Diapositiva 1

Coils 8.0 e i nuovi refrigerantiPadova, 23 Novembre 2015

"I Refrigeranti sono i fluidi operativi nella refrigerazione, nel condizionamento d'aria, e nei sistemi a pompa di calore. Assorbono calore da una zona, come ad esempio uno spazio condizionato, e lo rigettano in un altro, come ad esempio lesterno, di solito attraverso, rispettivamente, l'evaporazione e la condensazione. - "ASHRAE Manuale-Fundamentals.

I Refrigeranti

Macchina frigorifera:asporta con continuit calore da una sorgente a temperatura inferiore a quella dell ambiente naturale esternoPompa di calore:rende disponibile per lutilizzazione esterna calore prelevato da una sorgente termica a temperatura inferiore

Punto di vista dellevaporatore

Punto di vista del condensatoreI Cicli InversiIl sistema assorbe una certa quantit di calore da una sorgente a pi bassa temperatura. Tramite la spesa di lavoro esterno si ottiene il trasferimento di tale calore ad un serbatoio termico a pi alta temperatura.

Ciclo diretto: Il secondo principio della termodinamica indica la possibilit di realizzare, da parte di un fluido termodinamico, un ciclo con produzione netta di lavoro esterno, richieda la disponibilit di almeno due sorgenti termiche: la prima a temperatura mediamente superiore, dalla quale il fluido motore riceve il calore positivo di ciclo. La seconda a temperatura inferiore, alla quale il fluido rigetta il calore negativo di ciclo3

Diagramma p-h

un punto critico di una sostanza l'insieme di particolari condizioni di massima temperatura e massima pressione (dette temperatura critica e pressione critica) in corrispondenza delle quali una sostanza pu esistere come miscela bifase gas-liquido.4

- Temperatura critica sufficientemente lontana da quella di condensazione;

- Valore contenuto del calore specifico del liquido in confronto con il calore latente di vaporizzazione in %Fluidot.criticap.condp.evapCOP[C][bar][bar]R2296,211,91,63,1R717 (NH3)133,011,71,23,1R407C86,712,71,53,0R410A72,518,92,73,0R744(CO2)31,172,114,31,8R134a101,17,70,83,0

Ciclo teorico -30/+30CCaratteristiche ideali fluido frigorifero

5

Caratteristiche ideali fluido frigorifero

Caratteristiche ideali fluido frigorifero

Gas cooler deve resistere ad alte pressioni quindi o si aumentano gli spessori, o si fanno scambiatori a microcanali7

Attitudine allo scambio termico

Le perdite di carico si traducono in una penalizzazione dello scambio termico, in quanto riducono la differenza media di temperatura tra i due fluidi;

Un aumento delle perdite di carico dovute ad un aumento della velocit del fluido, comporta un maggior valore del coefficiente di scambio che pu ribaltare leffetto della diminuzione della differenza media di temperatura;

Un fluido con densit pi elevata presenta minori perdite di carico;

Un fluido che presenti alte pressioni operative d luogo ad una caduta di temperatura inferiore a parit di perdite di carico; Caratteristiche ideali fluido frigorifero

Caratteristiche ideali fluido frigorifero

Il requisito pi importante la stabilit chimica. Il refrigerante ideale dovrebbe avere una bassa tossicit ed essere non infiammabile ClassificazioneTossicitClasse AClasse BInfiammabilitTossicit cronica pi bassaTossicit cronica pi altaClasse 1Nessuna fiamma di propagazioneA1B1Classe 2Infiammabilit pi bassaA2B2Classe 3Infiammabilit pi altaA3B3

Deve, infine, essere compatibile con materiali comuni di costruzione, compresi i metalli e le guarnizioni. Caratteristiche ideali fluido frigorifero

Protocollo di Montreal: firmato nel 1987, stato il primo provvedimento internazionale adottato dai paesi industrializzati per limitare e poi eliminare la produzione di refrigeranti nocivi nei confronti dell ozono stratosferico. Riguardo ai CFC questo protocollo ha posto , per i paesi industrializzati, le cessazione della produzione dal 1996 ed il divieto di impiego dal 2000. Per gli HCFC, invece, stata prevista una graduale riduzione del fino al bando completo dal 1 gennaio 2015 . Protocollo di Kyoto: trattato internazionale in materia ambientale riguardante il riscaldamento globale. Adottato formalmente nel 1997, ed entrato in vigore nel 2005, anche se mai ratificato dagli Stati Uniti: il principale emettitore fra i paesi industrializzati.Il trattato prevede lobbligo in capo ai paesi industrializzati di operare una riduzione delle emissioni di elementi inquinanti.

Protocolli

NASA | 2014 Continues Long-Term Global Warming

GWP

CFC: banditi sin dagli anni 90 a causa de l loro alto effetto ozono - lesivo, di cui faceva no parte R12 - R13 - R500 - R502 - R503 La composizione dei CFC talmente stabile che pu rimanere invariata anche per decine di anni, una volta immessi nellatmosfera. Il gas raggiunge la zona alta della stratosfera, dove il cloro in esso contenuto libero di reagire con lozono, diminuendone la quantit (fenomeno del buco dellozono), e quindi la capacit di assorbire i raggi ultravioletti emessi dalle radiazioni solari che sono molto pericolosi per la salute delluomo. La stabilit chimica permette ai CFC, inoltre, di accumularsi negli anni in atmosfera, contribuendo ad accentuare il problema delleffetto serra I Refrigeranti

HCFC: nati per sostituire i CFC ma gi oggi in via di dismissione; possibile infatti il loro utilizzo solo se rigenerati e fino a fine 2014; fanno parte di questa classe R22 - R408A - R409A : hanno potere ozono - lesivo ridotto rispetto ai CFC

Gli HCFC dal punto di vista dellimpatto ambientale risultano meno nocivi nel loro potere ozono - lesivo se confrontati con i CFC. Essi, infatti, essendo meno stabili per effetto della presenza residua di atomi di idrogeno nella molecola, che li rende pi facilmente attaccabili da parte degli agenti atmosferici, hanno una probabilit minore di raggiungerne gli strati pi alti. Questo il motivo per cui gli HCFC hanno una vita media di 10 volte inferiore ai CFC quando e se liberati in atmosfera

I Refrigeranti

HFC : fluidi studiati per sostituire CFC, HCFC e Halon, di cui fanno parte R23 - R134A - R404A - R407C - R410A - R507 - R508 A . Molte di queste sostanze hanno un impatto elevato sul riscaldamento globale ma non hanno potere ozono lesivo.

I Refrigeranti

Gli accordi internazionali e la crescente preoccupazione per le questioni del cambiamento climatico hanno indotto l'Unione europea (UE) a diffondere una tabella di marcia per ridurre progressivamente le emissioni di gas ad effetto serra.Con il Regolamento dell Unione Europea n 517/2014 si promulga la graduale eliminazione della maggior parte dei refrigeranti comunemente usati negli impianti di refrigerazione e di condizionamento dell'aria (R134a, R404A e R410A) a causa, principalmente dei loro valori elevati di GWP. Questi refrigeranti sono gli HFC ed il loro uso non sar pi permesso a partire dal 2020.

Normativa Europea

Regolamento Europeo 517/2014AnnoFrigoriferi e congelatori domestici contenenti HFC con GWP >1502015Frigoriferi e congelatori per uso commerciale (attrezzature ermeticamente sigillato) che contengono HFC con GWP> 25002020GWP >1502022Apparecchiature fisse di refrigerazione, che contengono , o il cui funzionamento dipende da, HFC con GWP > 2500 escluse le apparecchiature destinate ad un'applicazione progettata per raffreddare i prodotti a temperature inferiori a -50 C2020Sistemi Multipack di refrigerazione centralizzati per uso commerciale con una capacit nominale > 40 kW che contengono, o il cui funzionamento dipende da tali gas fluorurati ad effetto serra con potenziale di riscaldamento globale > 150, ad eccezione del circuito frigorifero primario di sistemi a cascata dove i gas fluorurati ad effetto serra con un GWP