01 · Campo
Software BITZER per la selezione e il dimensionamento di gas cooler R744
BITZER Gascooler Tool è un software di selezione online e uno strumento di calcolo per la selezione e la verifica di scambiatori di calore a fascio tubiero BITZER per R744 (CO₂). Viene valutato un punto di lavoro definito a partire da pressione e temperatura R744, condizioni del fluido termovettore sul lato mantello, portata o potenza, resistenze di sporcamento e geometria di catalogo. Il risultato contiene i dati termici, idraulici e meccanici necessari alla valutazione dell’apparecchio.
Selezione in potenza – dimensionamento e scelta
Cerca nella geometria di catalogo disponibile le esecuzioni che coprono una potenza richiesta nelle condizioni operative indicate.
Verifica prestazionale – calcolo delle prestazioni
Calcola una geometria e una configurazione di diaframmi selezionate, con temperature, potenza, perdite di carico, velocità e dati tecnici.
In serie – 2 gas cooler
Rappresenta la disposizione transcritica a due stadi: stadio caldo GK2, stato intermedio calcolato, stadio freddo GK1.
Il tool copre un campo di progetto fisso da 30 a 2000 kW. La presenza di un’esecuzione adatta entro tale campo dipende dalle condizioni operative, dalla geometria di catalogo disponibile e dai limiti applicabili. Il campo descrive l’ambito del workflow del tool: non è una garanzia di potenza per una singola geometria e non sostituisce la documentazione di prodotto aggiornata.
Per ulteriori informazioni: scheda prodotto BITZER DP-400-1.
Un risultato vale come selezione o verifica prestazionale per un singolo punto di lavoro. Regolazione, dispositivi di sicurezza, tubazioni, accumulo, approvazione, materiali e la progettazione completa dell’impianto frigorifero o della pompa di calore restano attività separate.
02 · Funzioni
Funzioni dell’apparecchio e applicazioni
Il prodotto è uno scambiatore di calore a fascio tubiero con R744 sul lato tubi e il fluido termovettore sul lato mantello. Lo stato del R744 sul lato alta pressione determina la funzione dell’apparecchio, l’impiego del calore trasferito determina l’applicazione. Le due cose sono indipendenti.
| Funzione dell’apparecchio | Stato del R744 sul lato alta pressione | Coperta dal tool |
|---|---|---|
| Gas cooler | Alla pressione critica o superiore. Raffreddamento in fase singola senza condensazione; non esiste una temperatura di condensazione. | Sì, percorso di calcolo transcritico. |
| Condensatore | Sotto la pressione critica. Desurriscaldamento, condensazione e, se richiesto, sottoraffreddamento fino a un’uscita in fase liquida. | Sì, percorso di calcolo subcritico. |
| Desurriscaldatore | Sotto la pressione critica, solo rimozione del surriscaldamento, senza condensazione. | No. Il funzionamento subcritico senza condensazione viene rifiutato; il percorso subcritico richiede un’uscita in fase liquida. |
Applicazioni
Smaltimento del calore e recupero di calore sono applicazioni di queste funzioni, non funzioni aggiuntive. Nello smaltimento il calore trasferito lascia l’impianto attraverso un circuito di acqua di raffreddamento o uno stadio ad aria a valle. Nel recupero una parte dello stesso flusso termico alimenta un circuito utile. DP-400-1 assegna il recupero di calore al funzionamento transcritico, cioè al funzionamento come gas cooler.
In funzionamento transcritico la parte a temperatura più alta della cessione può essere separata in uno stadio dedicato; la modalità In serie – 2 gas cooler calcola esattamente questa disposizione con stadio caldo e stadio freddo. In funzionamento subcritico il livello di temperatura più alto si trova nella sezione di desurriscaldamento, ma un desurriscaldatore senza condensazione resta fuori dall’ambito di calcolo.
- Refrigerazione commerciale, magazzini frigoriferi e centri di distribuzione.
- Raffreddamento industriale e di processo con circuito definito del fluido termovettore.
- Pompe di calore e produzione di acqua calda con un pozzo termico utile.
- Applicazioni navali e altre installazioni con approvazione e configurazione degli attacchi determinate.
03 · Termodinamica
R744 sul lato alta pressione
Il punto critico del R744 si trova a circa 31,1 °C e 73,8 bar(a). La pressione di ingresso CO₂ viene classificata rispetto alla pressione critica implementata di 73,773 bar(a): al di sotto vale il percorso di calcolo subcritico, da tale valore quello transcritico. La soglia seleziona il percorso di calcolo e il marker di designazione; non descrive il resto del ciclo.
| Percorso | Stato termodinamico | Dati da indicare e verificare |
|---|---|---|
| Transcritico, gas cooler | Il R744 è alla pressione critica o superiore e si raffredda in fase singola. Non esiste una temperatura di condensazione e la differenza di temperatura locale varia lungo lo scambiatore. | Pressione e temperatura di ingresso CO₂, target di uscita, ingresso e uscita lato mantello, potenza ceduta, avvicinamento minimo ed entrambe le perdite di carico. |
| Subcritico, condensatore | Il R744 è sotto la pressione critica. La cessione comprende desurriscaldamento, condensazione e, se richiesto, sottoraffreddamento. La temperatura di saturazione appartiene alla pressione scelta. | Pressione CO₂ e relazione di saturazione, condizione di uscita sotto il limite di saturazione, potenza ed entrambe le perdite di carico. |
Nelle rappresentazioni termodinamiche del ciclo la cessione transcritica è approssimata come processo isobaro e non isotermo. Nello scambiatore reale si presenta una perdita di carico finita lato tubi, che il tool calcola. La pressione scelta modifica il profilo di entalpia e di temperatura del R744: pressione e temperatura di uscita vanno considerate insieme. Una temperatura di condensazione non sostituisce una condizione di uscita transcritica, perché sopra la pressione critica non esiste uno stato di saturazione.
Per l’attuale percorso di calcolo subcritico la condizione di uscita R744 indicata deve essere almeno 0,1 K sotto il limite di saturazione, affinché sia definita un’uscita in fase liquida. È un requisito del modello di calcolo e non una raccomandazione generale per il sottoraffreddamento dell’impianto.
04 · Recupero
Recupero di calore come applicazione del funzionamento a gas cooler
Il recupero di calore non è un percorso di calcolo separato né una funzione dell’apparecchio a sé stante. Il lato mantello trasferisce una parte del calore R744 da cedere a un circuito utile del fluido termovettore, mentre l’apparecchio continua a funzionare come gas cooler. Pozzi tipici sono il preriscaldamento dell’acqua di riscaldamento, il riscaldamento di acqua di processo o un altro carico termico utile. Un risultato indica quanto trasferisce la geometria scelta in un punto di lavoro; la quota effettivamente utilizzata dall’impianto non fa parte del calcolo.
Proprietà del R744 rilevanti per il recupero
In funzionamento transcritico il refrigerante entra a temperatura elevata e si raffredda in modo continuo; nessuna temperatura di condensazione fissa la differenza di temperatura motrice. La differenza locale varia quindi lungo lo scambiatore e collega pressione di ingresso CO₂, temperatura di ingresso CO₂, temperatura di uscita del gas cooler e temperature lato mantello. Una temperatura di uscita dell’acqua raggiunta a una determinata pressione cambia se variano pressione, portata massica o condizione di ingresso del refrigerante.
Temperature di ingresso e uscita dell’acqua
La temperatura di ingresso dell’acqua è il punto di partenza del calcolo di recupero e rappresenta il circuito reale che entra nel lato mantello, per esempio acqua di reintegro fredda, il ritorno di un accumulo, un ritorno di processo o un circuito di riscaldamento secondario. La temperatura di uscita dell’acqua è, secondo la modalità di calcolo scelta nella Verifica prestazionale, un dato di ingresso oppure un risultato. È limitata dalla portata disponibile, dalla capacità termica del circuito, dalla differenza di temperatura locale, dallo sporcamento, dalla perdita di carico e dai requisiti di qualità dell’acqua e dei materiali. Nelle miscele di glicole la concentrazione modifica densità, calore specifico, viscosità e comportamento al congelamento: il fluido reale e la sua concentrazione fanno quindi parte del punto di lavoro.
Flusso controcorrente, avvicinamento e pinch
Nel flusso controcorrente l’acqua più fredda incontra l’estremità di uscita del R744 più fredda, mentre l’acqua riscaldata procede verso l’ingresso del R744 più caldo. La differenza di temperatura motrice si distribuisce così su una parte maggiore della superficie di scambio e consente un avvicinamento locale minore rispetto all’equicorrente. Il pinch è la minima differenza di temperatura locale tra i due fluidi e individua la minima forza motrice: è quindi una delle verifiche termiche principali per un obiettivo di recupero. Potenza, condizione di uscita R744, portata lato mantello, entrambe le perdite di carico ed entrambe le velocità appartengono alla stessa valutazione.
Influenza della pressione di alta
La pressione di alta agisce attraverso l’andamento delle proprietà del R744. Una pressione diversa modifica la differenza di entalpia tra ingresso e uscita e la forma del profilo di temperatura, quindi il calore utile per unità di massa e la distribuzione locale del pinch. Un risultato è un punto di lavoro accoppiato pressione-temperatura, non una temperatura di uscita dell’acqua garantita. Se l’impianto regola la pressione del gas cooler, il calcolo di recupero vale solo per l’intervallo di pressione considerato.
Integrazione nell’impianto
Recupero parziale e quota elevata di calore recuperato sono configurazioni di impianto diverse. Nel recupero parziale solo una parte definita del flusso termico di alta pressione raggiunge il circuito utile; il calore restante viene smaltito altrove. Se lo scambiatore scelto assume una quota elevata della cessione, il circuito a valle deve assorbire tale potenza sull’intero campo operativo. Il tool calcola lo scambiatore in un punto; stratificazione dell’accumulo, valvole miscelatrici, bypass, variazioni della domanda, smaltimento ausiliario e funzioni di sicurezza appartengono alla progettazione dell’impianto.
Dopo un calcolo di recupero le grandezze determinanti sono potenza, condizione di uscita R744, temperatura di uscita lato mantello, pinch, entrambe le perdite di carico ed entrambe le velocità, confrontate con curva della pompa, tubazioni, valori di regolazione e temperatura dell’acqua richiesta. Un calcolo completato copre soltanto il punto di lavoro indicato; le condizioni stagionali e transitorie dell’impianto non sono comprese.
05 · Costruzione
Costruzione degli scambiatori a fascio tubiero della serie GK
Il mezzo primario è il R744 sul lato tubi, il mezzo secondario è il fluido termovettore sul lato mantello. Il lato tubi sostiene l’alta pressione del R744; il flusso controcorrente favorisce un avvicinamento ridotto. Geometria del fascio e diaframmi collegano i requisiti termici, idraulici e meccanici.
Progetto termico
Variazione di entalpia del R744 lato tubi, capacità termica di flusso lato mantello, superficie di scambio, temperature di uscita e avvicinamento locale determinano la potenza trasferita.
Progetto idraulico
Portata massica, proprietà dei fluidi, passaggi dei tubi, flusso incrociato nel mantello, diaframmi, bocchelli e resistenza di sporcamento determinano perdita di carico e velocità.
Progetto meccanico
Diametro del mantello, lunghezza e numero dei tubi, disposizione dei diaframmi, attacchi, materiali, dimensioni, volumi e approvazione devono adattarsi all’impianto.
Una modifica della geometria non è mai solo termica. La lunghezza dei tubi modifica superficie di scambio, percorso del flusso e ingombro; il numero dei tubi modifica i percorsi paralleli, la velocità lato tubi e la perdita di carico lato tubi; il diametro del mantello modifica sezione, velocità, volume e attacchi disponibili; i diaframmi guidano il flusso lato mantello, sostengono il fascio e influenzano flusso incrociato, percorsi di bypass, velocità locale e perdita di carico lato mantello. La scheda prodotto pubblica BITZER GK attuale indica sette diametri di mantello, quattordici lunghezze standard oltre a lunghezze su richiesta e diverse disposizioni dei diaframmi lato secondario. Non tutte le combinazioni sono disponibili per ogni punto di lavoro e il tool propone soltanto le opzioni compatibili con la geometria, così che attacchi e configurazione dei diaframmi restino riconducibili all’articolo di catalogo.
06 · Selezione
Relazioni termiche e idrauliche
La selezione bilancia scambio termico, perdita di carico, velocità, dimensioni e riserva di potenza. Una potenza sufficiente non rende da sola un risultato adatto a un impianto.
Un primo controllo del bilancio energetico è:
Il lato secondario si verifica in prima approssimazione con:
Il coefficiente globale di scambio termico (valore U) comprende le resistenze convettive lato tubi e lato mantello, la resistenza della parete e le resistenze di sporcamento. Il solver lavora con proprietà locali e profili di temperatura: una stima con LMTD e U costanti resta una verifica preliminare e non sostituisce il calcolo.
| Grandezza di influenza | Effetto tipico | Da verificare con il risultato |
|---|---|---|
| Pressione R744 e temperatura di ingresso | Modificano l’andamento delle proprietà, la differenza di entalpia disponibile e il profilo di temperatura locale. | Uscita del gas cooler, potenza, pinch e designazione della modalità. |
| Portata e temperature del fluido termovettore | Modificano la capacità termica di flusso, la temperatura di uscita e la velocità lato mantello. | Target di uscita, potenza, perdita di carico lato mantello e limiti di temperatura. |
| Lunghezza e numero dei tubi | Modificano superficie di scambio, percorsi, velocità e perdita di carico lato tubi. | Riserva di potenza, perdita di carico CO₂, velocità e dimensioni complessive. |
| Diametro del mantello e diaframmi | Modificano flusso incrociato, comportamento di bypass, sostegno del fascio e perdita di carico lato mantello. | Velocità nel mantello e nei bocchelli, perdita di carico, configurazione dei diaframmi e attacchi disponibili. |
| Sporcamento e fluido | La resistenza di sporcamento aggiunge una resistenza termica e riduce il valore U effettivo. Le proprietà del fluido termovettore influenzano capacità termica, viscosità, conducibilità termica, scambio termico e comportamento idraulico. | Valori di progetto del circuito reale di acqua, glicole etilenico o glicole propilenico. |
Le due perdite di carico vengono valutate separatamente: quella lato tubi agisce sul punto di lavoro R744 e sulla pressione di uscita, quella lato mantello sul circuito secondario e sulla pressione di uscita calcolata lato mantello. Un risultato senza sporcamento e un caso di progetto sporco non sono confrontabili senza dichiarare la differenza.
07 · Modalità
Modalità operative
Il selettore di modalità determina il modulo e la sequenza dei risultati, cioè la domanda di progetto a cui il tool risponde. Non determina l’interpretazione transcritica o subcritica, che deriva dalla pressione di ingresso R744.
| Modalità nel tool | Scopo | Risultato principale |
|---|---|---|
| Selezione in potenza | Ricerca in catalogo delle esecuzioni che coprono una potenza richiesta. | Classifica con potenza, perdite di carico, dimensioni, portate, attacchi e avvertenze. |
| Verifica prestazionale | Calcolo di un modello o di una geometria nel punto di lavoro definito. | Un candidato calcolato con pinch, limiti, dati tecnici e visualizzazione, quando disponibile. |
| In serie – 2 gas cooler | Calcolo di una disposizione transcritica a due stadi con stadio caldo GK2 e stadio freddo GK1. | I risultati di entrambi gli stadi e lo stato intermedio calcolato. |
Modalità di calcolo della Verifica prestazionale
| Opzione del modulo | Dato imposto | Determinato dal solver |
|---|---|---|
| 1) Ingresso mantello + portata volumetrica mantello | Temperatura di ingresso e portata volumetrica lato mantello. | Temperatura di uscita lato mantello e risultato di scambio termico. |
| 2) Ingresso mantello + uscita mantello | Temperature di ingresso e di uscita lato mantello. | Portata volumetrica necessaria lato mantello. |
| 3) Potenza + ingresso mantello | Potenza richiesta e temperatura di ingresso lato mantello. | Condizione lato mantello che soddisfa la potenza richiesta. |
08 · Ingressi
Ingressi e unità
I valori inseriti descrivono il punto di lavoro reale. Il tool ricava soltanto i valori definiti dalla modalità scelta, dal modello di fluido o dalla designazione dipendente dalla pressione; un valore inserito non viene sostituito.
| Gruppo di ingressi | Inserito dall’utente | Calcolato o selezionato dal tool |
|---|---|---|
| R744 / lato tubi | Temperatura e pressione di ingresso, target di uscita o portata massica CO₂, materiale dei tubi, resistenza di sporcamento e dimensioni degli attacchi nella Verifica prestazionale. | Grandezze di stato R744, risultato di scambio termico, perdita di carico lato tubi e designazione T/B dipendente dalla pressione. |
| Fluido termovettore / lato mantello | Acqua, glicole etilenico o glicole propilenico; concentrazione, pressione di ingresso, temperature, portata o potenza secondo la modalità, tipo di attacco e resistenza di sporcamento. | Proprietà del fluido, uscita o portata lato mantello secondo la modalità, perdita di carico lato mantello e avvertenza di pressione subatmosferica. |
| Obiettivo di selezione | Potenza richiesta, intervallo di potenza, numero massimo di risultati, approvazione e lunghezza o dimensione massima del mantello. | Filtro dei candidati, classifica e diagnostica del risultato. |
| Geometria del tipo | Diametro del mantello, lunghezza dei tubi, codice del numero di tubi, codice modello o geometria e configurazione dei diaframmi. | Opzioni di attacco compatibili con la geometria, dimensioni, volumi e dati tecnici. |
| Disposizione in serie | Potenze degli stadi, fluidi lato mantello, temperature, pressioni e limiti geometrici per lo stadio caldo GK2 e lo stadio freddo GK1. | Stato intermedio del CO₂ e risultati dei due stadi. |
Unità visualizzate e limiti
La barra superiore commuta la portata massica tra kg/h e kg/s, la portata lato mantello tra m³/h e kg/s e la pressione tra bar(a) e kPa(a). Le temperature restano in °C. La commutazione riguarda solo la presentazione; il punto di lavoro fisico viene normalizzato prima del calcolo.
Le verifiche di input accettano una pressione di ingresso CO₂ da 20 a 140 bar(a). La pressione di ingresso del fluido termovettore sul lato mantello deve essere compresa tra 1,3 e 16 bar(a). Se la pressione di uscita calcolata lato mantello scende sotto 1,0 bar(a), il tool segnala una pressione subatmosferica. I limiti di temperatura dipendenti da fluido e pressione restano visibili nel modulo.
Nel caso subcritico la relazione di saturazione verifica la condizione di uscita R744 e fornisce il limite del condensatore applicabile. Una «pressione di alta ottimale» ricavata da una selezione compressori transcritica non è una pressione di condensazione subcritica.
09 · Workflow
Uso dello strumento di calcolo R744
BITZER Gascooler Tool è uno strumento online di selezione, dimensionamento e verifica delle prestazioni. Il percorso deriva dalla domanda di progetto: cercare un’esecuzione adatta, calcolare un tipo selezionato oppure valutare due gas cooler in serie.
Percorso 1: Selezione in potenza – dimensionamento e scelta
Vengono indicate la potenza richiesta e il punto di lavoro R744. Il tool esamina le geometrie di catalogo compatibili, calcola i candidati e li confronta secondo criteri termici, idraulici e geometrici. Un candidato può poi essere trasferito alla Verifica prestazionale.
Percorso 2: Verifica prestazionale – calcolo delle prestazioni
Una geometria concreta viene calcolata nel punto di lavoro definito, in una delle tre modalità descritte in «07 · Modalità». In tutte le modalità il tool verifica anche lo stato R744, l’avvicinamento, entrambe le perdite di carico, le velocità, i limiti e gli attacchi disponibili.
Percorso 3: In serie – 2 gas cooler
Questo percorso vale per una disposizione transcritica a due stadi con due gas cooler in serie. Il tool calcola lo stadio caldo e quello freddo con lo stato intermedio accoppiato. Bilancio dell’impianto, regolazione e progettazione della sicurezza restano verifiche separate.
Passaggi comuni
- Unità. Unità di portata massica, portata lato mantello e pressione coerenti con la documentazione di progetto.
- Modalità. Selezione in potenza, Verifica prestazionale oppure In serie – 2 gas cooler, secondo la domanda di progetto.
- Punto di lavoro. Pressione e temperatura R744 nonché fluido, concentrazione, temperature, pressione e portata del fluido termovettore.
- Geometria e attacchi. Modello, lunghezza dei tubi, codice del numero di tubi, diaframmi e dimensioni degli attacchi disponibili nei dati tecnici, coerenti con l’impianto.
- Calcolo e valutazione. Potenza, temperature, avvicinamento, perdite di carico, velocità, limiti e dati tecnici insieme.
- File di progetto. Caricamento, salvataggio o export; documentazione del punto di lavoro calcolato in PDF.
Importare un PDF BITZER Compressor Selection
Con Import PDF from Compressor Selection un punto di lavoro R744 di una selezione BITZER di compressori o di sistema viene trasferito nel modulo principale. Tutte le 16 versioni linguistiche dei PDF del software operativo e le unità SI/IP vengono riconosciute e normalizzate. I valori importati vanno verificati prima del calcolo; un PDF privo di livello di testo selezionabile va esportato nuovamente dal BITZER Software.
10 · Configurazione
Designazione del tool e configurazione del prodotto
Gli attacchi provengono dalle opzioni compatibili con la geometria proposte dal tool. La scheda «Dati tecnici» mostra le dimensioni disponibili degli attacchi lato mantello e lato CO₂, così che lo scambiatore scelto sia compatibile con le tubazioni dell’impianto.
| Attacco | Selezione | Uso |
|---|---|---|
| Fluido termovettore, lato mantello | Tipo di attacco e diametro esterno dell’attacco sul mantello; le posizioni possibili sono indicate in «Dati tecnici» e nel disegno dimensionale. | Deve corrispondere al circuito secondario e all’esecuzione scelta con flangia, Victaulic o filetto. |
| Ingresso CO₂, lato tubi | Diametro esterno dell’ingresso tubi e opzione di materiale, quando indicata. | Deve corrispondere alla linea di alta pressione R744; verifica sul disegno dimensionale. |
| Uscita CO₂, lato tubi | Diametro esterno dell’uscita tubi e opzione di materiale, quando indicata. | Deve corrispondere alla linea di uscita; valutazione insieme a perdita di carico e velocità lato tubi. |
| Dati tecnici | Attacchi di catalogo disponibili, posizioni, dimensioni, volumi e informazioni sull’approvazione. | Base per il coordinamento del montaggio. Una dimensione di impianto non elencata non sostituisce un attacco di catalogo mancante. |
Approvazioni
Oggi sono disponibili due approvazioni. CE è la versione standard; la scheda «Dati tecnici» ne indica la categoria PED. Marine (DNV, LR, ABS, RINA, BV) è la versione accettata dagli enti di classificazione per installazioni navali e offshore.
La scelta non è solo documentale: determina quale famiglia di attacchi offre il catalogo — a pari geometria la versione Marine può avere raccordi più grandi della CE — e il disegno dimensionale la segue con le testate allungate della versione Marine. Pianificare quindi lunghezza di installazione e tubazioni con l’approvazione effettivamente ordinata.
Come leggere la designazione del tool
Il tool aggiunge elementi di designazione che mantengono tracciabili nel risultato il campo di pressione calcolato e la configurazione scelta. Questi elementi di designazione del software non equivalgono alla nomenclatura d’ordine ufficiale BITZER completa. In una designazione come GK2742K-07T-1R, GK indica la famiglia di prodotto, 2742K la geometria di catalogo, 07 la variante di riempimento o tipo, T oppure B il marker software della modalità dipendente dalla pressione e -1R la disposizione dei diaframmi scelta, quando presente.
Riconoscimento automatico e requisito di alta temperatura
Il tool converte in bar(a) la pressione CO₂ visualizzata prima della classificazione. Sotto 73,773 bar(a) usa il percorso subcritico e la designazione B, da tale valore il percorso transcritico e la designazione T. L’interpretazione come gas cooler o condensatore segue questa classificazione.
Se la temperatura di uscita del fluido termovettore supera 65 °C, è necessaria una versione per alte temperature. Il marker di modalità T/B dipendente dalla pressione è indipendente da questo requisito.
11 · Verifica
Risultati, diagrammi ed export
Un candidato viene valutato come insieme termico, idraulico e meccanico.
| Area del risultato | Informazioni visualizzate | Rilevanza |
|---|---|---|
| Risultati | Modalità operativa, potenza di progetto ed effettiva, riserva, temperature e portata lato mantello, temperature e pressione R744, portata massica, perdite di carico, velocità, dimensioni, attacchi e volumi. | Conferma la potenza e le ipotesi alla base del punto di lavoro. |
| Diagramma di pinch | Profili di temperatura di R744 e fluido termovettore, avvicinamento minimo, direzione del flusso e andamento per celle, quando disponibile. | Mostra il collo di bottiglia termico locale, in particolare nel recupero di calore. |
| Mappa delle prestazioni | Punti di lavoro calcolati e intervallo disponibile, quando il risultato scelto li fornisce. | Mostra il comportamento della geometria attorno al punto attuale. |
| Limiti | Valori attuali confrontati con gli intervalli di input e di calcolo applicabili. | Rende visibili le condizioni al contorno prima che un risultato venga utilizzato. |
| Schede tecniche | Disegni dimensionali, dati tecnici, influenza dei diaframmi e visualizzazione interattiva. | Supporta la verifica della configurazione e il coordinamento del montaggio. |
Avvertenze e informazioni di tracciabilità fanno parte del risultato. Un’avvertenza può segnalare un problema idraulico, termico, di attacco o di campo operativo anche quando la potenza richiesta è raggiunta.
12 · Note tecniche
Note per la revisione di progetto
- Terminologia: per il percorso transcritico vale la terminologia del gas cooler, per quello subcritico quella di condensatore, saturazione e sottoraffreddamento.
- Pressione di alta: un risultato transcritico vale per la pressione e la temperatura di ingresso scelte e non è una curva di potenza generale. La regolazione ottimale della pressione di alta dell’impianto è un’attività separata.
- Uscita subcritica: la condizione di uscita R744 indicata deve essere almeno 0,1 K sotto il limite di saturazione; è un requisito del modello di calcolo.
- Fluido termovettore: acqua, glicole etilenico o glicole propilenico con la concentrazione reale; fluido, concentrazione, temperatura e pressione determinano proprietà, portata, scambio termico e perdita di carico.
- Pressione: le perdite di carico lato tubi e lato mantello vengono valutate separatamente, inclusa la pressione di uscita calcolata lato mantello.
- Sporcamento: su entrambi i lati valgono le resistenze di progetto; un confronto senza sporcamento non è un caso di progetto.
- Geometria: lunghezza e numero dei tubi, diametro del mantello, diaframmi e attacchi sono accoppiati e provengono dalle opzioni di catalogo disponibili.
- Approvazione e documenti: l’esecuzione rilasciata viene verificata sulla documentazione di prodotto BITZER aggiornata.
- Progettazione dell’impianto: attrezzature a pressione, regolazione, sicurezza, tubazioni, materiali, norme, accumulo e fabbisogno termico vengono verificati separatamente.
Documenti di riferimento: DP-400-1 – GK water gas coolers e AT-744 – Application Guide for R744. La documentazione di prodotto aggiornata e il risultato calcolato prevalgono su un esempio di calcolo generico.
13 · FAQ
FAQ
Che cos’è un gas cooler R744 transcritico?
Un gas cooler R744 transcritico cede calore sul lato alta pressione sopra la pressione critica e senza condensazione. Il R744 si raffredda in modo continuo: pressione di ingresso, temperatura di ingresso e condizione di uscita vanno considerate insieme.
Perché in funzionamento transcritico si usa un gas cooler e non un condensatore?
Sopra la pressione critica non esiste una temperatura di saturazione sul lato alta pressione che possa descrivere la cessione del calore. Condensatore è il termine del caso subcritico con condensazione.
Il recupero di calore è una funzione dell’apparecchio a sé stante?
No. Il recupero di calore è un’applicazione del funzionamento a gas cooler: lo stesso scambiatore cede una parte del calore a un circuito utile invece che a un circuito di acqua di raffreddamento o a uno stadio ad aria.
Perché il R744 è adatto al recupero di calore?
In funzionamento transcritico la temperatura del refrigerante diminuisce in modo continuo, quindi il flusso controcorrente può produrre un ampio salto termico del fluido termovettore. Il vantaggio utile dipende da temperatura di ingresso acqua, pressione di alta, condizione di uscita R744, entrambe le portate massiche, superficie di scambio, pinch e regolazione dell’impianto.
Come influisce la temperatura di ingresso dell’acqua sul recupero?
Una temperatura di ingresso più bassa può abbassare la temperatura di uscita del R744 e aumentare la differenza di entalpia utile. Agisce insieme a portata lato mantello, temperatura di uscita richiesta, pressione di alta, portata R744, superficie di scambio e avvicinamento minimo.
Che cosa determina la temperatura di uscita dell’acqua raggiungibile?
Stato e portata del R744, ingresso e portata dell’acqua, superficie di scambio, scambio termico, disposizione dei flussi, sporcamento, perdita di carico e avvicinamento locale agiscono insieme. Una temperatura di uscita elevata da sola non dimostra un caso di recupero adatto.
Perché il flusso controcorrente è vantaggioso?
L’acqua più fredda incontra l’estremità più fredda del R744 e l’acqua riscaldata procede verso l’ingresso più caldo; la differenza di temperatura motrice si distribuisce così in modo più favorevole. Pinch, potenza e perdita di carico restano comunque da verificare.
Che cos’è il pinch in un gas cooler?
Il pinch è la minima differenza di temperatura locale tra R744 e fluido termovettore lungo lo scambiatore e indica il collo di bottiglia termico. Quando la temperatura del R744 varia su un intervallo ampio, le temperature di ingresso e uscita non bastano a valutarlo.
Come agisce la pressione di alta su un gas cooler transcritico?
La pressione di alta influenza densità, andamento dell’entalpia, scambio termico, condizione di uscita R744 raggiungibile e lavoro del compressore. Il tool calcola lo scambiatore nel punto di lavoro indicato; la regolazione ottimale della pressione di alta dell’impianto è un’attività separata.
Come influisce la lunghezza dei tubi sulla potenza?
Lunghezza dei tubi, superficie di scambio e percorso del flusso sono accoppiati. Una lunghezza maggiore può sostenere potenza e avvicinamento, ma modifica ingombro, volume, attacchi e perdita di carico.
Come influisce il numero dei tubi sulla perdita di carico R744?
I percorsi paralleli modificano sezione, velocità e perdita di carico lato tubi. Un numero maggiore di tubi non è automaticamente migliore, perché scambio termico, attacchi e geometria di catalogo agiscono insieme.
Quale funzione hanno i diaframmi?
I diaframmi guidano il fluido termovettore attraverso il mantello e sopra il fascio tubiero e sostengono il fascio. Influenzano distribuzione del flusso, scambio termico, perdita di carico e velocità locali.
Perché la concentrazione di glicole influisce sul calcolo?
La concentrazione modifica densità, calore specifico, viscosità e comportamento al congelamento, quindi portata, scambio termico e perdita di carico. Il fluido termovettore reale e la sua concentrazione fanno parte del punto di lavoro.
Perché perdita di carico e scambio termico vengono valutati insieme?
Una portata maggiore può migliorare lo scambio termico ma aumenta perdita di carico e potenza di pompaggio. Una geometria adatta soddisfa contemporaneamente potenza, pinch, velocità, attacchi e perdita di carico.
Il tool dimensiona l’intero impianto di recupero?
No. Bilancio dell’impianto, accumulo, pompe, regolazione, sicurezza, tubazioni, smaltimento del calore, norme e condizioni del sito restano parte della progettazione completa dell’impianto.