R32, R452B, R454B: quali refrigeranti a basso GWP si possono utilizzare per sostituire l'R410A?

Alternative all'R410A con basso GWP

I costruttori si stanno orientando sempre di più verso alternative economiche e a basso GWP, dell'R410A, per le applicazioni nel condizionamento dell'aria. In questa pagina, esamineremo gli usi, i vantaggi e gli svantaggi delle seguenti alternative: R32, R452B e R454B.

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L'emendamento di Kigali del 2016 al Protocollo di Montreal, nonché altre restrizioni tra cui il regolamento europeo sui gas fluorurati, hanno dato il via alla riduzione graduale dell'R410A e di altri HFC. L'obiettivo è quello di ridurre le emissioni dirette di carbonio e di rallentare il riscaldamento globale.

Vi è un vasto elenco di sostituti idonei a questi refrigeranti.

L'R32, l'R454B e l'R452B presentano tutti e tre dei vantaggi. Sono tutte alternative a basso GWP e con caratteristiche di prestazioni ed efficienza interessanti.

La riduzione graduale dell'R410A è già iniziata in Europa e in America del Nord, così come in altri paesi come l'Australia e la Nuova Zelanda.

Il meccanismo delle quote sta già facendo sentire i suoi effetti sui prezzi e la disponibilità e, unitamente alle politiche nazionali che tassano il livello di CO2 equivalente, ha portato a una crescente domanda di alternative a basso GWP.

Sono molti i refrigeranti a basso GWP disponibili. L'R32 è una scelta popolare, grazie alla sua disponibilità, prestazioni ed efficienza, ma anche l'R454B e l'R452B sono convenienti e garantiscono potenzialmente bassi costi per la qualifica del sistema. Diverse alternative stanno inoltre entrando sul mercato.

Maggiori informazioni sulle normative e sulle opzioni relative ai refrigeranti

I refrigeranti a basso GWP sono generalmente infiammabili, il che significa che gli standard di sicurezza e le norme edilizie devono essere riviste alla luce del loro potenziale impatto.

L'infiammabilità può portare e restrizioni circa i luoghi di installazione dei sistemi o relativamente alla carica massima, e quindi alla portata, che può essere utilizzata. Significa anche che i componenti devono essere compatibili con i refrigeranti infiammabili, affinché non costituiscano una fonte di ignizione.

La tecnologia e i componenti idonei ai refrigeranti a basso GWP sono stati sviluppati e sono disponibili sul mercato dal 2018, consentendo agli OEM di iniziare a creare sistemi compatibili.

Tuttavia, attualmente non esiste un sostituto perfetto per l'R410A. Con qualsiasi alternativa a basso GWP, gli OEM devono affrontare almeno uno di questi inconvenienti: infiammabilità, disponibilità e compatibilità con i materiali. In ogni caso, la sfida è trovare il miglior compromesso per i loro utenti, i loro obiettivi e i loro progetti.

Sebbene il cambio di refrigerante renda necessaria l'ottimizzazione dei componenti e del sistema, i vantaggi dal punto di vista dei costi e delle prestazioni possono essere significativi a medio termine.

I gas R32, R452B, e R454B, sostituti dell'R410A, appartengono alla classe 2L, sono cioè moderatamente infiammabili.

Questi refrigeranti A2L offrono solo limitazioni moderate per i sistemi a espansione diretta e nessuna limitazione per i sistemi a espansione indiretta come i chiller, se collocati all'esterno o in locali tecnici. Ma indipendentemente dalla loro ubicazione, le norme di sicurezza locali e le norme edilizie devono essere sempre rispettate.

Il nostro documento tecnico sulle possibilità e i limiti dei refrigeranti infiammabili fornisce alcune indicazioni su come sfruttare al meglio e in sicurezza le opportunità offerte dai gas sostitutivi.

I gas R32, R452B e R454B appartengono tutti alla classe A di bassa tossicità, la stessa cui appartengono l'R410A e l'R22.

I gas R32, R452B e R454B sono tutte buone opzioni per i sistemi di condizionamento d'aria. Tuttavia, l'opzione migliore varia a seconda dell'applicazione. L'impiego di refrigeranti a GWP ultra-basso sarà importante a lungo termine.

Chiller scroll, unità rooftop e unità di trattamento dell'aria

A medio termine: R32, R452B, R454B

A lungo termine: R1234ze, R515B, R516A

Grandi Chiller con compressori centrifughi e a vite (fino a 1,5 MW)

A medio termine: R513A, R1234ze, R515B

A lungo termine: R1234ze, R515B,

Grandi Chiller con compressori centrifughi e a vite  (oltre 1,5 MW)

A medio termine: R1233zd, R1336mzz(Z), R514A

A lungo termine: R1233zd, R1336mzz(Z), R514A

Pompe di calore dedicate (aria-acqua)

A medio termine: R454C, R290

A lungo termine: R454C, R290

Pompe di calore dedicate (brine-acqua o acqua-acqua)

A medio termine: R454C, R454B

A lungo termine: R454C

Sistemi A/A (rooftop, unità di trattamento dell'aria, VRF, sistemi split, CRAC)

A medio termine: R410A, R32 o R454B (con nuova architettura del sistema), R466 se fattibile

A lungo termine: R32 o R454B (con una nuova architettura del sistema), R466 se fattibile, e se necessario con un passaggio a una densità inferiore

Come sostituto del sistema a R410A, l'R32 offre circa il 10% di capacità in più. Di conseguenza, un sistema nuovo costruito per l'R32 offrirà una capacità di raffreddamento maggiore o richiederà compressori di cilindrata più piccola per garantire la stessa capacità. Sono previsti vantaggi in termini di efficienza rispetto all'uso dell'R410A, a condizione che il sistema e i componenti siano stati ottimizzati per l'R32.

L'R32 ha però un'alta temperatura di scarico che può limitare il suo campo di funzionamento, a meno che il problema non sia gestito a livello progettuale o con qualche tipo di iniezione.

L'R452B è l'equivalente più vicino all'R410A in termini di portata ed efficienza. L'R454B offre una portata leggermente inferiore, ma ha il vantaggio di un GWP ancora più basso. Entrambi i refrigeranti consentono una rapida conversione dall'R410A e, se il sistema utilizza componenti Danfoss, offrono una flessibilità multi-refrigerante, rendendo possibile un adattamento successivo.

Se è necessario riprogettare il sistema, l'R32 è una buona scelta con un buon rapporto $/TR o €/kW. Tuttavia, per applicazioni che sono già molto efficienti dal punto di vista energetico, un semplice passaggio ai gas R452B o R454B ridurrà al minimo i costi di riprogettazione del sistema, consentendo in alcuni casi un adattamento a successivo. Per gli utenti finali e i proprietari degli edifici sono tutte opzioni valide.

Il gas R32 in un chiller per aria condizionata: impatto sulla progettazione del sistema

  • Richiede una riprogettazione e un dimensionamento per ottenere prestazioni ottimali
  • Richiede la regolazione di vari componenti e impostazioni, tra cui la valvola di espansione, il tubo della linea del liquido, la linea di aspirazione, la valvola solenoide e la linea di mandata
  • Il compressore potrebbe essere sovradimensionato e potrebbe dover essere sostituito
  • Il GWP è AR5-677/675-AR5 (misurato secondo l'AR4)


I gas R452B o R454B in un chiller per aria condizionata: impatto sulla progettazione del sistema

  • Progettato per essere un'alternativa quasi perfetta
  • Potenziale flessibilità multi-refrigerante
  • Il GWP è 698 per l'R452B e 466 per l'R454B, il che significa che potrebbe essere una soluzione più a lungo termine
Transizione ad alta pressione

Riassunto: le alternative all'R410A funzionano

In una nuova applicazione, l'R32 si impone come l'alternativa più efficiente e performante all'R410A, ma richiede un'ottimizzazione. L'R452B e l'R454B garantiscono una sostituzione e integrazione più facili, e offrono la flessibilità di un sistema multi-refrigerante. L'R454B ha inoltre un GWP inferiore, il che significa che potrebbe rimanere in uso più a lungo con l'avanzare degli standard.

La scelta del refrigerante deve essere effettuata caso per caso in base a ciascuna applicazione. Ecco cosa bisogna sapere al momento di sostituire l'R410A:

  • R452B: stessa portata dell'R410A, con un'efficienza leggermente maggiore
  • R454B: portata leggermente inferiore a quella dell'R410A ma maggiore efficienza; GWP inferiore
  • R32: maggiore efficienza e circa il 10% in più di capacità rispetto all'R410A, a seconda dell'applicazione e del sistema

Per ulteriori informazioni sul passaggio dall'R410A alle alternative a basso GWP e alte prestazioni come l'R32, vedere i link seguenti o contattare il rappresentante Danfoss locale.