Fluido refrigerante per pompa di calore
Informazioni importanti
Nel 2020 sono state installate in Germania circa 120.000 pompe di calore, con un incremento del 40% rispetto all'anno precedente. Nel 2021, le vendite di pompe di calore sono aumentate ancora del 28%, con una tendenza al rialzo. La pompa di calore è apprezzata soprattutto perché è ecologica. Questo articolo spiega il ruolo del fluido refrigerante e quali sono le caratteristiche da tenere in considerazione al momento dell'acquisto.
La norma UNI EN 378-1 definisce il refrigerante un fluido utilizzato per la trasmissione del calore in un impianto frigorifero. In questo processo, il calore viene assorbito a bassa temperatura e bassa pressione e rilasciato a temperature e pressioni più elevate. Lo stato di aggregazione del refrigerante passa da liquido a gassoso e viceversa.
Nella lingua corrente, i termini refrigerante e liquido di raffreddamento sono spesso usati come sinonimi, ma da un punto di vista tecnico non è corretto. Una pompa di calore non funziona senza refrigerante e un semplice liquido di raffreddamento non è sufficiente per questo scopo.
Ecco le differenze:
- Un refrigerante rimuove il calore anche quando la temperatura ambiente è maggiore di quella dell'oggetto da raffreddare. È il caso, ad esempio, di un frigorifero.
- Un liquido di raffreddamento, invece, può asportare il calore da un oggetto solo quando la temperatura ambiente è più fredda. Ad esempio, il liquido di raffreddamento riscaldato dal motore di un'automobile cede il calore nell'ambiente circostante più freddo.
Per il raffreddamento attivo, in cui le temperature devono essere inferiori alla temperatura ambiente, è necessario un refrigerante come quello utilizzato nell'industria, nei frigoriferi, nei congelatori o nei climatizzatori delle automobili in cui la temperatura interna deve essere sempre più bassa di quella esterna.
La pompa di calore funziona allo stesso modo, ma con segno opposto. Il calore viene prelevato dall'ambiente e ceduto all'edificio (o al sistema di riscaldamento). A seconda del tipo di pompa di calore, il circuito del refrigerante può essere installato separatamente o integrato nell'apparecchio. Questo è il caso, ad esempio, della pompa di calore monoblocco aria/acqua WOLF CHA.
Proprietà dei refrigeranti
I refrigeranti possono avere proprietà diverse a seconda del campo di applicazione. Tuttavia, alcune caratteristiche sono identiche per tutti. In linea di massima, tutti i refrigeranti soddisfano i seguenti requisiti fisici:
Proprietà generali
Hanno un basso punto di ebollizione.
Hanno una struttura chimica estremamente stabile.
Liquefano a bassa pressione.
Hanno un elevato coefficiente di prestazione.
Hanno un volume di vapore ridotto.
Le differenze dipendono dal campo di applicazione e dal tipo di refrigerante:
- HFC - Idrofluorocarburi (senza cloro)
- HFC alogenati - Idrofluorocarburi alogenati (senza cloro)
- HFO - Idrofluoroolefine alogenate
- Refrigeranti naturali (ad esempio propano)
- CFC - Clorofluorocarburi (fuori legge)
- HCFC - Idroclorofluorocarburi alogenati (fuori legge)
Alcuni tipi di refrigeranti (come i ben noti CFC) ora sono vietati perché danneggiano lo strato di ozono dell'atmosfera quando si disperdono nell'ambiente.
Questi refrigeranti sono utilizzati nelle pompe di calore
Lo standard attuale è l'uso di idrocarburi fluorurati come gli HFC e gli HFC alogenati. Questi refrigeranti vengono utilizzati nella maggior parte delle pompe di calore, ma sono anche comunemente impiegati negli impianti di climatizzazione degli edifici e dei veicoli e sono noti con denominazioni come R134a.
In futuro, si auspica che la percentuale di refrigeranti naturali come il propano (R290), l'ammoniaca o la CO2 aumenti per ridurre il pericolo rappresentato dai refrigeranti fluorurati, potenzialmente dannosi per l'ambiente. L'R290, in particolare, è considerato un'alternativa sostenibile per i refrigeranti delle pompe di calore in quanto è compatibile con le alte temperature di mandata, ha un "Global Warming Potential" (GWP) molto basso ed è economico.
Il valore GWP esprime il potenziale di riscaldamento globale relativo dei refrigeranti rispetto alla CO2. Normalmente, un circuito frigorifero è ermetico e non è necessario aprirlo per tutta la durata media di un impianto di riscaldamento. Tuttavia, se refrigeranti come gli HFC o gli HFC alogenati vengono rilasciati nell'ambiente a causa di perdite o durante lo smaltimento di vecchi impianti, sono migliaia di volte più pericolosi per il clima della CO2. Per questo motivo è importante prestare attenzione anche al valore GWP.
Tuttavia, a seconda del campo di applicazione, è necessario considerare anche gli aspetti tecnici. Per questo motivo talvolta passando ad alternative naturali si creano problemi, ad esempio se il refrigerante deve essere non infiammabile. Il regolamento sui gas fluorurati costituisce la base giuridica per la gestione dei refrigeranti nelle pompe di calore e in altri impianti. Il regolamento prevede i seguenti aspetti:
- Riduzione al 20% (entro il 2030) dei volumi delle vendite di idrocarburi parzialmente fluorurati (HFC) rispetto al quantitativo definito nel 2015
- Divieto di utilizzo se è tecnicamente possibile scegliere alternative più rispettose del clima
- Norme esaustive sulle prove di tenuta dei circuiti frigoriferi, sulla marcatura e sullo smaltimento dei refrigeranti
La manutenzione e l'ispezione dell'impianto di riscaldamento sono interventi necessari per garantirne il corretto funzionamento. Tuttavia, la legge prescrive di sottoporre le pompe di calore a una prova di tenuta annuale secondo il regolamento sui gas fluorurati solo per gli impianti che contengono più di 5 tonnellate di CO2 equivalente di gas serra come refrigeranti. Negli impianti ermetici, il limite è addirittura di 10 tonnellate.
Normalmente nelle abitazioni unifamiliari questo limite non viene raggiunto. Di conseguenza, non è prescritta alcuna manutenzione. Se si utilizza una pompa di calore monoblocco come la WOLF CHA, l'intero circuito frigorifero è integrato nell'apparecchio. Tuttavia, si raccomanda di sottoporre l’intero impianto di riscaldamento a un controllo professionale a intervalli regolari, soprattutto perché i costi sono contenuti.
Il principio di funzionamento di una pompa di calore richiede un refrigerante adeguato. Oltre all'idoneità tecnica, tuttavia, si deve tenere conto anche della pericolosità dei gas per l'ambiente. Poiché la percentuale di idrofluorocarburi nei refrigeranti delle pompe di calore dovrà essere ridotta di un quinto entro il 2030, chi ne possiede una dovrebbe iniziare a cercare alternative sostenibili.
Le soluzioni come la WOLF CHA monoblocco offrono già un'efficiente pompa di calore con refrigerante ecologico, che inoltre richiede una manutenzione minima e funziona in modo efficiente. Tuttavia, prima di prendere una decisione, è sempre opportuno richiedere una consulenza personalizzata.
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