Accessibilità, sicurezza e ambiente sono i tre parametri da considerare nella scelta di un prodotto sostenibile.
Come nascono i refrigeranti alternativi? La domanda ha origini storiche e risale agli anni Settanta quando ci si iniziò a domandare cosa fare per garantire maggiori tutele per l’ambientale dai gas dannosi. Nel Novecento i fluidi CFC e HCFC, riconosciuti per le qualità termodinamiche, erano i principali applicativi nei processi di refrigerazione. La consapevolezza sulle problematiche legate al buco dell’ozono portò poi a nuove soluzioni innescando un processo lento verso la sperimentazione di fluidi refrigeranti alternativi.
Evoluzione non facile poiché le criticità legate alle caratteristiche di questi refrigeranti erano importanti come l’elevata infiammabilità o tossicità per il livello di sicurezza negli ambienti e nel loro impiego, o l’elevato costo connesso al volume necessario per la gestione e manutenzione dell’impianto.
Nonostante le difficoltà calcolate si è riusciti a tutelare l’ambiente, grazie anche alla presenza dell’UNEP (Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente) che ha incentivato l’introduzione di nuove leggi e il disciplinamento delle risorse, col principale obiettivo di ridurre le emissioni del gas inquinanti. L’Europa è al vertice di questo cambiamento con normative legate principalmente all’utilizzo degli F-gas e restrizioni sancite fino al 2030 nella scelta di refrigeranti a basso GWP.
Come scegliere il refrigerante migliore? E’ necessario tenere conto dei tre parametri: accessibilità, sicurezza, ambiente. Se in equilibrio tra loro si riuscirà ad ottenere una soluzione sostenibile, dopo di chè si dovrà tenere conto dei parametri successivi tra cui il grado di infiammabilità, tossicità e corrosività presenti in alcuni refrigeranti alternativi come gli idrocarburi, l’anidride carbonica e l’ammoniaca.
Quali sono i vantaggi? Secondo una panoramica redatta da Danfoss, la CO2 risulta la scelta più vantaggiosa in campo industriale seguita dall’ammoniaca che per la sua tossicità richiede misure di sicurezza appropriate. Nell’utilizzo degli HFC al momento non se ne prevede la scomparsa ma piuttosto una selezione dei refrigeranti con più basso GWP come le miscele sostitutive HFC/HFO R1234yf e E1234ze, la prima come principale scelta del campo automobilistico e la seconda come sostituta all’R134a dei chiller centrifughi.
R744 (CO2) caratteristiche e valore d’impiego
Come sottoprodotto industriale, il suo prezzo risulta vantaggioso. Inoltre con l’aumento delle installazioni a CO2, il suo costo si sta avvicinando agli HFC. Stesso per gli impianti CO2 secondari che prevendono costi di produzione più bassi dei corrispettivi a glicole. La CO2 è impiegata in tre diversi cicli di refrigerazione: in subcritico (impianti a cascata), in transcritico (solo impianti a CO2) e come liquido secondario (CO2 utilizzata come glicole volatile). Negli impianti a cascata è in genere in combinazione con l’ammoniaca, e viene scelta per il settore retail, food , pompe di calore e nel trasporto frigorifero.
- Basso GWP e soluzione ecosostenibile
- Perdite minime d’impianto
- Recupero di calore grazie alle proprietà termodinamiche
- Riduzione della carica di ammoniaca nella produzione industriale
- Non infiammabile ideale per il trasporto frigorifero
AMMONIACA (NH3) caratteristiche e valore d’impiego
Dagli GWP e ODP pari a zero, è impiegato nella refrigerazione industriale per le sue prestazioni termodinamiche adatte ai grandi spazi. Non indicato invece per il settore commerciale (come il food), a causa della sua alta tossicità e media infiammabilità con rischi per la salute e la sicurezza se non correttamente monitorato. Nonostante il suo costo accessibile e il suo valore ecologico, resta attualmente una scelta dispendiosa poiché gli impianti di ammoniaca necessitano di tubi in acciaio, compressori aperti e un numero adeguato di dispositivi di sicurezza (es. rilevatori di gas).
- Basso GWP e soluzione ecosostenibile
- Efficienza energetica in applicazioni ad alta e bassa T
- Recupero e trasferimento di calore grazie alle proprietà termodinamiche
- Basso costo di mercato (per kg)
IDROCARBURI caratteristiche e valore d’impiego
Basso GWP e ODP = 0 possono essere utilizzati nel campo della refrigerazione e condizionamento dell’aria, ove vengano rispettate le norme di sicurezza a causa dell’alta infiammabilità. Gli idrocarburi più diffusi sono l’R600a isobutano, l’R290 propano e l’R1270 propilene. L’R600a viene impiegato principalmente nella refrigerazione residenziale. L’R290 nelle applicazioni commerciali più semplici come refrigeratori e distributori food di bottiglie e gelati, pompe di calore e deumidificatori, sostituendo gas quali l’R22, l’R134a e l’R404A. L’1270 introdotto nella refrigerazione commerciale, industriale, piccoli e grandi condizionatori e chiller, sostituisce l’R22 e l’R502.
- Basso GWP e soluzione ecosostenibile
- Efficienza energetica superiore agli HFC
- Temperatura di evaporazione bassa senza rischio di surriscaldamento compressore
MISCELE HFC/HFO caratteristiche e valore d’impiego
Una vasta gamma di singoli composti e miscele. Il refrigerante a singolo composto è l’R134a, mentre le miscele sono ricavate dall’unione di più gas come l’R404A (R125/ R143a / R134a), l’R407C (R32 / R125 / R134a) e l’R410A (R32 / R125). Sviluppati per sostituire l’R22 ma per il GWP non particolarmente basso non risultano essere sempre la prima scelta, ma piuttosto una soluzione di transizione.
- Prestanti per impianti retrofit
- Idonei a grandi impianti
- Scelta alternativa ai refrigeranti a basso GWP per il condizionamento dell’aria
