Mostra Convegno Expocomfort, XVI EU Conference on "The Refrigerant Revolution , a 79% reduction" - Milan 20th March 2014

1. 1 | Titolo | 3/13/2014
Refrigeranti Alternativi a basso GWP
Mostra Convegno ExpoComfort
Milano - 20 Marzo 2014

2. 2 | Titolo | 3/13/2014
Refrigeranti Alternativi a basso GWP
SOMMARIO
 Proposta di nuovo Regolamento Europeo F-Gas
 La sostituzione dei gas refrigeranti
 Il problema del “Service”
 R-407F
 HFO-1234yf / HFO-1234ze
 Miscele a base di HFO
Ing. Ennio Campagna
Rivoira Refrigerants

3. Regolamento F-Gas: Tabella riassuntiva
3 | Titolo | 3/13/2014
Scadenze GWP limite Tipologia Utilizzati Alternativi
Plug-in R600a R600a
Plug-in R290/ R404A R290
Plug-in TN R134a / R290 R134a / R290
Plug-in BT R404A R407F
Plug-in TN R134a / R290 R134a / R290
Plug-in BT R404A R290/ CO2
<1500 Primario (TN) R134a/ HFO blends
<150 Secondario (BT) CO2
1-gen-2020 Impianti fissi di refrigerazione* <2500 Tutti
R134a / R404A /
R507
R134a / R407F / CO2
1-gen-2020
Condizionatori portatili <150 R410A R290
1-gen-2025
Condizionatori "split" (fino a 3kg di gas) <750 R410A R32/ HFO blends
1-gen-2020 Manutenzione (imp. con carica >40t CO2 eq.) * <2500 Tutti
R404A / R507,
ecc.
R134a / R407F, ecc.
1-gen-2030 Manutenzione con gas Recuperato e Rigenerato Tutti
R404A / R507,
ecc.
R404A Rigenerato, ecc.
* eccetto quelli per impianti progettati per raffreddamento prodotti a T<-50°C
Applicazioni
Impiantinuovi
1-gen-2020
Refrigeratori e freezer "commerciali"
ermeticamente sigillati
<2500
Refrigeratori e freezer "commerciali"
ermeticamente sigillati
<1501-gen-2022
Impianti
esistenti
Impianti Refrigerazione commerciale con
capacità>40kW, "in cascata"
1-gen-2022 R404A
Gas Refrigeranti
1-gen-2015 Refrigeratori e freezer domestici <150
Principali limitazioni previste dal nuovo Regolamento F-Gas

4. Regolamento F-Gas: Tabella riassuntiva
4 | Titolo | 3/13/2014
Tabella GWP ed indicazione di alcune limitazioni d'uso imposte da nuovo Regolamenti F-Gas
Gas GWP
R507 3985
R404A 3922
R410A 2088
R407F 1824
R407C 1774
R134a 1430
R32 675
HFO1234ze 6
CO2 1
HFO1234yf 1
3985
3922
2088
1824 1774
1430
675
6 1 1
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
3250
3500
3750
4000
4250
R507 R404A R410A R407F R407C R134a R32 HFO1234ze CO2 HFO1234yf
Es.:Limite dal 2025
percondiz. spit
Es.:Limite dal 2015
perrefrig.domesticie
dal2017 condiz.auto
Es.:Limite dal 2022
circuito primario "in
cascata"
Es.:Limite dal 2020 per
imp. fissi refrig. e peril
"service"imp.>40tCO2

5. Il problema del “service” impianti esistenti
 Mentre per le apparecchiature ed impianti nuovi l’industria potrà individuare
ed utilizzare fluidi alternativi, è maggiormente problematica la sostituzione
degli F-Gas ad elevato GWP nei sistemi esistenti per basse temperature (BT).
 Non sarà certo possibile sostituire ad es. il gas R404A con:
– Idrocarburi : per l’infiammabiltà elevata ed il rischio in presenza di persone
– CO2 : per la non idoneità dei componenti alle alte pressioni della CO2
– NH3 : per la tossicità del gas e l’incompatibilità con alcuni materiali metallici
– HFO: per il momento non si sono individuate miscele a base HFO a basso GWP
idonee alle refrigerazione a basse temperature.
 Per questi motivi appare molto interessante la possibilità di sostituire
l’R404A e l’R507 con un refrigerante come l’R407F, che ha un GWP<2500
ed ha disponibilità immediata.

6. R-407F
Cos’è il Performax LT = R-407F?
 E’ un gas refrigerante per temperature medio-basse, proposto da Honeywell
 E’ costituito da:
– R-32 30%
– R-125 30%
– R-134a 40%
 La miscela ha il seguente n ASHRAE: R-407F
 Temp. Eboll. (a P ambiente): -46,1 C
Caratteristiche ambientali e di sicurezza
 N ASHRAE: R407F
 O.d.P.=0
 GWP=1824 (meno della metà del GWP del R404A e del R507)
 Classificazione di sicurezza: A1
 Non tossico
 Non infiammabile
6

7. Retrofit impianti ad R-22 a
T medio bassa (-10 / -35 C)
Vantaggi:
 Ha una capacità frigorifera ed
un rendimento energetico molto
simili ai valori con R-22
 Potenza assorbita non
superiore a quella con R22
(vantaggio risp. R404A / R507)
 Non richiede il cambio della
valvola di espansione
 Temperature di scarico inferiori
(al R22)
Alternativa al R-404A / R507
Per retrofit e nuovi impianti
Vantaggi:
 Riduzione dell’effetto serra di
oltre il 50%
 GWP<2500 (utilizzo nel “service”
anche dopo il 2020)
 Si riduce la potenza assorbita dal
motore elettrico (circa -20% in BT
rispetto al R507)
 Miglior COP = rendimento
energetico = risparmio energia
elettrica
 ATTENZIONE: T scarico + elevate
7
R-407F Applicazioni

8. Confronto Cap. Frig. e COP refr. del gas R407F rispetto al R404A a varie Temp. evap.
Parametri di riferimento
Spost. Vol. compress.: 0,001 m3/s
Effic.Isoentropica: 0,70
Effic. Volumetrica: 0,95
T. Condens.: +45°C (fissa)
T.Evap. : da -5 a -35°C
Surriscald.: 5°C
Sottoraffr.: 5°C
T.ev. Cap.Frig. COP refr.
-5 1,099 1,067
-15 1,099 1,084
-25 1,097 1,102
-35 1,093 1,123
1,000
1,010
1,020
1,030
1,040
1,050
1,060
1,070
1,080
1,090
1,100
1,110
1,120
1,130
-5 -15 -25 -35
Cap.Frig.
COPrefr.
T.evap.
R407F / R404A

9. L’impiego del refrigerante R407F è particolarmente interessante :
 Nei retrofit degli impianti ad R22 *, quando si desidera mantenere la
capacità frigorifera esistente senza incrementare il consumo elettrico
(anche per evitare problemi ai motori esistenti )
 Quando un cliente è interessato a ridurre l’impatto ambientale dei “Gas
Serra” utilizzati.
 Quando si vuole evitare di utilizzare un gas ad elevato GWP (come R404A
ed R507) che dovrà poi essere sostituito dal 2020
 In impianti NUOVI a bassa Temp., quando il cliente è attento ai consumi
elettrici (miglior COP=risparmio energetico).
 Negli impianti ad R-22 a bassa Temp., quando l’impianto è in grado di
funzionare a pressioni più elevate (circa + 3 / 4 bar).
* quando l’impianto è in grado di funzionare a pressioni più elevate (circa + 3 / 4 bar)
R407F
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10. HFO-1234yf per condizionamento auto
Il gas refrigerante HFO-1234yf è ormai
la soluzione prescelta dai principali
costruttori di autoveicoli, per la
sostituzione del R-134a nella
climatizzazione delle auto.
NEWS:
•Il Comitato Scientifico dell'Unione Europea ha dichiarato che il gas refrigerante HFO-
1234yf è sicuro nell'uso come fluido per la climatizzazione delle automobile.
Attualmente ci sono circa 500.000 automobili che usano questo nuovo gas refrigerante e si
prevede che ce ne saranno circa 2.000.000 alla fine del 2014.
• IPCC (Intergovernmetal Panel of Climat Change) ha ricalcolato il GWP del HFO-1234yf,
che è risultato <1, cioè addirittura inferiore al Potenziale di Riscaldamento Globale
dalla CO2

11. HFO-1234ze
 Il gas HFO-1234ze è un isomero del
più noto HFO-1234yf, proposto per
il condizionamento auto.
 Lo “ze” ha pressioni leggermente inferiori all’ “yf”, ed ha un P.eboll.
(-19°C) non sufficientemente basso per applicazioni di
refrigerazione BT.
 Il fluido è però utilizzabile al posto del R134a nella refrigerazione a
Temp. positive o poco inferiori allo zero ed in alcune applicazioni di
condizionamento.
 Gli aspetti comunque più interessanti sono il bassissimo GWP e la
NON INFIAMMABILITA’ A TEMP. AMBIENTE

12. Vantaggi dell’ HFO-1234ze :
 Può sostituire facilmente l’HFC-134a
 Non è infiammabile a temperatura ambiente
 Ha un utilizzo sicuro
 Accettabilità ambientale (bassissimo GWP = 6)
 Le basse pressioni rendono il fluido idoneo anche alle Temp. di condensazione
molto elevate.
 Compatibilità con i materiali comunemente usati
 Può essere manipolato, trasportato, distribuito e stoccato come l’R-134a
In refrigerazione, per temperature di evaporazione attorno a 0°C, il prodotto ha una
capacità di refrigerazione leggermente inferiore a quella del R134a, ma il COP
(Rendimento Energetico) è quasi uguale e pertanto il suo utilizzo in impianti
nuovi non comporta un maggior consumo elettrico.
HFO-1234ze

13. Per ampliare l’uso degli HFO, al fine di sfruttarne le ottime caratteristiche
ambientali, sono allo studio una serie di Miscele a base HFO (yf o ze)
che consentano di ottenere refrigeranti con le seguenti caratteristiche:
 Basso GWP:
– Target 1: GWP<150 (per refrigeratori “ermetici” / commerciali)
– Target 2: GWP<750 (per condizionatori “split”)
– Target 3: GWP<1500 (per circuito primario di sistemi in cascata)
 Non infiammabilità (A1), o moderata infiammabilità (A2L)
 Punto di ebollizione sufficientemente basso.
Quest’ultimo è l’aspetto più critico: mentre è abbastanza semplice
individuare refrigeranti a basso GWP / non infiammabili per uso
refrigerazione TN (fino a T.ev. di -10 / -15°C), diventa sempre più
difficile proporre miscele per applicazioni BT, se non accettando una
moderata infiammabilità.
Miscele a base di HFO