Refrigerazione estrema di Idrogeno ad altissima pressione

Frigofluid ha progettato e fornito un gruppo di refrigerazione a cascata, prefabbricato e containerizzato (Mod. S-RW 106.2), specificamente calibrato per raffreddare Idrogeno. La sfida consisteva nel raggiungere una temperatura di uscita del fluido (Idrogeno) fino a -37,90 °C, gestendo al contempo una pressione estremamente elevata (fino a 1.050 bar).

Temperature estreme e sostenibilità, progettazione “a cascata” per temperature di uscita del fluido finale di -37,90 °C.
Gestione pressioni ultra-alte: l’evaporatore a piastre (PCHE) è stato costruito per lavorare sul lato Idrogeno con una pressione massima di 1.050 bar.
Efficienza e controllo: riduzione dell’utilizzo di energia grazie all'impiego di valvole di alimentazione elettroniche e un sistema di gestione PLC.

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Azienda: Azienda italiana, produttrice di infrastrutture per gas naturale

Anno: 2025

Localizzazione: Emilia-Romagna, Italia

Tipologia interlocutore: Utente finale

Campo di applicazione: Chimico / Oil & Gas (Raffreddamento Idrogeno)

Storia in breve: Un’azienda italiana che progetta e produce compressori e infrastrutture per gas naturale, biometano e idrogeno, occupandosi dell’intero flusso “dal pozzo alla distribuzione”. Offre soluzioni su misura: impianti CNG, stazioni mobili, sistemi containerizzati e prefabbricati, flessibili, modulari e integrati.

Elenco delle esigenze del cliente: - Raffreddamento di Idrogeno da +50,00 °C a -37,90 °C

- Necessità di gestire Idrogeno a una pressione di 1.050 bar

- Richiesta di impianto ad alto rendimento e containerizzato

Fluido e temperatura in uscita: Idrogeno a -37,90 °C (in ingresso: +50,00 °C)

Altre richieste: - Sistema a cascata

- Utilizzo di refrigerante naturale R744 (CO2) nella seconda fase

- Alta efficienza energetica

- Conformità Direttiva 2014-68-UE

Tecnologie fornite: Centrale frigorifera a cascata containerizzata Mod. S-RW 106.2: compressori Bitzer (a vite per R513A e 4 cilindri per R744), Evaporatore a piastre, PCHE (per 1.050 bar), Telaio in AISI 304, Sistema di gestione PLC; Refrigeranti: R 513A (prima fase) e R 744 (CO2, seconda fase).

Servizi: - Commercializzazione della centrale

- Collaudo refrigeratore presso la sede

- Registrazione vendita portale F-GAS

La chiave del successo: - Obiettivo termico raggiunto (-37,90 °C) - Integrità strutturale sotto pressione (1.050 bar) - Efficienza sostenibile (R744 e COP 4,04) - Conformità totale (Direttiva 2014-68-UE)

1. Contesto ed esigenza di installazione

Il progetto richiedeva la realizzazione di una centrale frigorifera industriale specifica per un processo che necessitava il raffreddamento estremo di Idrogeno. I dati di input forniti indicavano che l’Idrogeno doveva essere raffreddato da una temperatura di ingresso di +50,00 °C a una temperatura di uscita di -37,90 °C.

Un elemento cruciale dell’esigenza era la gestione della pressione: il circuito Idrogeno operava a una pressione estremamente alta, pari a 1.050 bar. Per soddisfare questa richiesta complessa e garantire la massima sicurezza e conformità, era necessario un impianto di refrigerazione ad alto rendimento e costruito in modo robusto, con prove e collaudi eseguiti secondo le Direttive Europee, inclusa la 2014-68-UE.

Inoltre, la richiesta implicava la fornitura di un sistema chiavi in mano e possibilmente containerizzato per facilità di installazione e gestione in loco.

2. Soluzione proposta

Frigofluid ha proposto la fornitura di NR.1 gruppo di raffreddamento idrogeno, modello S-RW 106.2.

La soluzione tecnica adottata è stata una centrale frigorifera prefabbricata con sistema a cascata, containerizzata (in un container da 20 piedi), specificamente studiata per operare a temperature sottozero con il massimo dell’efficienza.

Tecnologia a cascata e refrigeranti ecologici: il sistema è bifase, progettato per l’efficienza e l’ecologia:

Prima fase: utilizza un compressore a vite Bitzer e il refrigerante R 513A, con temperatura di evaporazione a -15°C.
Seconda fase (Basse Temperature): utilizza un compressore Bitzer a 4 cilindri per R 744 (anidride carbonica). L’R744, un refrigerante naturale (o green), consente di raggiungere temperature di evaporazione fino a -41 °C con una potenza frigorifera erogata di 82.500 W a 65 Hz. L’uso di R744 per il circuito a bassa temperatura è un elemento centrale dell’offerta di Frigofluid per la sostenibilità ambientale.

Componentistica e sicurezza: La gestione della pressione estrema sul circuito Idrogeno è garantita da un evaporatore a piastre, PCHE che tollera fino a 1.050 bar.

Infine, l’efficienza operativa è assicurata da:

Valvole di alimentazione elettroniche per un elevato rendimento e riduzione del consumo di energia elettrica.
Sistema di gestione centrale PLC che controlla i parametri e mantiene costante la pressione di evaporazione/condensazione, ottimizzando l’efficienza.
La centrale è assemblata su un’incastellatura metallica in AISI 304 completa di supporti antivibranti.

3. Risultati e fattori chiave di successo

Il successo dell’impianto S-RW 106.2 risiede nella sua capacità di combinare prestazioni frigorifere estreme con affidabilità industriale e responsabilità ambientale.

Fattori chiave di successo.

Obiettivo termico raggiunto: il sistema è riuscito a raffreddare l’idrogeno alla temperatura di uscita richiesta di -37,90 °C.
Integrità strutturale sotto pressione: la progettazione personalizzata, in particolare l’impiego di uno scambiatore PCHE, ha permesso di operare in sicurezza con Idrogeno a 1.050 bar.
Efficienza sostenibile: l’integrazione di R744 (CO2) nel circuito a bassa temperatura sfrutta un refrigerante ecologico. Le tecnologie di controllo (PLC e valvole elettroniche) riducono significativamente l’utilizzo di energia, assicurando un elevato COP (fino a 4,04 per la fase R744 a 65 Hz).
Conformità totale alla normativa vigente: l’intera centrale frigorifera containerizzata è stata costruita, testata e collaudata secondo le rigide normative europee, in particolare la Direttiva 2014-68-UE.