R-32 e R-454B: carica, sottoraffreddamento e surriscaldamento

L’R-32 e l’R-454B sostituiscono l’R-410A negli impianti di condizionamento e nelle pompe di calore, ed entrambi rientrano nella classe A2L (leggera infiammabilità). Molti tecnici si chiedono se la verifica della carica di questi impianti richieda un metodo diverso. Il metodo di base è lo stesso, ma alcuni dettagli richiedono attenzione, sia sul campo sia nella prova per il certificato A1 UE per i gas fluorurati.

Questo articolo analizza i quattro esempi di carica presentati in un video formativo di AC Service Tech LLC. Il video utilizza unità statunitensi (psig e °F). Manterremo questi valori per far coincidere i calcoli e forniremo gli equivalenti metrici quando utili. Per chi lavora in bar e °C, è bene ricordare che una differenza di temperatura di 1 K equivale a 1,8 °F.

 

Prima di effettuare qualsiasi misurazione

Prima di rilevare i valori, verificare tre aspetti. Se anche uno solo non è corretto, le misure non indicheranno in modo affidabile lo stato della carica.

1. Dispositivo di espansione: il metodo del sottoraffreddamento si applica agli impianti con una valvola di espansione termostatica (TEV) o una valvola di espansione elettronica (EEV) sulla batteria interna. In un impianto con orifizio fisso, la carica si regola invece in base al surriscaldamento.
2. Portata d’aria: verificare che la portata d’aria attraverso la batteria interna sia adeguata alla potenza dell’impianto. Un filtro sporco o un ventilatore impostato alla velocità errata falsano tutte le misure.
3. Tempo di funzionamento e stadio attivo: far funzionare l’impianto in raffreddamento per almeno 10–15 minuti. Se l’unità è a due stadi, assicurarsi che funzioni al secondo stadio.

Il video evidenzia anche un rapido controllo dell’evaporatore:

“Quando si converte la pressione in temperatura, occorre assicurarsi che la temperatura di saturazione sia superiore a 32°.”

Ciò significa una temperatura di evaporazione superiore a 0 °C. A 0 °C o al di sotto, l’umidità dell’aria congela sulla batteria interna: in tal caso, si sta diagnosticando un problema di formazione di ghiaccio anziché un problema di carica.

 

Il metodo del sottoraffreddamento in breve

Il sottoraffreddamento misura di quanto il liquido in uscita dal condensatore è stato raffreddato al di sotto della sua temperatura di saturazione. Indica direttamente quanta parte del condensatore è occupata da refrigerante liquido.

Sottoraffreddamento = temperatura di condensazione satura (ricavata dalla pressione della linea del liquido) − temperatura misurata sulla linea del liquido

Confrontare il risultato con il sottoraffreddamento prescritto sulla targhetta dell’unità esterna. Alcune unità riportano più valori, che variano in funzione della temperatura esterna. Uno scostamento entro circa ±3 °F (all’incirca ±1,5–2 K) dal valore prescritto indica generalmente una carica corretta.

• Sottoraffreddamento molto superiore al valore prescritto: l’impianto è sovraccarico e il liquido si accumula nel condensatore.
• Sottoraffreddamento molto inferiore al valore prescritto: la carica dell’impianto è insufficiente e la TEV potrebbe non ricevere una colonna continua di liquido.

 

Esempio svolto con R-32: carica corretta

Questo impianto funziona in condizioni stabili con una portata d’aria adeguata.

Misura	Valore
Pressione di aspirazione (vapore)	116,3 psig → 38 °F di saturazione
Pressione della linea del liquido	374,9 psig → 110 °F di saturazione
Temperatura della linea del liquido	100 °F
Temperatura della linea di aspirazione	48 °F
Sottoraffreddamento prescritto (targhetta)	11 °F

• Sottoraffreddamento: 110 − 100 = 10 °F (circa 5,6 K), entro la tolleranza rispetto al valore prescritto di 11 °F.
• Surriscaldamento: 48 − 38 = 10 °F, all’interno dell’intervallo da 8 a 12 °F che una TEV dovrebbe normalmente mantenere.

Il surriscaldamento conferma il funzionamento della TEV

Il video sottolinea un aspetto importante del funzionamento della TEV:

“La valvola di espansione termostatica non può svolgere il proprio compito se la portata d’aria e la quantità di refrigerante nell’impianto non sono corrette.”

La valvola bilancia tre forze: la pressione del bulbo sulla parte superiore della membrana e, sulla parte inferiore, la pressione dell’evaporatore o dell’equalizzatore esterno, insieme alla pressione della molla. Se nella linea del liquido non vi è sottoraffreddamento, il gas flash raggiunge la valvola, che non riesce a mantenere un surriscaldamento stabile. Questo aspetto è trattato nell’argomento Valvole di espansione per la preparazione al certificato A1 UE per i gas fluorurati.

 

Scenario con R-32: impianto a due stadi

Si tratta di un’unità esterna a due stadi che funziona al secondo stadio, con un sottoraffreddamento prescritto di 11 °F.

• Temperatura di condensazione satura: 102 °F
• Temperatura della linea del liquido: 98 °F
• Temperatura di saturazione in aspirazione: 36 °F
• Temperatura della linea di aspirazione: 50 °F

Risposta: carica insufficiente. Il sottoraffreddamento è 102 − 98 = 4 °F, ossia 7 °F al di sotto del valore prescritto. Il surriscaldamento è 50 − 36 = 14 °F, leggermente elevato: anche questo indica che l’evaporatore riceve una quantità insufficiente di refrigerante.

L’R-32 è un refrigerante monocomponente, quindi può essere aggiunto in fase vapore sul lato di aspirazione mentre l’impianto è in funzione. Può anche essere caricato in fase liquida, purché venga dosato lentamente. Prima di aggiungere refrigerante, però, è bene ricordare quanto afferma il video sugli impianti A2L:

“È essenziale individuare e riparare la perdita prima di aggiungere refrigerante in uno di questi impianti A2L.”

Ai sensi dell’art. 4, par. 5, del regolamento (UE) 2024/573, una perdita rilevata deve essere riparata senza indebito ritardo. Il rabbocco di un impianto che perde non assolve tale obbligo di riparazione. Molte unità interne A2L dispongono anche di sensori per le perdite di refrigerante. Quando un sensore interviene, l’unità arresta il compressore e aziona il ventilatore interno per disperdere il gas; pertanto, anche una perdita lenta può rendere necessario un intervento di assistenza.

 

R-454B: punto di bolla e punto di rugiada

L’R-454B è una miscela di R-32 e R-1234yf. Essendo una miscela zeotropica (serie 400), la sua tabella PT presenta due colonne:

• Punto di bolla (colonna del liquido): utilizzarlo al condensatore e sulla linea del liquido per calcolare il sottoraffreddamento.
• Punto di rugiada (colonna del vapore): utilizzarlo all’evaporatore e sulla linea di aspirazione per calcolare il surriscaldamento.

Lo scorrimento di temperatura dell’R-454B è ridotto, ma usare la colonna sbagliata produce comunque risultati errati. Le domande d’esame sulle miscele zeotropiche verificano spesso proprio questo aspetto.

 

Esempio svolto con R-454B: carica leggermente insufficiente

Si tratta di una pompa di calore monostadio in raffreddamento, dotata di TEV, dopo 15 minuti di funzionamento. Il sottoraffreddamento prescritto è di 12 °F.

Misura	Valore
Pressione della linea del liquido	338,3 psig → 104 °F (bolla)
Temperatura della linea del liquido	96 °F
Pressione di aspirazione	115,6 psig → 44 °F (rugiada)
Temperatura della linea di aspirazione	56 °F

• Sottoraffreddamento: 104 − 96 = 8 °F. Sono 4 °F in meno rispetto al valore prescritto, quindi la carica dell’impianto è leggermente insufficiente. L’intervallo accettabile in questo caso è di circa 9–15 °F.
• Surriscaldamento: 56 − 44 = 12 °F. La TEV riesce ancora a regolarlo.

 

Scenario con R-454B: pompa di calore a due stadi

Si tratta di una nuova installazione con tubazioni di collegamento corte, in funzione al secondo stadio da 20 minuti. La temperatura interna è superiore a 21 °C e quella esterna supera circa 32 °C. Il sottoraffreddamento prescritto è di 9 °F.

• Temperatura del liquido saturo (bolla): 118 °F
• Temperatura della linea del liquido: 102 °F
• Temperatura di saturazione in aspirazione (rugiada): 44 °F
• Temperatura della linea di aspirazione: 52 °F

Risposta: sovraccarica. Il sottoraffreddamento è 118 − 102 = 16 °F, ossia 7 °F al di sopra del valore prescritto. Il surriscaldamento è 52 − 44 = 8 °F, al limite inferiore dell’intervallo. Nel condensatore si accumula troppo liquido.

 

Recuperare e aggiungere correttamente il refrigerante

Per correggere una sovraccarica occorre recuperare il refrigerante, e anche in questo caso si applicano le norme:

• L’art. 8 del regolamento (UE) 2024/573 richiede che i gas fluorurati di questi impianti siano recuperati da personale in possesso del certificato pertinente. L’art. 4 vieta il rilascio intenzionale quando non è tecnicamente necessario per l’uso previsto. Non scaricare refrigerante in atmosfera per correggere una sovraccarica.
• Utilizzare una bombola di recupero dedicata per ciascun refrigerante. Il video lo esprime in modo semplice:

“Una sarà per l’R-454B, una per l’R-32 e un’altra per l’R-410A.”

Mescolare refrigeranti in una bombola di recupero contamina l’intero contenuto e, in genere, la miscela non può essere rigenerata. Con i refrigeranti A2L, anche la bombola e l’unità di recupero devono essere adatte ai refrigeranti infiammabili. Non superare il limite di riempimento sicuro della bombola.

Quando si aggiunge R-454B, capovolgere la bombola affinché il refrigerante esca in fase liquida e la composizione della miscela rimanga inalterata. Dosarlo lentamente oppure utilizzare un dispositivo di vaporizzazione. L’attacco di servizio sul lato di aspirazione si trova solitamente vicino al compressore, che può essere danneggiato dai colpi di liquido.

 

Controlli delle perdite e soglie di CO2 equivalente

I GWP più bassi di questi refrigeranti modificano gli obblighi relativi ai controlli delle perdite. L’art. 5 del regolamento (UE) 2024/573 stabilisce una soglia di 5 t CO₂e per i gas dell’allegato I. Utilizzando i valori GWP degli allegati I e II e il calcolo per le miscele dell’allegato VI, si ottengono i seguenti valori di CO2 equivalente:

Refrigerante	GWP	Carica equivalente a 5 t CO₂e
R-410A	2088	≈ 2,4 kg
R-32	675	≈ 7,4 kg
R-454B	≈ 465	≈ 10,7 kg

Il valore dell’R-454B utilizza il GWP attualmente previsto nell’UE per l’R-1234yf, pari a 0,501. La tabella non riporta tutte le soglie applicabili ai controlli delle perdite. L’art. 5 stabilisce anche una soglia di 1 kg per i gas dell’allegato II, sezione 1, tra cui l’R-1234yf. Per l’R-454B, ciò significa che occorre considerare anche il contenuto di HFO. Il solo fatto di rimanere al di sotto di 5 t CO₂e non determina un’esenzione. Alle apparecchiature ermeticamente sigillate ed etichettate si applicano esenzioni specifiche. Consultare l’art. 5 del regolamento (UE) 2024/573.

L’obbligo previsto dall’art. 4 di prevenire le perdite e ripararle tempestivamente si applica indipendentemente dalla quantità di carica. Registrare la carica aggiunta o rimossa rimane comunque una buona prassi. Per le apparecchiature soggette a controlli obbligatori delle perdite, l’art. 7 richiede di registrare le quantità aggiunte e recuperate e di conservare i registri per almeno 5 anni.

Il video menziona la certificazione statunitense EPA 608. Nell’UE, i requisiti di certificazione sono stabiliti dall’art. 10 del regolamento (UE) 2024/573 e dal regolamento di esecuzione (UE) 2024/2215. Il certificato A1 copre le attività specificate che coinvolgono gas fluorurati e idrocarburi, senza limiti di quantità di carica. La preparazione deve includere la gestione sicura dei refrigeranti infiammabili. Tra le norme di sicurezza pertinenti figura la EN 378.

 

Il ruolo di F-Gas Exam Prep

Questo tipo di diagnosi della carica è pertinente alla prova per il certificato A1 UE per i gas fluorurati. Richiede la lettura di manometri e tabelle PT, la conoscenza del funzionamento della TEV, delle miscele zeotropiche e dello scorrimento di temperatura, delle procedure di recupero e degli obblighi previsti dagli artt. 4, 5, 7, 8 e 10 del regolamento (UE) 2024/573.

L’app F-Gas Pro – A1 Exam Prep aiuta a esercitarsi su questi argomenti:

• Oltre 540 domande in stile esame suddivise in 15 argomenti, che trattano sottoraffreddamento, surriscaldamento, proprietà dei refrigeranti, ricerca delle perdite e recupero
• Simulazioni d’esame a tempo per esercitarsi con un limite di tempo
• Schede di ripasso e 12 calcolatori a supporto del ripasso e dei calcoli
• Spiegazioni dettagliate per ogni risposta, per comprendere il ragionamento alla base della diagnosi della carica

Analizzare i quattro scenari precedenti, quindi mettersi alla prova nell’app. L’obiettivo è diagnosticare la carica di un impianto in modo rapido e corretto, sia sul campo sia durante l’esame. L’app è disponibile su iOS e Android. È un supporto allo studio indipendente e non sostituisce un corso di formazione o un esame riconosciuto.