Refrigeranti per ridurre il GWP

Principali refrigeranti in gioco

Le soluzioni sostenibili sono nell'interesse di tutte le parti interessate del nostro settore. La sostenibilità tutela gli investimenti a lungo termine e garantisce la conformità alla Responsabilità Sociale d'Impresa (CSR). Oggi, parlando di refrigeranti e sostenibilità a lungo termine, Danfoss considera tre parametri principali che devono essere allineati per realizzare un equilibrio sostenibile: accessibilità, sicurezza e ambiente. In un futuro in cui i valori di GWP (Global Warming Potential o Potenziale di Riscaldamento Globale) diminuiranno a causa dei progressivi abbassamenti e l'efficienza energetica (MEPS) aumenterà, i professionisti dell'HVACR si concentreranno sull'utilizzo di componenti che consentono la carica più bassa possibile e tecnologie con il miglior rapporto costo/prestazioni per un dato tipo di refrigerante.

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Opzioni di refrigeranti

Affrontando le crescenti pressioni normative per eliminare i refrigeranti ad alto GWP, molte alternative sono state introdotte. In generale, c'è un compromesso tra GWP e infiammabilità. La maggior parte dei vecchi refrigeranti non infiammabili "signature" non ha semplici sostituti a basso GWP: in altre parole, l'infiammabilità è legata a GWP e capacità del refrigerante.

Un GWP più basso e una capacità più elevata comportano un aumento dell'infiammabilità.

Il metodo principale per ridurre il GWP degli HFC è renderli chimicamente instabili (insaturi) in modo che, in caso di rilascio in atmosfera, si decompongano entro un breve periodo e non rimangano nell'atmosfera. I principali gas fluorurati insaturi, noti anche come HFO (idrofluoroolefine), sono R1234yf, R1234ze (E) e R1233zd. Hanno livelli di GWP molto bassi, sono non infiammabili o solo leggermente infiammabili e appartengono a un gruppo di refrigeranti a bassa densità. Purtroppo, gli HFO ad alta densità pura, come l'R1132 (E), sono troppo instabili per essere utilizzati come refrigeranti singoli.

Per ottenere un GWP più basso degli HFC ad alta densità, vengono creati miscugli tra HFO e HFC. I miscugli proposti all'interno dello stesso gruppo sono simili tra loro, con le principali differenze basate su quale tipo di "R1234" viene utilizzato e sul refrigerante esatto che sta sostituendo.

Refrigeranti a catena carboniosa (HC, HFC, HCFC), GWP in rapporto alla densità (pressione) dei principali gruppi frigoriferi (clicca per ingrandire)

Classi di refrigeranti

Secondo la norma ASHRAE 34, i refrigeranti sono divisi in classi a seconda della tossicità e dell'infiammabilità. I refrigeranti di classe A1 sono non infiammabili e hanno tossicità molto bassa. All'estremo opposto della scala, con alta infiammabilità e alta tossicità, non sono disponibili refrigeranti di classe B3. I gas idrocarburici, caratterizzati da bassa tossicità e alta infiammabilità, richiedono precauzioni speciali. L'ammoniaca, d'altra parte, è altamente tossica e ha bassa infiammabilità. Viene ampiamente utilizzata, soprattutto nella refrigerazione industriale, grazie alla sua elevata efficienza energetica.

Il sottogruppo A2L è costituito da refrigeranti con bassa infiammabilità. La velocità di propagazione della fiamma è bassa, inferiore a 10 cm/s. Questi refrigeranti stanno già svolgendo un ruolo significativo man mano che ci allontaniamo dai vecchi HFC ad alto GWP.

Composizione e GWP

L'uso dei refrigeranti presenta vantaggi e svantaggi specifici per ogni applicazione. Come si conciliano i programmi di miglioramento dell'efficienza energetica? Il refrigerante è destinato a un rapido drop-in o fa parte di un ciclo di riprogettazione importante? Quali sono le condizioni climatiche e i mercati locali saranno pronti a gestire il refrigerante? Qual è l'impatto del glide dal punto di vista dell'assistenza? Ha senso optare per un solo tipo di refrigerante o è meglio una strategia duale? Oggi è evidente che i refrigeranti A2L sono efficienti e disponibili, anche se è evidente l'enorme quantità di nuovi rilasci di refrigeranti. Sono disponibili componenti per i principali refrigeranti A2L. Per l'R1234ze si applicano alcune condizioni speciali. L'R1234ze è classificato come refrigerante A2L, ma è infiammabile solo al di sopra dei 30°C. Per questo motivo la norma EN 378, armonizzata con la direttiva PED dell'UE, non riconosce l'R1234ze come sostanza pericolosa, ma come fluido del gruppo 2 della PED. Questo ha l'effetto positivo di evitare la tracciabilità del materiale per tubi e componenti fino a 100 mm di diametro normativo, mentre gli altri refrigeranti infiammabili necessitano di tracciabilità a 25 mm.