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HFO I Nuovi Gas refrigeranti a Bassissimo Effetto Serra


Evoluzione Quattro Generazioni di Prodotto

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2015


Nuovi Prodotti - Honeywell

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2015


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 nei

sistemi di climatizzazione delle auto.

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2015


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 (Marzo 2014) ci sono circa 800.000 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

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IPCC confirms HFO GWPs are less than 1

Posted on 3rd February, 2014

USA: The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), has confirmed that both

R1234yf and R1234ze(E) have global warming potentials below that of carbon dioxide.

In its latest hefty tome, Climate Change 2013: the Physical Science Basis, the IPCC lists

the new HFO R1234yf as having a 20-year GWP of 1 and a 100-year GWP of less than

1. Its sister refrigerant R1234ze(E) is listed as having a 20-year GWP of 4 but, like yf, a

100-year GWP of less than 1.

Welcoming the report, Ken Gayer, vice president and general manager of Honeywell

Fluorine Products, said “Automakers around the world are choosing HFO-1234yf not only

for its environmental attributes, but because it is easy to adopt, is safe, and it performs well

in all climates,”

The IPCC report suggests that the influential body, which advises governments around the

world on the science of global warming, has accepted the findings of an independent,

peer-reviewed paper, published last year in Reviews of Geophysics by several leading

chemists and environmental scientists from Europe and the US. That study was the first to

calculate the GWPs of all fluorocarbon-based refrigerants using all available atmospheric

data, taking into account local atmospheric patterns. It found R1234yf to have a GWP of

less than 1. CO2 is considered the baseline with a GWP equal to 1. Earlier studies had

calculated the GWP for R1234yf at 4.


HFO-1234yf e HFO-1234ze

Il brevetto della prodotto HFO-1234yf , utilizzato

nel “condizionamento auto” è detenuto

congiuntamente da DUPONT (Opteon yf) ed

da HONEYWELL (Solstice yf)

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.

L’isomero HFO-1234ze è brevettato e proposto

solo da Honeywell con il nome commerciale di

Honeywell Solstice ze


HFO-1234ze

Il nuovo 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 in bassa temperatura.

Inoltre, anche nelle applicazioni di condizionamento, ha una capacità frigorifera inferiore.

Nonostante questi aspetti negativi, presenta però una caratteristica positiva da non sottovalutare:

NON E’ INFIAMMABILE


HFO-1234ze

Questo fluido è stato quindi inizialmente proposto come

sostituto del R-134a a bassissimo effetto serra (GWP=6) per

applicazioni diverse dalla refrigerazione, come:

– Propellente per aerosol

– Agente espandente

Si sono però poi evidenziati interessanti sviluppi in

refrigerazione.

Infatti alcuni OEM hanno mostrato un grande interesse per un

refrigerante non infiammabile, mentre passa in second’ordine la

riduzione di cap. frigorifera, che è compensabile con minori pause

di funzionamento del compressore, o utilizzando un compressore

di taglia superiore (con maggiore spostamento volumetrico), a

fronte della buona efficienza energetica.


CONFRONTO TRA HFO E R-134a

DATI FISICI ED AMBIENTALI

Refrigerante Dati Termodinamici Dati Ambientali

P. eboll. (°C) P. critico (°C) GWP Vita atmosf.

R-134a -26 101 1410 12 anni

HFO-1234yf -29 94 <1 11 giorni

HFO-1234ze -19 110 1 18 giorni

HFO-1234ze


Vantaggi dell’ HFO-1234ze :

Può sostituire facilmente l’HFC-134a

Non è infiammabile

Ha un utilizzo sicuro

Accettabilità ambientale (bassissimo GWP)

Compatibilità con i materiali comunemente usati

Può essere manipolato, trasportato, distribuito e stoccato come l’R-

134°

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


HFO-1234ze

Principali caratteristiche chimico-fisiche


Infiammabilità L’infiammabilità è valutata secondo i seguenti parametri: 1. Limite di fiamma

2. Minima energia di ignizione

3. Velocità di propagazione fiamma


HFO-1234ze

Come si vede dal grafico l’HFO-1234ze ha pressioni

inferiori al R134a ed allo “yf”, ma superiori all’R-600a


HFO-1234ze

Prove effettuate in vetrine / espositori alle seguenti condizioni:

T evap.=-6°C

T vetrina=+2°C

T ambiente=+32°C

Le modifiche sono consistite solo nel miglioramento degli scambiatori

(nessuna modifica al compressore)


HFO-1234ze

Compatibilità: il prodotto non presenta particolari problemi di compatibilità con i materiali (plastiche ed elastomeri) ed è simile al R134a Sicurezza: HFO-1234ze, alla temperatura ambiente di riferimento (21°C) non è infiammabile, secondo il Metodo ASTM E-681 ed il Test EU A-11.


HFO-1234ze – Case histories

Danfoss ha già utilizzato il nuovo gas sul loro

compressore innovativo “oil-less” Turbocor

(mod. TG310), in un chiller raffreddato ad aria

ed ha dichiarato che il loro compressore può

essere impiegato con il nuovo gas

refrigerante HFO-1234ze.


HFO-1234ze – Case histories

In UK la società Waitrose ha utilizzato l’HFO-1234ze per

dei chiller utilizzati nei loro supermercati, al posto del

R290 (Propano) che avevano già preso in

considerazione (a causa del basso effetto serra) per altri

chiller.

I chiller, di costruzione Geoclima, che utilizzano

compressori alternativi Frascold, hanno ottenuto ottimi

risultati, con una riduzione dei consumi elettrici (rispetto

al propano) del 20%. Per questo motivo Waitrose ha

annunciato che utilizzarà il nuovo gas refrigerante a

bassissimo effetto serra in altri supermercati.


HFO-1234ze – Case history “RC Group”


HFO-1234ze – L’esperienza di Frascold


HFO-1234ze: Case History “Celli”


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 consentiranno 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 < 1.500 (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

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Nuovi Prodotti - Honeywell

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Nuovi Prodotti - DuPont

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DuPont Opteon sostituti del R-404A

OpteonNome

provvisorioASHRAE GWP Classe Applicazioni

XP 44 2141 A1 Trasporti refrigerati (basse temp. scarico)

XP 40 DR 33 R-449 1397 A1 Refrigerazione stazionaria

DR 7 246 A2L Piccoli refrigeratori a bassa carica di gas

DuPont Opteon sostituti del R-134a

OpteonNome

provvisorioASHRAE GWP Classe Applicazioni

YF 4 A2L Piccoli refrigeratori a bassa carica di gas

XP 10 631 A1 Refrigerazione stazionaria (anche per retrofit)


DuPont Opteon® XP10

DuPont ha brevettato una nuova miscela HFO per

applicazione Refrigerazione a media temperatura,

che denominata Opteon® XP10

La miscela è molto simile al R-134a, come

caratteristiche fisiche e prestazioni

La miscela è già stata utilizzata in impianti di

refrigerazione TN in alcuni supermercati in

Germania, Austria e Svizzera.


Il refrigerante Opteon® XP10 ha le seguenti caratteristiche:

GWP: 631 (meno della metà di quello del R134a)

Applicazione: refrigerazione media Temperatura

Composizione: non dichiarata (presumibile che sia una miscela di R134a ed HFO-1234yf)

La miscela è azeotropica

Non infiammabile

Lubrificante richiesto: POE

Sostituisce: R-134a

N° ASHRAE richiesto: R-513A



Da notare che il refrigerante Opteon® XP10 non sostituisce l’R-22 (non è quindi una miscela da retrofit), ma andrebbe a sostituire l’R134a negli impianti nuovi.

Infatti le prove sono state eseguite sostituendo l’ XP10 al R134a in impianti che prevedevano un primo stadio ad R134a ed un secondo (BT) a CO2

Il nuovo gas ha prestazioni molto simili a quelle del R134a, con consumi elettrici leggermente inferiori.

Il passaggio da R134a ad XP10 richiede solo una regolazione della valvola di espansione.



DuPont Opteon® XP10 nei supermercati

APPLICAZIONE: Sostituzione R-134a in impianto a

media temperatura, in un sistema in “cascata”, con

stadio BT a CO2

Il sistema funziona ormai da 3 anni con Opteon® XP10


Opteon™ XP10: un’alternativa più ecologica e sostenibile

per la refrigerazione commerciale



Opteon™ XP10: un’alternativa più ecologica e sostenibile per la refrigerazione commerciale


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