Rivoira refrigeranti alternativi a basso gwp

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

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  • 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 9
  • 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