Gas refrigeranti

Di seguito è realizzata una breve presentazione dei gas refrigeranti considerati per i calcoli e sono esposte delle considerazioni più approfondite riguardo al loro impiego negli impianti e macchine per la generazione di freddo.

R22

Combina ottime caratteristiche chimiche e fisiche ad un'elevata resa volumetrica (+60% rispetto al suo predecessore R12) che ne ha permesso l'ampia diffusione negli impianti di climatizzazione per basse e medie potenzialità. Il suo impatto sull'ozono atmosferico è notevolmente più basso dell'R12 ma è comunque non nullo. Tale caratteristica ne ha richiesto la messa al bando.

R134a    

E' un refrigerante puro a impatto nullo sull'ozono ma non sull'effetto serra (quest'ultimo è comunque non trascurabile). Le sue prestazioni volumetriche sono similari a quelle dell'R12 che non è adatto all'utilizzo in impianti di climatizzazione e perciò ha sostituito quest'ultimo nella refrigerazione civile (frigoriferi e congelatori domestici). Le sue prestazioni lo rendono inadatto a sostituire l' R22 nella climatizzazione (si renderebbe infatti necessario riprogettare tutti gli impianti adottando componenti di maggiori potenzialità) ma può rappresentare una buona soluzione per quegli impianti con compressori a vite centrifuga e centrifughi che utilizzano R12 o R11.

R410A

E' una miscela composta di R32 e R125  con un'effetto glide quasi trascurabile. Rappresenta un ottimo sostituto del R22 negli impianti di climatizzazione grazie alla sua maggiore resa frigorifera (+50~55% rispetto al R22) dovuta alla maggiore densità e alle maggiori pressioni di lavoro. Queste caratteristiche, se da un lato permettono di utilizzare componenti (compressori, tubi, ecc.) di minori dimensioni, dall'altro richiedono una completa riprogettazione degli impianti progettati per l'R22.

R407C

E' una miscela zeotropa composta di R32, R125 e R134a. Esso richiede una scarsa riprogettazione degli impianti e dei macchinari progettati per l'R22. Presenta però lo svantaggio di un elevato effetto glide che, unitamente ad una minore efficienza, non lo rendono il fluido ideale. Tuttavia non può essere utilizzato nemmeno per il retrofit (conversione di impianti esistenti ad un nuovo gas) a causa dell'incompatibilità degli HFC con gli oli minerali utilizzati nei compressori per R22.

Sostituzione dell'R22

Prima di effettuare un confronto è opportuno dare delle nozioni più approfondite riguardo i gas considerati, in modo tale da identificare i punti su sui è più opportuno focalizzare l'attenzione.

L'eliminazione dell'R22 dalle nuove apparecchiature ed impianti è una conseguenza del Regolamento Europeo 2037/2000, entrato in vigore in un periodo di forte crescita dell'uso dell'aria condizionata in Europa.
Di conseguenza, i maggiori costruttori di sistemi per il condizionamento dell'aria, che erano tutti fortemente attivi nello sviluppo del mercato europeo, hanno dovuto rapidamente sviluppare delle apparecchiature equipaggiate con un refrigerante che non danneggia l'ozono stratosferico. Tale refrigerante è stato individuato nella miscela R407C, che si dimostrata adatta a soddisfare i nuovi standards europei nelle applicazioni domestiche, per le piccole utenze commerciali e per i sistemi a pompa di calore. Ciò è stato possibile poiché, avendo l'R407C caratteristiche e proprietà fisiche molto simili all'R22,è stato richiesto solo un minimo lavoro di sviluppo, per adattare gli impianti esistenti ad R22, all'uso del nuovo refrigerante.
Nel frattempo, invece, il mercato USA si è focalizzato nello sviluppo di prodotti ad alta efficienza energetica, sulla spinta della regolamentazione DOE (U.S. Department of Energy), che fissa degli standards di efficienza energetica per i sistemi per il condizionamento dell'aria. Il lavoro di sviluppo si è così concentrato sul refrigerante R410A, che ha dimostrato di poter raggiungere gli standards DOE per l'applicazione del condizionamento residenziale, più facilmente che il gas R407C.
I sistemi ad R410A sono così stati introdotti sul mercato Europeo e diversi costruttori di condizionatori hanno annunciato che stanno convertendo l'intera gamma dei propri prodotti ad R410A.