razionale dell’energia contribution for a rational use of energy contributo per un uso razionale dell’energia contribution for a rational use of energy conferenza internazionale sulle tecnologie a risparmio energetico per il riscaldamento e il condizionamento international conference on energy saving technologies for heating and cooling Milano 2 marzo 2006 Milan, March 2nd, 2006

Prof. Renato Lazzarin Università di Padova University of Padova Benvenuto e introduzione alla Conferenza Welcome and introduction to the Conference

PRESENTAZIONE CONCORSO ROBUR L’idea di sfruttare la proprietà che va sotto il nome di assorbimento viene da lontano. Nel 1758 William Cullen, un ricercatore scozzese produce ghiaccio mediante evaporazione in parziale vuoto di etere etilico. Meno di 20 anni dopo nel 1777 Gerald Nairne si rende conto che il processo viene fortemente accelerato dalla presenza di una sostanza assorbente (acido solforico.

Ci vuole quasi un secolo perché si passi ad applicazioni pratiche. Nel 1866 il francese Edmond Carré produce una macchina che funziona in modo intermittente e tramite l’impiego di 2,5-5,5 kg H2SO4 riesce a produrre circa 15 caraffe di acqua ghiacciata per i caffè parigini alla moda. L’acido una volta esausto viene rimpiazzato. La macchina opera con una pompa a vuoto azionata a mano. Un dispositivo simile alimentato a carbone per rigenerare l’acido era ancora utilizzato nei paesi tropicali fino al 1947.

Nel 1859, 7 anni prima, il fratello Ferdinand Carré brevetta la prima macchina ad ammoniaca-acqua a ciclo chiuso finalizzata alla produzione di ghiaccio. Le prime macchine messe in commercio riescono a produrre fino a 100 kg/h di ghiaccio. Un’azienda americana, la Columbus Iron Works, a partire dal 1880 mette in commercio oltre 600 macchine progettate da H.D. Stratton con la possibilità di produrre da 3 a 100 tonnellate di ghiaccio al giorno (prezzo da 4.400 a 45.500 $ - moltiplica per 20 per valore attuale). Una di queste macchine era ancora in attività nel 1925, dopo quasi 40 anni di onorato servizio a conferma della proverbiale affidabilità delle macchine ad assorbimento.

Ai primi del ‘900 entrano in gioco gli scienziati. Si occupano dell’assorbimento personaggi del calibro di Albert Einstein, Hans Lorenz, Rudolf Planck, Edmund Altenkirch con un’analisi rigorosa dei processi, miglioramento delle prestazioni della macchina. In particolare da Altenkirch arrivano proposte molto innovative dall’effetto multiplo al riassorbimento fino alla pompa a bolle e al ciclo GAX che è quello utilizzato dalle macchine più moderne oggigiorno:

Nel 1920 viene brevettato da Munters e Platen il ciclo ad assorbimento a diffusione che è alla base di tanti frigoriferi da campeggio o da albergo (sistema Electrolux) caratterizzati da estrema silenziosità:

Fra gli anni ‘30 e ‘40 entrano in gioco i sali di litio (LiCl e LiBr) con le prime macchine a ciclo aperto (Kathabar) e a ciclo chiuso. La Carrier realizza una macchina da 2 MW (!) azionata a vapore (“Raffreddano con il vapore!”). Il grande successo commerciale dell’assorbimento si ha in USA con l’entrata nel mercato dei grandi marchi storici Arkla Servel, York, Trane. Nel 1958 il 15% delle grandi macchine frigorifere negli USA è ad assorbimento. Nel 1965 è il 30%. Le macchine di minore capacità operano con acqua-ammoniaca mentre le più grandi con bromuro di litio-acqua.

Un momento critico per la tecnologia si ha con la prima crisi energetica del 1973: cambiano drasticamente verso l’alto le tariffe del gas mentre variano poco quelle elettriche. Nel giro di un paio d’anni la produzione si riduce di 10 volte. Alcune aziende (Arkla) vendono i loro brevetti ai Giapponesi per i quali l’interesse nella tecnologia è elevata. Importanti costruttori si dedicano all’assorbimento con nuovi modelli (Yazaki, Sanyo, Hitachi, Mitsubishi).

Dopo la seconda crisi energetica del 1979 cresce rapidamente il mercato giapponese dell’assorbimento, arrivando ben presto a 20 GW di potenza frigorifera installata (15% del totale). Nasce un nuovo grande mercato asiatico dell’assorbimento che oltre al Giappone coinvolge Corea, Cina e infine India. Con molti costruttori locali. Nel 1991 Robur acquisisce la Dometic (Evansville, USA) e la tecnologia Servel dell’acqua ammoniaca: fa riprendere vigore alle vendite negli USA ed esporta nei mercati asiatici.

PARENTESI PERSONALE Con l’ingresso della Robur Co. nella tecnologia dell’assorbimento comincia il rapporto di collaborazione fra chi vi sta parlando e la Robur Co. che proseguirà negli anni e che diventa un rapporto di amicizia e di stima. Ne parlo solo perché un mio chiodo fisso fin da “piccolo” è sempre stata l’intrinseca vocazione della tecnologia dell’assorbimento ad operare nella modalità pompa di calore.

Il riscaldamento è probabilmente l’applicazione più vantaggiosa dell’assorbimento. Si raggiunge già ora un rapporto di energia primaria di 1,4 e potenzialmente si potrebbero anche superare valori dell’ordine di 1,8. Per questa mia convinzione nella collaborazione con Robur vi fu sempre una sollecitazione molto insistita per lo sviluppo di una linea di pompe di calore. Ho avuto il privilegio di seguire l’evoluzione di questa tecnica promettente con il superamento delle tante piccole e grandi difficoltà fino ad avere in anteprima la notizia tanto attesa che si preparava il lancio commerciale di una linea di pompe di calore ad assorbimento a partire dal 2004.

In questi due anni i progettisti hanno cominciato a prendere confidenza con un apparecchio per loro totalmente nuovo con una versatilità di utilizzo ancora non ben conosciuta, con la possibilità di funzionamento reversibile, di produzione contemporanea di caldo e di freddo, di accoppiamento misto con sistemi tradizionali con utilizzazioni nel residenziale, ma anche nel terziario e nell’industriale. La proposta tecnologica fornisce delle ottime occasioni in un periodo storico in cui risulta desiderabile l’impiego di refrigeranti naturali, la riduzione delle emissioni di anidride carbonica e dell’impegno di potenza elettrica. Sta ai progettisti ed installatori e alle politiche di indirizzo del Ministero delle Attività Produttive non perdere queste importanti occasioni.

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