Riduzione delle emissioni di Co2 del Politecnico di Milano tramite interventi sulle macchine frigorifere

The main objective of this project is evaluating as much realistically as possible the CO2 emissions linked (be it directly or not) to the cooling machineries that are presently installed within the Politecnico di Milano - Bovisa and Leonardo campuses. Subsequently, some feasible technological improvements, focused on the reduction of coolers' environmental impact, are suggested. A software simulation defined the cooling energy requirements for the three sampled buildings. By analysing their operating principles at partial loads through the implementation of specific standards, it was possible to backtrack the machines' electrical energy consumption while functioning. These results were compared with the outcomes of an analysis of the commercial-existent models, eventually selectable to replace the current ones. The next step is the suggestion of gradual improvements. These are focused on increasing the efficiency of the plant and on reducing the energy absorbed by the network, thus figuring out which is the most influential. Another important result is that, despite being neglected in other areas due to their lesser influence, the emissions that are directly attributable to the refrigerant used in the coolers have a strong effect on the groups installed in the two campuses, according to the TEWI index. In fact, there is the evidence of a direct connection between a theoretical reduction of environmental impact for refrigeration systems and an increase in efficiency. At the same time, modifications on the quantities and especially on the type of refrigerant (that is, reducing the Global Warming Potential of the used gases) determine enormous additional benefits if newly developed fluids, with a very close to unity GWP, are chosen. The hope is achieving the hypothetical, future situation when machines are as much technologically advanced and high-performance as possible, being finally able to work with refrigerants of the latest generation causing the least environmental impact. The actual dream would be reaching a nearly-zero impact of the direct part on the total CO2 emissions.

L’obiettivo di questo lavoro è il tentativo di definire una stima il più possibile corrispondente alla realtà delle emissioni di CO2 direttamente e indirettamente riconducibili al funzionamento delle macchine per la produzione di energia frigorifera attualmente installate all’interno dei campus Bovisa e Leonardo del Politecnico di Milano, e la presentazione di possibili miglioramenti tecnologici, incentrati esclusivamente sul sistema frigorifero in sé, atti alla riduzione dell’impatto ambientale. Con l’utilizzo di un software di simulazione sono stati definiti i fabbisogni di energia frigorifera per i tre edifici scelti a campione da cui, analizzando il funzionamento ai carichi parziali con l’utilizzo di norme specifiche, si è risalito ai consumi di energia elettrica delle macchine installate nei periodi di funzionamento estivo. Si è scelto poi di confrontare i risultati ottenuti con quanto emerso dall’analisi di macchinari commercialmente esistenti proposti in sostituzione di quelli attualmente esistenti presentando gradualmente diverse soluzioni in modo da incrementare l’efficienza degli impianti e ridurre l’energia assorbita dalla rete, oltre a capire quale di queste sia la più influente. Si è notato inoltre che anche la componente di emissioni del sistema direttamente riconducibile al refrigerante utilizzato, nonostante in altri ambiti venga trascurata perché di poco peso sul totale, giochi un ruolo molto importante a livello di impatto percentuale sull’indice TEWI per le macchine installate nei due campus. Infatti dai risultati presentati emerge che la teorica riduzione dell’impatto ambientale per gli impianti frigoriferi dovuta all’aumento dell’efficienza è sicuramente marcata, ma allo stesso tempo l’azione su quantità e soprattutto tipo di refrigerante, quindi principalmente sulla riduzione del Global Warming Potential del gas utilizzato, comporta ulteriori benefici di notevole entità se si suppone di scegliere fluidi recentemente sviluppati con GWP molto vicino all’unità. La speranza è quella di giungere ad un’ipotetica situazione futura in cui si abbiano macchine il più possibile tecnologicamente avanzate e dalle alte prestazioni in cui vengano utilizzati refrigeranti di ultima generazione con impatto ambientale decisamente limitato in modo da raggiungere una quota di influenza diretta sulle emissioni totali prossima allo zero.