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I gas refrigeranti dettati dai nuovi protocolli

Viste le restrizioni dettate dai nuovi protocolli, il mercato ha cominciato a muoversi seguendo sostanzialmente due strade diverse: la ricerca di un refrigerante sintetico con il minor impatto ambientale possibile e la "riscoperta" dei refrigeranti naturali.
Di seguito un elenco dei gas refrigeranti più diffusi, dagli HFC, ormai banditi dalla comunità internazionale, fino all'anidride carbonica.
Gli HFC
Questi refrigeranti, detti F-gas, sono degli idrocarburi alogenati che contengono Cloro o Bromo e Fluoro. Il protocollo di Montreal ha di fatto eliminato i gas completamente alogenati, i CFC, ad altissimo fattore di impoverimento dell'Ozono.
 Successivamente si è passati a gli HCFC (come l'R-22), i quali, per la presenza della molecola di Idrogeno, presentavano una pericolosità per l'Ozono di circa venti volte minore dei precedenti.
Questi refrigeranti sono stati totalmente banditi a fine 2010. Il loro utilizzo è consentito sotto strettissima sorveglianza e per usi mirati. A oggi restano esenti da restrizione gli alogenati privi di Cloro contenenti cioè solo Fluoro, i cosiddetti Fluorurati come ad esempio HFC-134° o HFC-207C, tutti attualmente utilizzati nei sistemi di condizionamento dell'aria e refrigerazione commerciale.
Gli HFC non sono pericolosi per l'Ozono, ma lo sono per l'effetto serra, in quanto possono essere annoverati tra le cause dell'incremento della temperatura della troposfera e conseguentemente della superficie del globo, assieme alle emissioni di CO².
Dopo Montreal c'è stato infatti il Protocollo di Kyoto che stabilì la necessità di ridurre le emissioni serra di origine umana per la protezione dell'ecosistema.
Nuovi refrigeranti sintetici
Il più famoso e blasonato refrigerante sintetico realizzato l'HFO-1234yf derivato da una collaborazione di due colossi dell'industria : Honeywell e DuPont.
Le caratteristiche di questo nuovo refrigerante sono:
• è privo o quasi di emissioni.
• è un eccellente candidato potenziale a basso GWP   per l'utilizzo nei sistemi di condizionamento non   solo automobilistici ma anche nel confort e per   l'industria
• le caratteristiche ed il rendimento sono molto   vicini al 134a .
• è un composto puro, ha una elevata efficienza   energetica e bassa tossicità
• può essere utilizzato in sistemi progettati per   funzionare con 134a con minime modifiche.
Una significativa maggioranza di produttori di automobili supporta attualmente l'impiego dell'HFO 1234yf per via del suo rendimento, delle performance ambientali e perché rappresenta una soluzione applicabile globalmente. Ci sono alcune possibili problematiche legate all'infiammabilità in particolari condizioni di questo gas, che ne stanno frenando la rapida ascesa, ma continue sperimentazioni potrebbero dirimere la questione.
Refrigeranti naturali.
I refrigeranti naturali attualmente più utilizzati sono: l'ammoniaca, il propano (e similari) e l'anidride carbonica.
Ammoniaca
I primi utilizzi dell'ammoniaca sono stati nelle unità ad assorbimento, a cui sono seguiti impianti con compressione di vapore (i cicli tradizionali) esaltandone le eccellenti caratteristiche termodinamiche. La principale criticità nel suo utilizzo è la sicurezza (l'ammoniaca è classificata B2, cioè di alta tossicità e moderata infiammabilità). Per gli impianti di refrigerazione industriale, nei quali non ci sono problemi di presenza di pubblico sono messe in atto opportune misure di sicurezza, costose ma molto efficaci. L'utilizzo di Ammoniaca si è sviluppato anche negli impianti di condizionamento dell'aria di medie capacità, adottando sistemi che tendono a ridurre al minimo la carica di refrigerante ad evitare o minimizzare rischi di fughe ed esplosioni.
Il fattore che maggiormente favorisce l'ammoniaca è senza dubbio la sua alta reperibilità e il suo bassissimo costo, aspetti sicuramente non secondari.
Idrocarburi (HC)
Gli Idrocarburi (HC), sono i gas naturali per eccellenza, utilizzati come refrigeranti, sono considerati "amici dell'ambiente" perché non provocano effetto serra (almeno non direttamente).
I principali sono:
• Propano, R-290 A3
• Isobutano, R-600a A3
• Propilene, R-1270 A3
• Etano, R-170 A3
Il loro ODP (Ozone Depletion Potential ) è nullo o quasi nullo (niente impoverimento dell'Ozono stratosferico), il loro GWP (Global Warming Potential - potenziale effetto serra) è molto basso, praticamente minimo se comparato con quello degli alogenati.
Le loro proprietà termodinamiche sono buone, come la compatibilità con i materiali normali. L'aspetto maggiormente critico è l'infiammabilità che è in genere molto alta. In realtà, però, alcuni di questi refrigeranti sono stati già commercializzati e usati in sistemi frigoriferi di piccola capacità perché la bassa carica di refrigerante non presenta rischi.
Le applicazioni maggiormente realizzate sono nel campo della refrigerazione commerciale, nei processi di trattamento e conservazione degli alimenti, nei condizionatori d'aria e nelle Pompe di Calore.
L'Isobutano è utilizzato principalmente nei frigoriferi domestici. In questi casi il rischio è molto ridotto, sia perché si tratta di sistemi completamente sigillati, sia perché la loro carica di funzionamento è limitata a poche decine di grammi.
Il Propano è utilizzato principalmente nei refrigeratori commerciali, come banchi di esposizione e simili e nelle Pompe di Calore di piccola capacità. Il Propano ha proprietà termodinamiche molto vicine a quelle di R-22, per cui può sostituirlo efficacemente.
Anidride Carbonica
L'anidride carbonica, dopo essere stata a lungo dimenticata, è sempre più utilizzata sia nella refrigerazione industriale sia per la produzione di pompe di calore per acqua ad alta temperatura.
Le proprietà termodinamiche le permettono di ottenere elevate efficienze sia nella bassa temperatura (refrigerazione di banchi frigo), che nell'alta temperatura (pompe di calore per acqua calda sanitaria).
 Attualmente l'Anidride Carbonica è utilizzata con successo in processi di refrigerazione a cascata, come fluido secondario nella refrigerazione ad ammoniaca (compressore ad ammoniaca per il riscaldamento e a CO² per la refrigerazione), nell'industria degli alimenti surgelati o come fluido secondario negli impianti ad ammoniaca per i supermarket.
Nel campo del condizionamento dell'aria le applicazioni oggetto di studi approfonditi sono quelle delle Pompe di Calore per la produzione di acqua sanitaria domestica e quella per il condizionamento degli autoveicoli.