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ICFC a gas naturale ed emissioni ridotte per la sede Empa di Dübendorf

Con l’installazione del nuovo impianto, è stato necessario fare in modo che l’approvvigionamento dell’area fosse garantito in qualsiasi momento. Fonte: Gerry Pacher

Edificio storico dotato di impianti moderni: un ICFC con pompa di calore installato al piano terra di un vecchio stabile industriale dichiarato monumento storico, sul sedime dell’Empa a Dübendorf. Il dispositivo di recupero del calore dei gas di scarico si trova al primo piano. Fonte: Gerry Pacher

La pompa di calore utilizza l’ammoniaca (NH3), un refrigerante naturale. Fonte: Gerry Pacher

Presso la sede Empa di Dübendorf, Avesco ha realizzato, su mandato dell’impresa ingegneristica Helbling Beratung + Bauplanung AG, un sistema all’avanguardia, costituito da un ICFC con pompa di calore. Al centro del progetto: la volontà di ridurre al massimo le emissioni di sostanze nocive e di sfruttare il più possibile l’energia termica. L’obiettivo è stato raggiunto con l’impiego della tecnologia 2K, un sistema brevettato per il ricircolo regolato dei gas di scarico, e grazie anche ad altre caratteristiche di cui è stato dotato l’impianto. Al termine del primo periodo di riscaldamento, i responsabili Empa traggono un primo bilancio intermedio.

La EMPA gestisce, presso la propria sede di Dübendorf, il reparto «Sistemi di trasmissione per veicoli», dove si effettuano importanti ricerche con lo scopo di trovare nuove soluzioni per la futura mobilità.

Il campus Empa di Dübendorf comprende numerosi stabili, edificati in anni diversi. In loco, da aprile 2021, è in funzione un sistema costituito da una moderna centrale di cogenerazione e da una pompa di calore che garantisce l’approvvigionamento di energia elettrica e termica.

Punto focale del progetto: ridurre le emissioni

«In questo progetto, che abbiamo realizzato in collaborazione con l’impresa Helbling Beratung + Bauplanung, nostra partner, la priorità era quella di ridurre le emissioni di monossido di carbonio e azoto, mantenendo i valori al di sotto dei requisiti minimi richiesti dalla legge», spiega Christoph Zumbrunn, responsabile del progetto presso Avesco.

Al fine di rispondere alle esigenze poste dal cliente si è optato per un impianto di cogenerazione forza-calore (ICFC) a gas naturale del tipo TBG9512-2K, provvisto di motore a gas con lambda = 1, del marchio Liebherr. La centrale di cogenerazione forza-calore utilizza la tecnologia 2K brevettata da Avesco. Con il ricircolo regolato dei gas di scarico è possibile raggiungere valori CO e NOx estremamente bassi (vedi riquadro sotto). È il primo impianto dotato di questa tecnologia installato da Avesco nella categoria di motori a 12 cilindri.

Specifiche

Il nuovo ICFC offre una potenza elettrica di 450 kW, utilizzata integralmente in situ.

La potenza termica si compone di:

  • 576 kW, alimentati nella rete ad alta temperatura (temp. di mandata ca. 65/40°C)
  • 150 kW, alimentati nella rete a media temperatura (temp. di mandata ca. 38/28°C)

Fanno parte del sistema anche una pompa di calore con due compressori, tre livelli di prestazione e un condensatore con potenza 500-550 kW.

Primo bilancio intermedio

Nel frattempo, si è concluso per l’impianto il primo periodo di riscaldamento. Qual è il bilancio intermedio che l’Empa ne trae? Tomasz Bialik, responsabile del Servizio tecnico, afferma: «Combinando ICFC, rete a media temperatura e pompa di calore, siamo riusciti a ridurre sensibilmente le emissioni di CO2. Il sistema funziona in modo molto stabile, in linea con le attese formulate nella fase di progettazione. Il bilancio intermedio è dunque assai positivo».


Empa: ambiziosa strategia per la sede di Dübendorf

Per la propria sede di Dübendorf la Empa persegue una strategia ambiziosa: rispetto all’anno di riferimento, il 1990, le emissioni di CO2 dell’area devono diminuire del 70%. Per raggiungere l’obiettivo le caldaie a gas esistenti e che servivano da principale fonte energetica, sono state sostituite nella primavera del 2021 da una pompa di calore con refrigerante naturale, l’ammoniaca (NH3), e un gruppo di cogenerazione forza-calore (CFC). Le caldaie a gas servono ora solo per coprire eventuali picchi di carico e per garantire la ridondanza.


Tecnologia 2K: massima potenza elettrica, emissioni nocive ridotte

La brevettata tecnologia 2K, installata nei nostri impianti di cogenerazione forza-calore con motori a gas Liebherr, utilizza il sistema del ricircolo regolato dei gas di scarico per ridurre la temperatura di combustione in un motore a gas con lambda = 1. Abbassando la temperatura di combustione, il motore a gas può essere impiegato con uno spettro di prestazioni più elevato, senza il rischio che si manifesti quello che è definito come il «battito del motore». In combinazione con un catalizzatore a tre vie, le emissioni di monossido di carbonio e di azoto possono essere fortemente ridotte. Rispetto ad altre soluzioni, la tecnologia 2K permette di raggiungere la massima potenza elettrica dell’ICFC riducendo al minimo le emissioni di sostanze nocive.


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