Relazione: Analisi e studio dei fluidi frigoriferi in funzione del panorama energetico ambientale per impianti di refrigerazione industriale

Proprietà Chimico-Fisiche Termodinamiche XP40 R449A-R32 24.3%-R125 24.7%

Composizione % in peso -R1234yf 25.3%-R134a 25.7%

Classificazione ambientale Miscela HFC/HFO

Peso molecolare g/gmol 87.21

Temperatura vapore saturo a 1.013 bar °C -37.79

Temperatura di glide a 1.013 bar °C 4

Pressione saturazione (liquido saturo) a 25°C bar 10.91

Temperatura Critica °C 85.03

Calore di Vaporizzazione a 1.013 bar kJ/kg 240.48

ODP (R11=1) 0

GWP (kg CO /kg refr.) (CO = 1) 13972 2

ASHRAE Standard 34 Safety Rating A1

Limite inferiore di Infiammabilità Non infiammabile

TMAltro prodotto di DuPont della serie Opteon® è il refrigerante a base di idrofluoro-olefine analoghe a quelle dell'R134a e con XP410 (R513A), con proprietà e prestazioni energetiche dell'R134a

Potenziale di Riscaldamento Globale notevolmente inferiore rispetto a quello (GWPcirca il 55% in meno).

Risulta utilizzato principalmente negli impianti industriali e

1.013 bar °C -27.58

Temperatura di glide a 1.013 bar °C 0

Pressione saturazione (liquido saturo) a 25°C bar 5.74

Temperatura Critica °C 97.51

Calore di Vaporizzazione a 1.013 bar kJ/kg 196.08

ODP (R11=1) 0

GWP (kg CO /kg refr.) (CO = 1) 6312 2

ASHRAE Standard 34 Safety Rating A1

Limite inferiore di Infiammabilità Non infiammabile

La serie di refrigeranti a basso GWP della Opteon® sembra dunque una buona risposta ai requisiti della normativa F-Gas per vincere le sfide poste dal nuovo regolamento sui gas fluorurati.

In riferimento alla media annua della quantità totale immessa sul mercato dell’Unione Europea dal 2009 al 2012 il regolamento introduce un meccanismo per ridurre gradualmente l’immissione di HFC (in tonnellate di CO 2 Europea.equivalente) sul mercato dell’Unione

I vincoli più prossimi del 2020 riguardano sia la manutenzione di impianti esistenti che le restrizioni e i divieti all’uso in nuovi impianti. Per i primi dal 1 gennaio

2020 sarà infatti vietato l'uso di gas fluorurati a effetto serra con GWP > 2500 per il funzionamento/manutenzione di impianti di refrigerazione con una carica ≥ 40 tonnellate di CO equivalente. Inoltre, ai frigoriferi e congelatori ermeticamente sigillati per uso commerciale contenenti HFC con GWP ≥ 2500 sarà vietata l'immissione in commercio dal 1 gennaio 2020 e con GWP ≥ 150 dal 2022. Inoltre, il divieto sarà anche per gli impianti di refrigerazione contenenti/funzionanti con HFC aventi GWP ≥ 2500 dal 1 gennaio 2020.

Secondo DuPont®, le soluzioni Opteon® a basso GWP, alcune già in commercio e altre in via di sviluppo, consentiranno all'industria di diminuire la presenza di HFC nel lungo periodo senza pregiudicare l'efficienza energetica degli impianti.

Refrigerante GWP Sostituisce Caratteristiche Applicazione

Retrofit o nuovi Non infiammabile, A1, impianti impianti Opteon® XP44 2141 R404A R507 buona alternativa a R404A refrigeranti

trasporti refrigerati

Retrofit o nuovi

Non infiammabile, A1,

Opteon® XP40 1397 R404A R507 impianti impianti

buona alternativa a R404A refrigeranti

Non infiammabile, A1, Retrofit o nuovi

Opteon® XP10 631 R134a azeotropico, buona impianti impianti

alternativa a R134a refrigeranti

5.5 R22 Rigenerato

L’R22 rigenerato è un idroclorofluorocarburo HCFC che presenta caratteristiche ed efficienza

del tutto simili al prodotto vergine. Secondo quanto stabilito dal Regolamento CE 1005/2009,

dal 1 gennaio 2010 non è più possibile utilizzare idroclorofluorocarburi vergini per le attività di

d’aria. Amanutenzione o assistenza di apparecchiature di refrigerazione o condizionamento

partire da tale data può essere utilizzato solo il prodotto riciclato o rigenerato.

L’R22 Rigenerato presenta un’ampia gamma di applicazioni: a partire dal condizionamento

commerciale e domestico, la refrigerazione commerciale ed industriale a medie e basse

temperature ma

Anche il trasporto refrigerato. Il refrigerante permette il retrofit di impianti funzionanti con vari fluidi frigoriferi zeotropici, tra i quali l'R407C, l'R404A, l'R422D, l'R407F e azeotropici come l'R507 e risulta compatibile con oli minerali, alkibenzeni e estere di poliolio.

Proprietà Chimico-Fisiche Termodinamiche R22 Rigenerato

• Classificazione ambientale HCFC
• Peso molecolare g/gmol 86.46
• Temperatura vapore saturo a 1.013 bar °C -40.54
• Temperatura di glide a 1.013 bar °C 0
• Pressione saturazione (liquido saturo) a 25°C bar 9.43
• Temperatura Critica °C 96.14
• Calore di Vaporizzazione a 1.013 bar kJ/kg 133.58
• ODP (R11=1) 0.06
• GWP (kg CO2/kg refr.) (CO2 = 1) 18102
• ASHRAE Standard 34 Safety Rating A1
• Limite inferiore di Infiammabilità Non infiammabile

5.6 Anidride Carbonica utilizzati troviamo l'ammoniaca, Tra i refrigeranti naturali ad oggi più alcuni idrocarburi e l'anidride carbonica. Utilizzata già agli inizi del

costo nettamente inferiore a quello dei fluidi tradizionali. Al vantaggio economico si aggiungono anche le caratteristiche chimico fisiche che indentificano la CO2 come fluido non tossico, non infiammabile, esplosivo o pericoloso inoltre permette di ottenere efficienze termodinamiche elevate sia nella bassa temperatura (refrigerazione di banchi frigo) che nell'alta temperatura (pompe di calore per acqua calda sanitaria) sebbene richieda un'elevata pressione di condensazione rispetto a quelle degli HFC.

Nomenclatura R744

Formula chimica CO2

GWP - 1

Punto di ebollizione normale °C -78.4

Temperatura critica °C 31.0

Pressione critica bar 73.6

Livello di sicurezza - A1

Calore latente di evaporazione (-15°C) kJ/kg 270.93

Oltre ai già indicati, tra gli aspetti vantaggiosi derivanti dall'utilizzo dell'anidride carbonica è possibile indicare:

• l'elevata capacità di refrigerazione volumetrica, che comporta la possibilità di adozione di

La caratteristica principale dell'anidride carbonica e dei fluidi sintetici è che il punto critico si trova a 31°C (87°F) e una pressione di 73.6 bar, temperatura che può essere raggiunta facilmente in diverse parti del pianeta e che limita il suo utilizzo.

Al punto critico infatti si ha l'eguaglianza tra le densità del liquido saturo e del vapore saturo, dunque per temperature superiori non si ha più differenza tra i due stati e si parla generalmente di fase transcritica o supercritica. Di conseguenza, la pressione e la temperatura non sono più legate tra loro, obbligando ad alcuni accorgimenti per mantenerle sotto controllo, ottimizzare lo scambio termico e massimizzare l'efficienza.

Attualmente, l'anidride carbonica è utilizzata con successo in processi di refrigerazione in cascata, cioè con un altro fluido frigorifero, sia nella refrigerazione industriale sia per la produzione di pompe di calore per acqua ad alta temperatura, come fluido secondario nella refrigerazione.

Ad ammoniaca (compressore ad ammoniaca per il riscaldamento), 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.

Tipi di ciclo:

I sistemi a CO2 lavorano in maniera differente a seconda ci si trovi sopra o sotto al punto critico: si parla di sistema subcritico quando la temperatura della CO2 nella fase isotermica dopo la compressione del fluido è inferiore alla temperatura.