Oggi, sul blog di Coreco MedicalLab, parleremo di un tema che rappresenta un obiettivo importante per il settore. Da decenni, da quando si è presa coscienza della gravità del problema, il settore è alla ricerca di refrigeranti rispettosi dell’ambiente.
Con questo articolo vorremmo aiutare alcune persone a comprendere meglio qual è la funzione di un refrigerante e come funziona il processo di refrigerazione.
Vedremo anche quali composti chimici sono stati utilizzati nel corso della storia e quale sia stata la loro evoluzione fino all'arrivo dei refrigeranti più rispettosi dell'ambiente.
Il processo di raffreddamento
Il processo di raffreddamento funziona grazie al fenomeno fisico dell’evaporazione, in cui un liquido (un refrigerante) assorbe il calore dall’ambiente circostante mentre evapora.
La quantità di calore dissipata e l'efficienza con cui ciò avviene dipendono da fattori quali il compressore, l'evaporatore, l'isolamento e, in larga misura, il tipo di refrigerante utilizzato.
Breve storia dei refrigeranti
I primi refrigeranti chimici comunemente utilizzati erano in genere tossici e spesso pericolosi.
Biossido di zolfo
Utilizzato principalmente per la produzione di acido solforico, come conservante e come reagente di laboratorio, nell’ambiente il biossido di zolfo è un importante inquinante atmosferico.
Conosciuto per l’odore dei fiammiferi bruciati, se presente in grandi quantità, l’esposizione a lungo termine, soprattutto da parte delle persone allergiche, può avere gravi conseguenze per la salute.
Cloruro di metile (R40)
Conosciuto anche come clorometano, il cloruro di metile si forma nell’ambito di alcuni processi naturali, ma viene prodotto più comunemente per usi industriali e commerciali.
Contribuisce in misura significativa all'inquinamento atmosferico ed è vietato come refrigerante, ma continua a essere utilizzato in alcuni processi chimici, come nel caso di alcune materie plastiche e di alcuni erbicidi.
Ammoniaca (R717)
L’ammoniaca è, ovviamente, una sostanza chimica di uso comune in ambito domestico e industriale, ancora oggi impiegata nella refrigerazione industriale e commerciale, in applicazioni navali e marittime e persino nella Stazione Spaziale Internazionale. Purtroppo, la sua infiammabilità e la sua natura tossica ne limitano l’uso su larga scala.
R12 e R22 – I primi refrigeranti commerciali
L'R12 (Freon-12, o diclorodifluorometano) e l’R22 (clorodifluorometano) sono stati due dei primi refrigeranti a base di idroclorofluorocarburi (HCFC) ampiamente utilizzati, introdotti negli anni ’30 e apprezzati per la loro ininfiammabilità e grande stabilità.
Questi refrigeranti HCFC hanno riscosso grande successo perché, in genere, si degradano solo se esposti alla luce ultravioletta. Grazie a questo grande vantaggio per la tecnologia della refrigerazione, sono stati per decenni i composti preferiti nei sistemi di refrigerazione e di climatizzazione.
Refrigeranti e preoccupazioni ambientali
La natura chimica degli idroclorofluorocarburi e degli idrofluorocarburi, che li rende ottimi candidati per la refrigerazione, rappresenta anche il loro principale svantaggio.
Purtroppo, negli anni ’70 e ’80 è emerso chiaramente che il cloro contenuto nei CFC e negli HCFC stava danneggiando gravemente lo strato di ozono terrestre e contribuendo al riscaldamento globale, trattenendo una maggiore quantità di calore nell’atmosfera terrestre.
In risposta a ciò, il Protocollo di Montreal del 1987 e gli accordi successivi hanno stabilito un calendario per l'eliminazione graduale di questi refrigeranti a base di cloro.
Lo strumento del Potenziale di Riscaldamento Globale (PRG) è stato sviluppato per misurare e confrontare l'impatto dei refrigeranti e di altre sostanze chimiche sull'atmosfera e sul conseguente riscaldamento globale.
La classificazione dei refrigeranti in base ai loro valori di PCA consente di eliminare gradualmente i gas nocivi con valori di PCA elevati e di promuovere l'uso di sostituti con valori di PCA più bassi.
Il sistema si basa sull'anidride carbonica (CO₂), che ha un valore PCA pari a 1; tale valore indica la quantità di calore che un'unità di CO₂ aggiungerebbe all'atmosfera in un determinato periodo di tempo (di norma 100 anni).
Altri prodotti chimici e composti vengono confrontati con la CO₂ nello stesso arco di tempo; pertanto, ad esempio, un composto con un GWP pari a 12 riscalderebbe l’atmosfera 12 volte di più della CO₂ in quel periodo di 100 anni.
La prossima generazione di refrigeranti: R134A e R404A
L'R134A, noto anche come 1,1,1,2-tetrafluoroetano o norflurano, è un composto idrofluorocarburo privo di cloro, uno dei composti più nocivi presenti nei refrigeranti HCFC, ed è stato introdotto in occasione della pianificazione del divieto degli HCFC nel settore della refrigerazione.
Con un GWP pari a 1.430, rappresenta un netto miglioramento rispetto all’R12 (GWP 10.200) e all’R22 (GWP 1.760) e si è rapidamente affermato come sostituto molto diffuso nei frigoriferi e negli impianti di climatizzazione dei veicoli.
Oltre a trovare impiego nell'industria manifatturiera e farmaceutica, trova applicazione anche in una vasta gamma di prodotti ad aria compressa destinati al consumatore.
Sviluppato più o meno nello stesso periodo dell’R134A, l’R404A (GWP 3.922) è una miscela di HFC ampiamente utilizzata nel settore della refrigerazione commerciale e industriale, nonostante il suo GWP relativamente elevato.
R290 e R600A: refrigeranti ecocompatibili
La scarsa efficienza energetica, gli elevati valori di PCA e la crescente preoccupazione per l'impatto ambientale, compresa la consapevolezza che i fluoruri sono dannosi per l'atmosfera quasi quanto i clori, hanno favorito lo sviluppo di nuovi refrigeranti.
Nel tentativo di raggiungere valori di GWP pari a zero, due refrigeranti a base di idrocarburi sono saliti alla ribalta come composti efficaci, sicuri e relativamente economici che possono essere utilizzati in molti sistemi di refrigerazione esistenti con modifiche minime.
Isobutano (R600A)
Stabile e con prestazioni simili a quelle dei modelli precedenti, l’R600A rappresenta un enorme miglioramento in termini di impatto ambientale, con un valore di GWP molto basso, pari a soli 3.
È diventato uno dei refrigeranti più diffusi oggi utilizzati per la refrigerazione domestica, commerciale e industriale.
Essendo infiammabile, non è necessariamente adatto per l'adeguamento dei sistemi di refrigerazione più datati, ma rappresenta un'ottima scelta per i sistemi progettati specificatamente per l'utilizzo dell'R600A ed è paragonabile all'R12.
Isopropano (R290)
L'isopropano (GWP 3), una miscela di isobutano e propano ben nota, economica e facilmente reperibile, sta diventando un refrigerante standard per l'impiego nella refrigerazione commerciale e industriale, nonché in applicazioni speciali per il campeggio, i veicoli ricreativi e la refrigerazione medica e di laboratorio. In generale, l’R290 è un buon sostituto dell’R22.
Vantaggi dell'uso di refrigeranti ecocompatibili
Questi nuovi refrigeranti a base di idrocarburi non solo hanno un minore impatto ambientale, ma offrono anche una serie di altri vantaggi e risparmi.
Recupero più rapido della temperatura
La maggiore efficienza termodinamica fa sì che i refrigeranti a base di idrocarburi consentano ai frigoriferi e ai congelatori di ripristinare la temperatura più rapidamente, facilitando così il mantenimento di temperature stabili, che sono fondamentali.
Minore consumo energetico
Gli idrocarburi garantiscono un raffreddamento con un’efficienza quasi doppia rispetto ai refrigeranti CFC e possono funzionare bene con una carica molto inferiore rispetto ai precedenti refrigeranti chimici. Queste efficienze consentono ai compressori più piccoli di funzionare consumando meno energia. Tutte queste caratteristiche, combinate tra loro, possono portare a un consumo energetico notevolmente inferiore.
Facilmente reperibile
Già estratti insieme al petrolio e facilmente reperibili, gli idrocarburi rappresentano un’alternativa relativamente facile da ottenere ai refrigeranti chimici meno desiderabili.
R290: il refrigerante ecologico
Motivi per scegliere il gas refrigerante R290
Proprio come nel settore alberghiero e della ristorazione, anche nel settore medico e dei laboratori si utilizzano solitamente diverse apparecchiature di refrigerazione per mantenere gli alimenti o i farmaci alla temperatura raccomandata fino al momento dell’uso, oltre a dover rispettare tutte le normative sanitarie relative ai prodotti conservati.
Le apparecchiature più vecchie comportano un consumo elettrico elevato e richiedono una manutenzione specifica che può comportare una spesa aggiuntiva per il cliente finale.
Questo tipo di apparecchiature obsolete utilizza solitamente gas refrigeranti che, per mantenere la temperatura impostata, comportano spesso un elevato impatto ambientale.
Per tutti questi motivi e per ottemperare al Regolamento F-Gas sui gas fluorurati, noi di Coreco abbiamo scelto il gas refrigerante R290, che attualmente è il più ecologico disponibile.
Che cos’è l’R290?
Il refrigerante R290, noto anche come propano, è un possibile sostituto di altri refrigeranti utilizzati negli elettrodomestici, come i frigoriferi e i congelatori domestici, nonché nelle piccole unità ad uso commerciale. In questo modo riduciamo al minimo anche l’impatto ambientale derivante dall’uso di altri refrigeranti più inquinanti.
L'R290 ha un potenziale pari a zero di distruzione dell'ozono ODP (potenziale di riduzione dello strato di ozono) e un potenziale di riscaldamento globale GWP (acronimo dall'inglese Potenziale di riscaldamento globale – GWP = Potenziale di riscaldamento globale) insignificante. Trattandosi di un derivato del petrolio, è considerato un refrigerante di origine minerale.
Utilizzo dell'R290
L'R290 è stato utilizzato in passato negli impianti di refrigerazione e continua ad essere impiegato in alcuni impianti industriali. Praticamente in tutta Europa è stato utilizzato nelle pompe di calore e nei condizionatori domestici, con risultati più o meno positivi.
Grazie alla sua disponibilità in tutto il mondo, è stato ampiamente scelto per sostituire i CFC.
Il propano, R290, è probabilmente uno dei migliori refrigeranti per questo tipo di applicazioni grazie alle sue buone prestazioni, ma deve essere maneggiato con cautela a causa della sua infiammabilità.
I refrigeranti infiammabili non solo consentono una notevole riduzione delle emissioni dirette, ma aumentano anche l’efficienza energetica del ciclo di refrigerazione (riducendo le emissioni indirette), il che rappresenta un passo importante verso la sostituzione e la graduale eliminazione degli idroclorofluorocarburi (HCFC) e degli idrofluorocarburi (HFC).
Manutenzione delle apparecchiature con R290
Per quanto riguarda la manutenzione richiesta dagli impianti che utilizzano l'R290, scoprirai anche notevoli vantaggi, poiché la loro gestione è molto semplice.
In ogni caso, ti consigliamo di rivolgerti sempre a un servizio tecnico qualificato per la manipolazione di questo gas, poiché si tratta di un refrigerante altamente infiammabile.
Se rilevi delle perdite in cucina provenienti da un apparecchio che utilizza R290, devi aerare adeguatamente la stanza e tenere un estintore a portata di mano. Seguendo questi consigli, potrai goderti un apparecchio efficiente e rispettoso dell’ambiente.
Principali vantaggi dell'utilizzo dell'R290
- Basso potenziale inquinante
- Capacità tossica pressoché nulla
- Efficienza comprovata
- Più redditizio
- Facile manutenzione
- Conforme al Regolamento FGAS
Sebbene ciò dimostri una tendenza all’aumento di coloro che scelgono refrigeranti naturali, il settore della grande distribuzione rappresenta il prossimo grande segmento che trarrà vantaggio da questo cambiamento per i seguenti motivi:
Tutela dell'ambiente.
L'uso dell'R-290 non solo riduce le emissioni di CO₂, ma ha anche un effetto positivo sul riscaldamento dell'atmosfera. Ciò è dovuto alle basse emissioni dirette e all'elevatissimo potenziale di riscaldamento del refrigerante.
Si registra inoltre una drastica riduzione delle emissioni indirette, ad esempio le emissioni di CO₂ legate alla produzione di energia. Ciò è possibile grazie al miglioramento dell’efficienza energetica degli impianti che utilizzano l’R-290.
Silenzioso, efficiente e conveniente.
L'R-290 aumenta l'efficienza energetica del compressore. Ciò garantisce un miglioramento significativo in termini di consumo energetico, che contribuisce senza dubbio al rispetto degli standard energetici. Come se non bastasse, il propano contribuisce a mantenere il livello di rumore molto basso negli ambienti di lavoro. Questo aspetto è senza dubbio di grande valore nei laboratori medici.
Aumenta la durata di vita del sistema.
Le temperature e le pressioni di esercizio dei compressori che utilizzano questi refrigeranti sono significativamente inferiori rispetto a quelle utilizzate con l’R-404A, una miscela con un GWP più elevato.
Il risultato è un aumento dell'affidabilità del compressore e, in generale, dell'intero meccanismo, grazie alla minore frizione meccanica e alla minore capacità termica.
Si riducono i tempi e i costi di manutenzione.
Con questo tipo di refrigerante R290, gli installatori o i clienti possono rilasciare il refrigerante nell’atmosfera, risparmiando tempo nella fase di recupero durante l’utilizzo.
In ogni caso, la manutenzione degli impianti di refrigerazione deve essere effettuata esclusivamente da installatori professionisti, che solitamente utilizzano strumenti adeguati a causa dell’elevata infiammabilità di tali apparecchiature.
Dare priorità alla sicurezza dell'installatore e del cliente.
L'R290 è infiammabile, ma il rischio di incendio è molto basso. In realtà, la carica di gas refrigerante nella maggior parte dei frigoriferi corrisponde alla quantità contenuta in pochi accendini tascabili.
Inoltre, l'intero circuito elettrico dei compressori che utilizzano questo refrigerante è progettato per evitare la formazione di scintille o fiamme.
Il rischio di perdite di refrigerante è molto basso, grazie al fatto che i compressori sono ermetici.
Semplificazione per gli OEM (Original Equipment Manufacturer)
L'R-290 offre agli OEM l'opportunità di ridurre il numero di SKU (unità di gestione del magazzino).
Ciò offre ottime soluzioni operative, poiché si tratta di un refrigerante che funziona molto bene in applicazioni a temperature da basse a medie.
Riduzione dei gas a effetto serra: il regolamento F-GAS.
Come è noto nel settore, il Regolamento (UE) n. 517/2014 (meglio noto come “F-Gas”) ha come obiettivo principale la tutela dell’ambiente attraverso la riduzione delle emissioni di gas fluorurati ad effetto serra.
Nel periodo 2015-2030, la quantità totale di gas fluorurati ad effetto serra (GWP o PCA in spagnolo) che possono essere utilizzati in Europa verrà progressivamente ridotta, con l’obiettivo di arrivare a un quinto delle emissioni iniziali.
Allo stesso modo, tale regolamento non solo stabilisce una serie di restrizioni relative all’uso dei gas fluorurati negli impianti di nuova costruzione, ma anche alla manutenzione di quelli già esistenti.
Un altro aspetto da tenere in considerazione nell'ambito del regolamento F-GAS riguarda le norme di ECODESIGN, che stabiliscono requisiti di efficienza energetica volti a ridurre le emissioni di CO² nell'atmosfera.
Scenari e alternative
Tenendo conto dell’evoluzione del regolamento, l’obiettivo principale è quello di rendere gli impianti di refrigerazione più efficienti e sostenibili. Ciò si ottiene riducendo il consumo elettrico e utilizzando refrigeranti più rispettosi dell’ambiente.
È necessario sostituire i tradizionali HFC con gas refrigeranti a basso PCA e ad alta efficienza energetica.
In questo contesto rientrano i cosiddetti “gas naturali HC” e i cosiddetti A2L, e ciascuno di essi trova la propria applicazione a seconda dell’uso previsto.
Sebbene nel settore della climatizzazione l’R32 (A2L) si sia affermato negli impianti destinati al settore alberghiero, al catering, al commercio al dettaglio e alla ristorazione, sono l’R600a e soprattutto l’R290 i gas naturali alternativi destinati a soppiantare gli HFC, R134a e R404A in una prima fase e, a breve termine, l’ampio elenco di sostituti che ha invaso il mercato dei gas refrigeranti.
Nuove sfide per il settore
Tutto ciò rappresenta una sfida per i produttori, gli installatori e gli addetti alla manutenzione. Finora i sistemi che consideriamo tradizionali stanno venendo sostituiti da nuove soluzioni tecnologiche.
Ma nulla di tutto ciò deve influire negativamente sull'esperienza del cliente finale, che deve vedere una riduzione della propria bolletta elettrica oltre a un miglioramento per l'ambiente.
È l’intero settore che deve collaborare a questa trasformazione, facendo sì che l’utente finale possa beneficiare appieno di tutti i vantaggi derivanti da questi cambiamenti.
Non sarebbe male nemmeno trovare un sostegno istituzionale che promuovesse programmi di rinnovo delle attrezzature del settore HORECA, che sicuramente incoraggerebbero gli utenti a sostituire le attuali attrezzature con altre a basso consumo energetico.
Ridurre il consumo elettrico comporta un risparmio significativo per il cliente finale, anche se l'investimento iniziale è leggermente superiore. Basta confrontare i dati relativi agli apparecchi prodotti 10 anni fa con quelli attuali (grafico)
La necessaria collaborazione di tutto il settore
Come già detto, i nuovi impianti di refrigerazione sono stati riprogettati per soddisfare i requisiti F-GAS ed ECODESIGN. Ciò non significa che abbiamo perso di vista le esigenze del cliente finale né quelle dell’installatore, che, in fin dei conti, è colui che meglio sa interpretare il mercato.
Gli installatori e i tecnici addetti alla manutenzione sono tenuti ad adeguarsi ai requisiti imposti dalla normativa e dal mercato.
È sempre fondamentale, e ancor più in questi momenti di cambiamento, tenere conto della collaborazione tra produttori, installatori e addetti alla manutenzione. In questo modo, il processo di applicazione delle normative può essere portato avanti in modo più integrato ed efficiente in termini di costi.
Parallelamente, si potrebbero sostenere anche le iniziative di comunicazione volte a informare sui vantaggi che tali cambiamenti comportano per il cliente finale.
Il produttore come consulente
A tal proposito, noi produttori offriamo un servizio di consulenza per contribuire a ridurre il più possibile l’impatto di questi cambiamenti sul mercato.
Il nostro lavoro comprende anche la pianificazione delle esigenze specifiche che ci vengono sottoposte dagli installatori, poiché la pressione esercitata dai costi di aggiornamento rappresenta una sfida da affrontare in materia di efficienza energetica e politica sui gas.
Ogni investimento deve essere valutato e analizzato, ma esistono motivi validi per cui potrebbe essere giustificato. Anche se l’investimento è maggiore, il ritorno sull’investimento deriverà dal risparmio energetico e dalla riduzione di altri costi operativi
È necessario promuovere un piano di aiuti per il rinnovo delle attrezzature attualmente in uso nel settore HORECA. Si deve trattare di un piano d’azione che consenta ai produttori e agli installatori di intraprendere tali interventi di rinnovo e ai clienti finali di accedere a crediti agevolati.
Refrigerazione senza CFC in tutti i prodotti CORECO
Noi di Coreco crediamo nell'importanza di fare la nostra parte per proteggere il pianeta utilizzando questi refrigeranti privi di CFC e a basso potenziale di riscaldamento globale, di cui sono dotati tutti i nostri frigoriferi.
Anche tutti i nostri prodotti sono conformi alle altre normative europee in materia di qualità, come puoi verificare a questo link.
I nostri oltre 30 anni di esperienza, il nostro impegno per la massima qualità e per la soddisfazione del cliente, vi garantiscono impianti di refrigerazione in grado di soddisfare tutte le esigenze di conservazione a freddo dei vostri clienti.
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