Una panoramica sui refrigeranti: le scelte per il futuro
Cenni storici
Nella prima metà del secolo scorso, furono introdotti sul mercato nuovi refrigeranti più stabili chimicamente, con buone proprietà termodinamiche, non tossici e non infiammabili. Peccato che fino agli anni 70 non furono considerati gli aspetti ambientali. Infatti, questi nuovi refrigeranti, CFC e HCFC, utilizzavano il cloro e il fluoro in grande quantità. Purtroppo si scoprì che questi elementi contribuivano in modo consistente sia alla distruzione dell’ozono atmosferico, sia alla formazione dell’effetto serra.
Protocollo di Montreal e successive restrizioni
L’emergenza ambientale portò a un accordo globale, conosciuto come Protocollo di Montreal (1992), per l’eliminazione graduale prima dei CFC e in seguito degli HCFC. Dopo di che, nel corso degli anni, sono seguiti altri accordi e regolamenti, sia a livello internazionale che nazionale, con ulteriori restrizioni sull’utilizzo di gas con un alto impatto sull’effetto serra. Da qui, l’adozione dell’indice GWP (Global Warming Potential), un parametro universalmente riconosciuto che permette di identificare se il liquido è più o meno sostenibile dal punto di vista ambientale. A livello UE, è stato inoltre stabilito l’obiettivo per il 2030 di ridurre l’utilizzo degli HFC del 79% rispetto al 2010.
Gli HFO
È in questo contesto che è stata sviluppata una nuova serie di prodotti refrigeranti con caratteristiche molto interessanti. Gli HFO, infatti, conservano una elevata efficienza e allo stesso tempo riducono sensibilmente l’impatto ambientale, in quanto le loro molecole si decompongono molto rapidamente in atmosfera determinando un GWP molto basso. Inoltre, questi refrigeranti sono stati classificati A2L secondo la normativa ASHRAE 34, cioè non tossici e poco infiammabili. Infatti, necessitano di almeno 1000 volte più energia per incendiarsi, rispetto agli idrocarburi, e la velocità di combustione è così bassa che, in caso di accensione, la fiamma si propagherà molto lentamente e si autoestinguerà. Queste caratteristiche rendono gli HFO una scelta sicura in un’ampia gamma di applicazioni (refrigerazione, condizionamento, pompe di calore).
*A2L e B2L sono refrigeranti a minore infiammabilità con una velocità di combustione massima inferiore di 10 cm/s
In Geoclima abbiamo creduto fin da subito nel potenziale di questa innovazione: nel 2012 abbiamo prodotto il primo chiller al mondo con l’HFO-1234ze (GWP < 1, secondo uno studio IPCC del 2015) commercializzato da Honeywell. La nostra scelta è stata motivata sia da ragioni etiche che commerciali. Siamo convinti, infatti, che se si considerano tutti requisiti tecnici che deve avere un gas refrigerante al giorno d’oggi, l’HFO rappresenta la migliore combinazione di prestazioni, sicurezza, costi e benefici a livello ambientale.
Qualche esempio di progetto con HFO:
La Reference List dei progetti con HFO
I refrigeranti “naturali”
Dal punto di vista ambientale, un’alternativa agli HFO è rappresentata dai prodotti chimici industriali come idrocarburi (es. propano e butano), CO2 e ammoniaca. Questi refrigeranti chimici hanno livelli di GWP bassissimi (da 0 a 4) e vengono denominati “naturali” perché le sostanze nominate possono essere trovate in natura. Paradossalmente, sono stati i primi refrigeranti utilizzati a inizio secolo, ma poiché presentavano alcuni problemi relativi a standard sanitari, di sicurezza, stoccaggio, utilizzo e smaltimento, vennero rimpiazzati con i CFC e HCFC. Gli idrocarburi, per esempio, hanno eccellenti proprietà termodinamiche, sono green, ma essendo molto infiammabili devono essere utilizzati in sistemi con un design specifico. Tuttavia, nel corso degli anni, la tecnologia e le competenze di progettisti e tecnici sono evolute al punto tale che oggi è sempre più comune trovare idrocarburi caricati in piccoli impianti (frigoriferi domestici, condizionatori residenziali), CO2 in impianti di refrigerazione commerciale e ammoniaca in impianti industriali.
La Reference List dei progetti con gas naturali
E domani?
Le nuove disposizioni sempre più restrittive in ottica ambientale stanno segnando il destino degli HFC e la loro graduale eliminazione. Il panorama futuro sarà sicuramente dominato dagli HFO; da miscele HFC/HFO che sfruttano i vantaggi di entrambe le tecnologie per fornire il miglior profilo prestazionale basato su GWP inferiore, bassa infiammabilità, efficienza e facilità di utilizzo; infine, da una sorta di ritorno alle origini con l’impiego sempre più diffuso dei gas naturali, grazie a soluzioni tecnologiche avanzate e nuovi standard di sicurezza.
