Retrofit di circuiti esistenti con refrigeranti alternativi

La maggior parte dei fluidi refrigeranti alternativi – cosiddetti refrigeranti naturali – non sono adatti ad essere usati nei sistemi già in esercizio, a causa della loro infiammabilità, tossicità e/o elevate pressioni operative. I produttori di refrigeranti stanno sviluppando una serie di miscele basate sui refrigeranti HFO (R1234ze e R1234yf) che sono adatte per la conversione degli impianti esistenti.

Il numero di miscele HFO sta aumentando poiché ciascun produttore sta sviluppando miscele diverse; ciascuna miscela è stata sviluppata per applicazioni specifiche e per sostituire i refrigeranti già usati in quelle applicazioni. A titolo d’esempio, sono già commercialmente disponibili refrigeranti atti a sostituire:

  • R134a negli impianti ad alta e media temperatura (es. chiller e 1° stadio di sistemi in cascata nella refrigerazione commerciale);
  • R404A negli impianti fissi di refrigerazione a media e bassa temperatura;
  • R404A negli impianti per veicoli a media e bassa temperatura (trasporti refrigerati);
  • R404A in impianti a bassa temperatura tipo “plug-in” (es. vetrine refrigerate);

Le miscele a base HFO che risultano adatte a sostituire l’R404A si rivelano anche degni sostituti della serie di refrigeranti R407 (es. R407F, R407A ecc.), con l’esclusione dell’R407C che si utilizzava per condizionamento aria. EN 3781 fornisce indicazioni sulla sostituzione del tipo di refrigerante, le informazioni seguenti si basano su tali indicazioni.

Quando si sostituisce un refrigerante è consigliato seguire i seguenti criteri:

  • Infiammabilità: alcune miscele HFO sono leggermente infiammabili (classificazione di sicurezza A2L) e quindi non sono adatte per molti circuiti esistenti;
  • Prestazioni: se l’impianto è sovradimensionato allora è accettabile una piccola riduzione della capacità frigorifera. Una riduzione nell’efficienza energetica non dovrebbe mai essere accettata;
  • Pressione: se i nuovi refrigeranti hanno pressioni di lavoro e di fermo impianto maggiori allora si ha una ripercussione sulla pressione massima ammissibile dell’impianto. I dispositivi di misura e regolazione della pressione, se fissi sul circuito, devono essere sostituiti oppure, se riutilizzabili, ne deve essere variato il set-point di alta pressione. Importante è che l’impianto deve essere riclassificato in base alla Direttiva PED, poiché il cambio di refrigerante comporta variazioni sul circuito frigorifero. È possibile che, benché il nuovo refrigerante abbia pressioni di lavoro superiori, il valore esistente di PS venga mantenuto. La differenza tra le massime pressioni operative e quelle di fermo-impianto determina se il valore di PS originario necessita di essere aumentato per il circuito convertito;
  • Temperatura di scarico: in molte miscele la temperatura di scarico è maggiore di quella dei vecchi refrigeranti; questo aspetto, se non gestito con opportuni accorgimenti (es. isolamento aspirazione, raffreddamento testata compressore) può provocare problemi in particolare negli impianti a bassa temperatura;
  • Glide: molte miscele presentano un glide elevato e questo richiede la ritaratura e la regolazione della valvola termostatica. È possibile che un refrigerante con glide elevato non sia adatto per alcuni circuiti; a oggi non sono ancora disponibili sul mercato soluzioni alternative all’R507 negli impianti con evaporatore allagato;
  • Olio: di solito è necessario controllare che l’olio usato nel circuito sia compatibile con il refrigerante sostitutivo;
  • Compatibilità con i componenti: consultare il produttore prima di eseguire il retrofit per assicurarsi della compatibilità del compressore, del condensatore, degli scambiatori di calore, ecc., al fine di non invalidare le garanzie e di assicurare che le prestazioni e la capacità frigorifera originale vengano rispettate;
  • Capacità di scarico della PRV: la capacità di scarico richiesta dalle valvole limitatrici di pressione può essere maggiore con un refrigerante alternativo;
  • Assorbimento di corrente: l’intensità di corrente assorbita da motori e dispositivi elettrici può risultare differente da quella del sistema originario.

Procedura di Conversione

La seguente procedura generica di conversione può essere adattata allo specifico circuito in esame:

1. Registrare temperature, pressioni di lavoro e consumo di corrente dell’impianto con il refrigerante originario;

2. Risolvere eventuali problemi trovati;

3. Ricercare fughe sul circuito e riparare le perdite trovate;

4. Recuperare il refrigerante e assicurarsi che venga rigenerato o smaltito da un’azienda in possesso di apposito Accordo di Programma con il Ministero dell’Ambiente. Assolutamente non sfiatare, ovvero disperdere in atmosfera, il vecchio refrigerante;

5. Sostituire quando necessario e/o verifica i componenti (cambio olio, cambio filtri, cambio orifizio termostatica se necessario, taratura TXV se necessario ecc.). Particolare attenzione deve essere riservata alle tenute/guarnizioni che possono perdere dopo la conversione (se possibile sostituirle);

6. Eseguire la messa in pressione con azoto per un’accurata verifica di perdite di pressione nell’impianto (indice di perdite);

7. Eseguire la messa in vuoto del circuito (a regola d’arte secondo EN 378-2:2016);

8. Taratura set-point pressione di condensazione ed evaporazione, taratura surriscaldamento valvole termostatiche;

9. Carica il nuovo refrigerante (la quantità in peso può essere diversa a causa della diversa densità dei due refrigeranti) e contestuale verifica sottoraffreddamento;

10. Regola i dispositivi di controllo e protezione se necessario;

11. Aggiornare etichette e documentazione;

12. Controllare e registrare temperature, pressioni di lavoro e il consumo di corrente dell’impianto con il nuovo refrigerante. Potrebbe essere necessario sostituire l’olio del compressore, benché la maggior parte dei refrigeranti alternativi utilizza lo stesso lubrificante dell’HFC che stai sostituendo.

Refrigeranti disponibili

Non esistono refrigeranti mono-componenti disponibili per sostituire HFC come l’R404A. I produttori stanno sviluppando una serie di miscele di HFO, motivo per cui l’elenco dei refrigeranti disponibili cambia rapidamente. Contattare il fornitore per maggiori informazioni circa le ultime miscele disponibili e idonee. Non esistono alternative non infiammabili all’R410A (l’R32 non può essere usato per la conversione dei circuiti a R410A).

Recupero degli HFC

Quando si dismette un impianto, è obbligatorio recuperare i refrigeranti HFC e/o HCFC in esso contenuti, il recupero deve essere eseguito da un tecnico certificato. Un recuperatore deve essere in grado di rimuovere almeno il 95% del refrigerante contenuto in un circuito. L’F-Gas recuperato può essere:

  • inviato alla distruzione per incenerimento da parte di un’azienda autorizzata (in possesso di un Accordo di Programma stipulato con il Ministero dell’Ambiente);
  • inviato ad un impianto di rigenerazione che trasforma il vecchio refrigerante in uno con proprietà identiche a quello vergine (perfetta corrispondenza con le caratteristiche richieste dalla normativa internazionale AHRI700);
  • soggetto ad una pulizia di base ed essere impiegato nuovamente come refrigerante riciclato (vedi per dettagli la linea guida dell’AREA).

Il refrigerante HFC inviato alla rigenerazione può contenere delle impurità (es. olio, umidità, incondensabili). Comunque, se il refrigerante è fortemente contaminato non può essere rigenerato, ovvero riportato alle caratteristiche chimico-fisiche del gas vergine, e pertanto deve essere inviato a termodistruzione (es. contaminazione del gas a causa di un motore bruciato).

Importante: non mescolare/miscelare mai gas differenti nella stessa bombola e/o nello stesso impianto, effettuando rabbocchi con gas diverso da quello contenuto. Questa pratica rende non rigenerabile il gas contenuto nell’impianto e/o nella bombola. Il gas miscelato deve quindi essere necessariamente inviato a termodistruzione, con i conseguenti maggiori oneri di smaltimento e la perdita di valore del gas altrimenti rigenerabile.

Riciclo: l’operazione di riciclo è necessario sia effettuata “a regola d’arte”, riportando il gas a titolo almeno paragonabile a quello del gas vergine (umidità, incondensabili, composizione % dei diversi componenti la miscela); le perdite di efficienza energetica, conseguenti all’utilizzo di gas refrigeranti non correttamente a titolo, hanno impatti molto pesanti sul costo di esercizio dei sistemi (anche stimabili nell’ordine del 15- 20%).

fonte: www.associazioneatf.org