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Depurazione dell’aria e recupero di calore nelle cucine professionali

Progetto di riferimento

Immobiliare .

Sfida

Applicazione

Trattamento dell’aria di scarico della cucina

Mercato

Cucine commerciali

Località

Svezia

Dati della soluzione.

Superficie della cucina

265 m²

Numero di pasti al giorno

640

Giorni di produzione

230 giorni all’anno

Riscaldamento a pellet

0,035 kWh per pasto (calcolato)

Energia elettrica di esercizio e dell’edificio

0,35 kWh per pasto (stimato)

Acqua calda

0,03 kWh per pasto (stimato)

Introduzione.

Risparmio energetico in una scuola primaria svedese: la tecnologia del trattamento con ozono con sistemi ad alte prestazioni

Una delle più grandi città svedesi ha scelto di costruire una cucina e una mensa completamente nuove in una delle sue scuole primarie, poiché la vecchia non soddisfaceva tutti i requisiti. L’obiettivo è ridurre il consumo energetico del 50% rispetto alla vecchia cucina. Misurazioni effettuate nel progetto «Cucine professionali efficienti dal punto di vista energetico», cofinanziato da Belok e dall’Agenzia svedese per l’energia, indicano che i comuni svedesi potrebbero risparmiare quasi 60.000 € al giorno migliorando l’efficienza energetica delle loro cucine professionali.

Tra i requisiti ambientali ed energetici più severi del Paese

Questa grande città svedese si è posta obiettivi ambiziosi in campo ambientale. Il consumo di energia (energia primaria) deve essere ridotto del 14% negli edifici residenziali e commerciali e il 90% delle emissioni di anidride carbonica deve essere eliminato entro il 2020 rispetto al 2009.

«Abbiamo uno dei requisiti energetici e ambientali più severi per gli edifici: 45 kWh/m² all’anno, impianti tecnici inclusi», spiega l’esperto di energia e project manager responsabile. «E calcoliamo i consumi in modo più rigoroso di quanto richiesto dalle norme edilizie dell’Ente nazionale svedese per l’edilizia, la costruzione e la pianificazione (BBR). Un obiettivo estremamente impegnativo!»

«Gli edifici possono rispettare i requisiti, ma vediamo un potenziale di miglioramento nei consumi legati alle attività.» Per raggiungere questi obiettivi, la città realizza edifici il più possibile efficienti dal punto di vista energetico e ottimizza riscaldamento e ventilazione nei propri immobili. Ma costruire in modo efficiente non basta. Oltre ad avere i requisiti energetici più severi della Svezia per gli edifici, la città sta sviluppando il miglior sistema del Paese per garantire il raggiungimento di tutti gli obiettivi energetici: un pacchetto di misure che comprende, tra l’altro, un’ottimizzazione precoce della gestione e un sistema di monitoraggio energetico completamente nuovo.

«Ci stiamo lavorando e contiamo di averlo pronto entro la metà del 2017.» «Per essere sicuri di essere sulla strada giusta, dobbiamo attuare una serie di azioni, ad esempio un sistema di misurazione continua. Abbiamo esigenze energetiche elevate!»

Il problema.

La ventilazione rappresenta una quota importante dei consumi energetici di ogni cucina professionale, quota che può essere ridotta recuperando il calore dall’aria di scarico. È anche ciò che raccomanda Belok, la rete dell’Agenzia svedese per l’energia per gli edifici efficienti, nella sua guida alle cucine professionali.

I fumi di cottura contengono grasso e odori che accompagnano l’aria di scarico nel condotto. Senza trattamento, il grasso si deposita nei condotti e sulle sottili lamelle dello scambiatore di calore. Il grasso crea anche altri problemi: i depositi bruciano intensamente e sono difficili da spegnere.

Risparmiare energia nella nuova cucina

«Con la nuova cucina vogliamo ottenere il massimo risparmio energetico possibile alla luce dei nostri requisiti molto severi», afferma l’esperto di energia e project manager responsabile. «Se ci riusciremo come previsto, potremo creare un nuovo standard basato sui consumi della scuola. Per questo puntiamo tutto su questo progetto.»

«Allo stesso tempo è fondamentale che il personale di cucina sia pienamente coinvolto e soddisfatto del funzionamento della cucina. Senza il suo contributo non raggiungeremo l’obiettivo.»

Rispettare requisiti energetici così severi richiede, tra l’altro, un impianto di ventilazione ben funzionante e un efficace recupero di calore dall’aria di scarico della cucina.

La soluzione.

Il progetto della scuola primaria è stato guidato da un approccio sostenibile. «Ciò significa, tra l’altro, che abbiamo ottimizzato i consumi di ogni singola cappa e installato uno scambiatore rotativo ad alta efficienza per il recupero dall’aria di scarico. Ma per recuperare il calore era necessario depurare l’aria di scarico di ogni cappa. Abbiamo risolto la sfida con l’ozono, che incontra l’aria grassa direttamente alla fonte e la depura immediatamente.»

«Se avessimo scelto di convogliare l’aria di scarico nei condotti fino a un impianto di trattamento centralizzato, il grasso si sarebbe depositato all’interno dei condotti, aumentando il rischio di incendio e i costi di manutenzione. Depurando l’aria alle cappe si riduce anche il rischio di incendio, il che permette di usare materiali per i condotti più economici e meno isolamento.»

La soluzione tecnica

Il gestore dell’edificio ha fatto installare uno scambiatore di calore ad altissima efficienza (90–95%) insieme a un sistema di trattamento con ozono. Il compito dell’ozono è scomporre gli inquinanti presenti nei fumi di cottura. L’ozono viene prodotto da un generatore e iniettato nel condotto di scarico chiuso. Quando «incontra» gli inquinanti, l’ozono scompone il grasso nell’aria, depurandola immediatamente. In termini chimici si tratta di un processo di ossidazione che produce vapore acqueo e anidride carbonica come residui. L’energia termica dell’aria depurata può quindi essere recuperata in uno scambiatore e trasferita all’aria di immissione fredda.

«Il sistema all’ozono serve a garantire che lo scambiatore di calore funzioni senza problemi», afferma il project manager. «Esistono diversi metodi per trattare l’aria di scarico, ma secondo noi il trattamento con ozono è il più pratico, e siamo certi che funzioni.»

Valutazione.

Il trattamento con ozono è un metodo efficiente e affidabile, particolarmente adatto agli ambienti impegnativi delle cucine professionali. Tutti i componenti si trovano all’esterno dell’impianto di ventilazione e nel flusso d’aria sporca viene iniettato solo l’ozono. Questa progettazione riduce al minimo le esigenze di manutenzione e pulizia.

Condotti puliti prevengono gli incendi

Il grasso contiene tanta energia quanto il gasolio, brucia facilmente ed è difficile da spegnere. La prevenzione degli incendi è quindi un’altra importante ragione per installare un trattamento con ozono. Pulire i condotti di scarico dal grasso riduce sia il rischio di incendio sia la necessità di pulizia dei condotti.

Uso sicuro

L’ozono viene convogliato nel condotto e poi aspirato dalla ventilazione. L’aria di scarico viene trattata solo quando la ventilazione è in funzione. Un pressostato sul condotto di scarico rileva la depressione creata dal ventilatore in funzione, consentendo l’avvio del trattamento. In assenza di depressione, il sistema non si avvia.

Il trattamento con ozono avviene quindi solo nel sistema di condotti chiuso e non c’è mai ozono in cucina. Raccomandiamo inoltre di installare un sensore di ozono per rilevarne l’eventuale presenza nell’aria della cucina. L’Autorità svedese per l’ambiente di lavoro ha fissato valori limite igienici per l’ozono nell’aria interna, ossia livelli medi accettabili: il valore limite su otto ore in un luogo di lavoro è di 0,1 ppm (AFS 2018:1). In caso di errore, la produzione di ozono si interrompe automaticamente.