Con refrigerante naturale R744 e produzione di acqua calda ad alta temperatura, Q-ton di Mitsubishi Heavy Industries, distribuita in esclusiva per l’Italia da Termal Group, amplia l’impiego della pompa di calore dai grandi fabbisogni di ACS ai processi industriali.
Quando il fabbisogno di acqua calda è elevato e continuativo, non è sufficiente raggiungere la temperatura richiesta: occorre garantire capacità produttiva, stabilità di funzionamento e adattabilità ai diversi profili di prelievo. È su queste esigenze che si colloca Q-ton ESA30EH2-25 di Mitsubishi Heavy Industries, pompa di calore aria-acqua sviluppata per la produzione di acqua calda ad alta temperatura.
Il sistema utilizza R744, cioè CO₂, refrigerante naturale con GWP pari a 1, e può produrre acqua calda fino a 90 °C, anche con temperature esterne fino a -25 °C. Ogni unità ha una potenza termica nominale di 30 kW e può arrivare fino a 17.000 litri/giorno di acqua calda, con temperature di produzione comprese tra 60 e 90 °C. La configurazione modulare consente di collegare fino a 16 unità, per una capacità complessiva di 480 kW.
Dai grandi fabbisogni di ACS alle utenze di processo
Gli stessi requisiti di volume, temperatura e continuità tipici della produzione centralizzata di ACS ricorrono in numerosi processi industriali. È il caso dell’industria alimentare, dove l’acqua calda viene utilizzata per lavaggio, sanificazione, trattamento termico e specifiche fasi di lavorazione, con fabbisogni molto diversi per quantità e temperatura. Tre applicazioni di Q-ton analizzate su AiCARR Journal mostrano come la pompa di calore possa essere configurata in funzione delle reali esigenze di processo.
A sintetizzare il principio progettuale che accomuna i tre casi è l’ing. Jacopo Tremaroli, autore del contributo pubblicato su AiCARR Journal: “L’ottenimento di elevate efficienze nelle diverse condizioni operative è fortemente legato alla progettazione dell’impianto idraulico che deve promuovere quanto più possibile la stratificazione termica”.Nel centro di lavorazione carni in provincia di Mantova sono richiesti circa 8.000 litri/giorno a 65 °C per lavaggio e sanificazione. Due Q-ton da 30 kW sono abbinate a circa 9.500 litri di accumulo ad elevata stratificazione. La produzione è concentrata nelle ore diurne per sfruttare l’impianto fotovoltaico; la caldaia esistente interviene solo per sporadici picchi di richiesta.Nello stabilimento enologico in provincia di Verona il fabbisogno è di 15.000 litri/giorno a 75 °C per il condizionamento termico del vino durante l’imbottigliamento. Tre Q-ton da 30 kW sono gestite tramite accumuli e set-point dinamici con controllo Modbus, adattando la produzione alle diverse fasi della lavorazione.Nel caseificio piemontese, invece, tre Q-ton servono tre utenze distinte: 8.000 litri/giorno a 45 °C per il processo dei formaggi filati, con accumulo a 65 °C e miscelazione alla temperatura richiesta; 5.000 litri/giorno a 80 °C per il lavaggio dei silos; 9.000 litri/giorno a 70 °C per il preriscaldo dell’acqua osmotizzata destinata ai generatori di vapore. Ogni utenza dispone di accumulo e temperatura dedicati.
La progettazione al centro dell’efficienza
I tre casi confermano che, nel ciclo transcritico a CO₂, la progettazione idraulica è determinante. Una temperatura di ritorno contenuta aumenta il salto termico disponibile nel gas cooler, favorisce il raffreddamento del refrigerante e contribuisce al miglioramento del COP. Per questo la stratificazione termica degli accumuli deve essere preservata il più possibile, evitando miscelazioni che innalzino inutilmente la temperatura dell’acqua in ingresso alla pompa di calore. In ambito industriale può essere favorita anche attraverso più accumuli collegati in serie, separando l’immissione dell’acqua fredda dal prelievo dell’acqua riscaldata. La modularità di Q-ton consente inoltre di dimensionare l’impianto sul fabbisogno reale e di integrarlo, quando necessario, con generatori esistenti o con produzione elettrica da fonti rinnovabili.
Per Termal Group, distributore esclusivo per l’Italia dei sistemi Mitsubishi Heavy Industries, Q-ton estende così l’impiego della pompa di calore dai grandi fabbisogni di ACS alle applicazioni industriali in cui volumi, temperature e modalità di utilizzo diventano parte integrante del processo.
Per approfondire i casi studio Q-ton nell’industria alimentare: https://www.mitsubishi-termal.it/q-ton-case-study-industria-alimentare/
