Le aziende del settore alimentare e delle bevande che necessitano di un sistema di raffreddamento a bassa temperatura stanno sempre più abbandonando l'uso tradizionale dell'NH3 (ammoniaca) per passare ai refrigeranti HFO (idrofluoro-olefine). Questi refrigeranti migliorano la sostenibilità, aumentano le prestazioni e riducono significativamente i costi.

Le aziende sostenibili hanno obiettivi di sostenibilità e non possono trascurare il potenziale di riscaldamento globale (GWP) dei fluidi refrigeranti nella scelta del sistema di refrigerazione più appropriato.

PROPRIETÀ DEL REFRIGERANTE IDEALE

Il refrigerante ideale è atossico, non infiammabile, non esplosivo, non corrosivo, rispettoso dell'ambiente, poco costoso, facile da produrre e da maneggiare e con buone proprietà termodinamiche che funzionano a basse pressioni.
I refrigeranti HFO soddisfano questi criteri. Hanno un ODP (potenziale di riduzione dell'ozono) pari a zero e un GWP (potenziale di riscaldamento globale) basso. L'R1234ze è un refrigerante HFO sintetico piuttosto che un refrigerante naturale come l'ammoniaca, ha un valore GWP inferiore a 1, più basso del refrigerante naturale CO2 e non crea TFA (acido trifluoroacetico). L'ammoniaca ha un GWP pari a zero. Da questo punto di vista, i due fluidi sono molto simili.

STORIA E REGOLAMENTAZIONE DEI REFRIGERANTI

I primi refrigeranti commerciali utilizzavano gas tossici o infiammabili, come ammoniaca, cloruro di metile o propano, che potevano causare incidenti mortali in caso di perdite. In seguito sono stati sviluppati refrigeranti non tossici e non infiammabili: il gas clorofluorocarburo (CFC) noto come R-12, l'idroclorofluorocarburo (HCFC), comunemente R-22, e gli idrofluorocarburi (HFC). Questi refrigeranti sono stati spesso utilizzati per scopi industriali, in quanto offrivano un elevato livello di sicurezza ed efficienza, unito a bassi costi di installazione. La maggior parte di questi refrigeranti comuni sono gas a effetto serra che contribuiscono al riscaldamento globale e possono ridurre lo strato di ozono quando vengono rilasciati nell'atmosfera.

Il Protocollo di Montreal del 1987 e il Protocollo di Kyoto del 1997 hanno portato al passaggio a refrigeranti con un minore impatto ambientale. Nell'UE, nel 2002 sono entrate in vigore norme che vietano l'uso di refrigeranti HCFC dannosi per l'ozono, come l'R-22, nei nuovi sistemi.

Nel 2015 sono entrate in vigore le normative UE sui gas fluorurati ad effetto serra (F-Gas) per ridurne le emissioni attraverso quote di riduzione graduale, divieti e requisiti di manutenzione.
Queste normative e la domanda del mercato di soluzioni più rispettose dell'ambiente hanno spinto l'innovazione nella termoregolazione HVAC con molti nuovi refrigeranti, come l'R-454b e l'R-513a.

CLASSIFICAZIONI DI SICUREZZA DEI REFRIGERANTI

I refrigeranti sono classificati in base alla loro tossicità e infiammabilità. Esistono due classi di tossicità: quella inferiore (Classe A), in cui le concentrazioni tossiche sono inferiori o uguali a 400 parti per milione (PPM) in volume, e quella superiore (Classe B).

Ci sono quattro classi di infiammabilità: 1, 2L, 2 o 3. La classe 1 è per i refrigeranti che non mostrano propagazione della fiamma a 60°C (140°F) e la classe 3 è altamente infiammabile. Lo scopo della sottoclasse 2L è quello di riflettere le minori proprietà di infiammabilità dei nuovi refrigeranti a basso GWP, come gli HFOS (idrofluoroolefine), come R-1234yf e R-1234ze.

ODP E GWP

Tutti i refrigeranti hanno un ODP (Ozone Depletion Potential) e un GWP (Global Warming Potential). L'ODP è la quantità relativa di degradazione dello strato di ozono.

Il GWP (Global Warming Potential) è il calore assorbito da qualsiasi gas a effetto serra nell'atmosfera, come multiplo del calore che sarebbe assorbito dalla stessa massa di anidride carbonica (CO2). Il GWP è una misura di quanto i refrigeranti possano essere dannosi per l'ambiente rispetto al C02, che ha un GWP di 1.0.

SVILUPPO DEI REFRIGERANTI TRANE

Trane ha una vasta esperienza nella progettazione di prodotti funzionanti con refrigeranti a basso GWP. L'intera gamma di refrigeratori con compressori a vite e centrifughi ad alta velocità è già disponibile con alternative di refrigeranti a basso GWP come R-1234ze, R-515b e R-513a. L'intera gamma di unità scroll di Trane è passata all'R-454B come opzione a più basso valore di GWP per sostituire l'R-410a e massimizzare il funzionamento ad alta efficienza. Rispetto ai sistemi ad ammoniaca, i chiller Trane utilizzano refrigeranti non tossici, che richiedono una manutenzione più semplice, hanno un costo iniziale inferiore e un basso GWP.

TERMINI CHIAVE DEFINITI

ODP - Ozone Depletion Potential (potenziale di riduzione dell'ozono) - grado in cui una sostanza può degradare lo strato di ozono; tutte le misurazioni sono relative a una massa simile di CFC-11, che è indicizzata a 1,0.
GWP - Global Warming Potential (potenziale di riscaldamento globale) - grado in cui un gas a effetto serra (GHG) intrappola il calore nell'atmosfera; tutte le misurazioni sono relative a una massa simile di anidride carbonica (CO²), che è indicizzata a 1,0. L'accumulo di gas serra può causare cambiamenti climatici.
CFC - Clorofluorocarburi (ad es. R-11, R-12) - eliminati dal Protocollo di Montreal nel 1996 a causa dei loro altissimi ODP. Hanno un impatto significativo sulla riduzione dell'ozono e sul riscaldamento globale a causa degli atomi di cloro e fluoro e della loro lunghissima vita atmosferica.
GliHCFC - Idroclorofluorocarburi (ad esempio R-22, R-123) - contengono anch'essi cloro, ma contribuiscono meno alla riduzione dello strato di ozono e al cambiamento climatico grazie alla loro vita atmosferica più breve. Sono ancora in uso a livello globale, ma hanno date di eliminazione graduale previste dal Protocollo di Montreal.
HFC - Idrofluorocarburi (ad esempio R-134a, R-404A, R-407C, R-410A) - non contengono cloro, ma hanno un GWP elevato a causa del loro contenuto di fluoro. Attualmente sono oggetto di una riduzione graduale a livello globale nell'ambito del Protocollo di Montreal.
HFO e HCFO - Idrofluoroolefine (ad es. R-1234yf, R-1234ze) e idroclorofluoroolefine - refrigeranti di nuova generazione non dannosi per l'ozono, con GWP bassissimi e vite atmosferiche molto brevi (misurate in giorni rispetto ad anni o decenni).
Miscele di HFO (ad esempio R-452b, R-454b, R-513a, R-514a) - miscele che includono un HFO con un GWP inferiore.


Vedere Sistemi HVAC sostenibili a bassa temperatura

Informazioni sul refrigerante R1234ze