Prestazioni di raffreddamento affidabili sin dall’inizio durante il periodo di prova di 18 mesi, anche durante un'ondata di caldo estrema
Alto grado di efficienza con un sistema meno complesso (rispetto ai sistemi booster standard)
Significativa riduzione delle emissioni di rumore (rispetto ai sistemi booster standard)

Sistema
Sistema booster scroll a CO₂ Copeland: dettagli tecnici

Il sistema booster scroll a CO₂ Copeland include, tra gli altri, i seguenti componenti
4 compressori MT scroll a CO₂; DVI
2 compressori LT scroll a CO₂ ; senza iniezione
Controller scroll XC Pro CO₂ Copeland; Xweb 500 EVO
Gestione del livello dell’olio TraxOil OM5