Panoramica
Il regolamento (UE) 2024/573 promuove la transizione dagli HFC ad alto GWP. Ai sensi del regolamento di esecuzione (UE) 2024/2215, il certificato A1 copre i gas fluorurati e gli idrocarburi senza restrizioni sulla quantità di carica. I certificati B e C coprono rispettivamente la CO₂ e l’ammoniaca. La classe di sicurezza A1 dei refrigeranti è una designazione distinta.
Refrigeranti naturali
I refrigeranti naturali hanno un potenziale di riduzione dell’ozono nullo e un basso impatto climatico.
- CO₂ (R-744): GWP 1; A1; elevata potenza frigorifera volumetrica, ma pressioni elevate e rischi di asfissia.
- Ammoniaca (R-717): GWP 0; B2L; refrigerante industriale efficiente. La tossicità e la corrosione del rame richiedono tubazioni in acciaio e attrezzi dedicati. Gli oli convenzionali si separano, rendendo necessario il recupero dell’olio.
- Idrocarburi: il propano (R-290) e l’isobutano (R-600a) appartengono alla classe A3. Evitare le guarnizioni in gomma naturale e in gomma siliconica. A parità di volume, la massa della carica è generalmente pari al 40–50% di quella di un refrigerante alogenato; seguire le specifiche dell’apparecchiatura. I materiali didattici meno recenti indicano per il propano un GWP di circa 3; l’allegato VI utilizza 0,02 per i calcoli delle miscele nell’UE.
I refrigeranti naturali non sono soggetti alle norme sui controlli delle perdite di gas fluorurati; restano applicabili i controlli di sicurezza.
Refrigeranti sintetici a basso GWP
- HFO: composti sintetici insaturi con doppi legami carbonio–carbonio. L’R-1234yf, di classe A2L, è utilizzato nel condizionamento d’aria degli autoveicoli; l’R-1234ze(E) è utilizzato nei refrigeratori. I valori GWP dell’UE sono rispettivamente 0,501 e 1,37.
- R-32: un HFC di classe A2L, con GWP 675 rispetto a 2088 dell’R-410A; consente di realizzare apparecchiature efficienti e compatte.
- R-454B: una miscela R-32/HFO di classe A2L, con GWP di circa 466, utilizzata nelle apparecchiature che sostituiscono quelle a R-410A. Prima della conversione, verificare l’approvazione del produttore, gli oli, le guarnizioni e le pressioni; i refrigeranti alternativi non sono automaticamente sostituti diretti («drop-in»).
La serie 400 identifica le miscele zeotropiche; la serie 500 identifica le miscele azeotropiche.
Pompe di calore
Le pompe di calore forniscono calore dal condensatore mediante il ciclo a compressione di vapore. Una valvola di inversione a quattro vie commuta gli impianti reversibili tra riscaldamento e raffreddamento. Le prestazioni delle pompe di calore ad aria diminuiscono con il freddo; le temperature del terreno sono più stabili. Un COP di 3 significa 3 kW di potenza termica resa per ogni 1 kW di potenza elettrica assorbita.
Impianti a CO₂
Il punto critico della CO₂ è a 31,1 °C e 73,8 bar. Gli impianti transcritici cedono calore senza condensazione attraverso un gas cooler; le pressioni di esercizio possono superare 100 bar. I componenti devono essere dimensionati per tali condizioni. A parità di potenza frigorifera, la cilindrata del compressore può essere circa un quinto di quella necessaria con R-404A.
I sistemi booster combinano le utenze di congelamento a bassa temperatura e le vetrine refrigerate a media temperatura. Il rilevamento fisso e la ventilazione consentono di gestire le perdite. Esempi di soglie di allarme sono 5000 ppm (0,5%) e 20000 ppm (2%). Lo scarico controllato all’aperto durante l’assistenza richiede protezioni contro l’asfissia, il rumore e l’ostruzione da ghiaccio secco; la sublimazione può far risalire la pressione.
Progettazione degli impianti
I sistemi indiretti (circuiti secondari) distribuiscono glicole, salamoia o CO₂ raffreddati, confinando il refrigerante primario nella centrale frigorifera. I sistemi in cascata collegano circuiti indipendenti attraverso un condensatore/evaporatore, spesso con CO₂ nello stadio a bassa temperatura e ammoniaca nello stadio ad alta temperatura. Ridurre al minimo, congiuntamente, la carica, le perdite e il consumo energetico. Nei piccoli impianti a idrocarburi costruiti in fabbrica sono state riscontrate perdite annue di circa l’1%; le perdite non sono nulle.
Classificazioni di sicurezza
La norma ISO 817 distingue A/B per minore/maggiore tossicità e 1/2L/2/3 per assenza di propagazione della fiamma/leggera infiammabilità/infiammabilità/elevata infiammabilità. La concentrazione che separa le categorie di tossicità è 400 ppm. La classe 2L limita inoltre la velocità di combustione a 10 cm/s a 23 °C.
La norma EN 378 riguarda la sicurezza degli impianti di refrigerazione e la protezione dell’ambiente. I calcoli della carica considerano tossicità, infiammabilità, volume del locale, ventilazione, accesso e ubicazione; non si applica un limite universale di 150 g. Il calcolo relativo alla tossicità utilizza il maggiore tra i valori applicabili di ATEL (limite di esposizione per tossicità acuta), ODL (limite di privazione di ossigeno) o limite pratico, moltiplicato per il volume del locale, insieme alle altre restrizioni.
| Classificazione | Significato |
|---|---|
| Accesso a / b / c | Generale / sorvegliato / autorizzato |
| Ubicazione I | Apparecchiature nello spazio occupato |
| Ubicazione II | Compressori e recipienti all’esterno dello spazio occupato |
| Ubicazione III | Tutte le parti contenenti refrigerante in sala macchine o all’aperto |
| Ubicazione IV | Locale ventilato |
Pratiche di lavoro sicure
I refrigeranti infiammabili richiedono ventilazione, controllo delle fonti di accensione e apparecchiature di recupero compatibili. Interruttori, relè e termostati possono innescare il refrigerante fuoriuscito; le bobine delle elettrovalvole con caratteristiche nominali adeguate generalmente non lo fanno. Mantenere attivo il monitoraggio dei gas combustibili. La procedura di recupero descritta nel materiale di studio prevede una pesatura stabile e una pressione assoluta di circa 0,3 bar o inferiore, verificando prima le eventuali perdite sospette.
Ammoniaca: limite pratico di 0,00035 kg/m³; oltre 50 kg è richiesto il rilevamento fisso in sala macchine. Gli allarmi di primo livello, impostati a non più di 500 ppm, attivano la ventilazione e le segnalazioni acustiche. Gli allarmi di secondo livello, impostati a non più di 30000 ppm, disalimentano le apparecchiature elettriche non protette mantenendo attiva la ventilazione di emergenza. L’odore può essere percepito a 1–5 ppm, ma non può sostituire il rilevamento.
Consiglio per l’esame: Prima di scegliere apparecchiature o procedure, mettere in relazione il refrigerante, la classe di sicurezza, l’ubicazione dell’impianto e la valutazione della carica.
