Impianti Condizionamento e Refrigerazione

R32: Caratteristiche e limiti d’impiego

Il mercato dei climatizzatori residenziali e commerciali sta attraversando una fase di cambiamento legata alla scelta (obbligata) di abbandono dei consueti gas refrigeranti per passare a sostanze con un più basso GWP (Global Warming Potential).

La linea guida per la riduzione progressiva dei gas ad effetto serra, compresi gli F-Gas, è stata tracciata da una direttiva del Regolamento CE 517/2014): tutto ciò ha lo scopo di raggiungere entro il 2050 l’obiettivo prefissato di contenimento delle emissioni di gas ad effetto serra di circa l’80-95% rispetto ai livelli del 1990 e per limitare l’aumento della temperatura terrestre a 2 °C, azioni necessarie per prevenire gli effetti indesiderati sul clima globale.

R32 gas refrigeranteLa soluzione più efficace per raggiungere questi obbiettivi è quella di sostituire gradualmente i gas refrigeranti ad elevato effetto serra ad oggi impiegati nei vari settori con gas ad effetto serra più contenuto.

L’impatto sul riscaldamento globale dei gas nelle diverse applicazioni viene calcolato con riferimento al GWP e alla quantità di refrigerante contenuto nell’apparecchiatura o impianto, espresso in tonnellate di CO2 equivalenti.

Quindi introdurre gas refrigeranti con valori di GWP sempre più bassi è divenuta necessità dei produttori e degli addetti della filiera per poter mantenere le più ottimali quote di mercato.

I principali gas utilizzati nel settore della climatizzazione e della refrigerazione (R410A, R134a, R404A) hanno valori di GWP relativamente alti, per es. pari a 2088 nel caso di R410A, il quale, a parità di quantità, qualora fosse rilasciato in atmosfera, concorrerebbe in maniera superiore per il surriscaldamento globale rispetto all’R32 che ha un valore di GWP pari a 675, ovvero di 3 volte inferiore.

Per quanto sopra nel settore della climatizzazione è stato introdotto già da più di un anno il “nuovo refrigerante R32”. L’R32 come gas puro viene spesso considerato di nuova generazione, ma è già in uso da molti anni, infatti è uno dei componenti della miscela più utilizzata: l’R410A è composta per il 50% da gas R32 e per il 50% da gas R125.

L’R32, rispetto all’R410A, oltre che al più basso GWP, è caratterizzato da un potenziale di impoverimento dello strato di ozono (ODP) pari a 0. Per l’installazione, la manutenzione e la movimentazione di apparecchiature funzionanti con R32 si seguono le stesse procedure di installazione delle apparecchiature funzionanti con R410A, quindi è possibile utilizzare le tubazioni degli impianti già esistenti, incluse quelle dei vecchi modelli R22 e R407C.

GWP dei diversi gas

Le principali caratteristiche chimico-fisiche di R32 sono le seguenti:

Denominazione R32
Formula chimica CH2F2
Composizione Mono refrigerante
ODP 0
GWP 675
Pressione di saturazione (25° bar) 16,89
Punto di ebollizione (°C) -51,7
Infiammabilità Bassa infiammabilità (A2L)
Tossicità NO
Punto di autocombustione (°C) 648
LFL (Limite inferiore di Infiammabilità) [kg/m3] 0,307

La differenza più significativa con il gas R410A è relativa alla classe di infiammabilità. Lo standard internazionale ISO 817:2014 classifica i refrigeranti in base all’infiammabilità in 4 categorie:

  • Classe A1 – Nessuna propagazione di fiamma
  • Classe A2L – Bassa infiammabilità
  • Classe A2 – Infiammabile
  • Classe A3 – Alta infiammabilità

La classe di infiammabilità, ovviamente comporta una maggiore attenzione da parte dei produttori e una maggiore professionalità da parte degli Installatori, che devono utilizzare attrezzature che non generano scintille. Comunque l’R32 è un refrigerante che può essere utilizzato in modo sicuro: le scintille (prodotte da interruttori o relè) e l’elettricità statica non sono sufficienti per infiammarlo.

Per infiammarlo serve una fiamma con temperatura di 648 °C e inoltre se si spegne la fonte della fiamma si spegne tutto. La velocità di propagazione della fiamma è di 1,9 km/h, meno della metà della velocità di una persona che cammina (4km/h).

È possibile stoccare fino a 100 unità esterne degli split in qualsiasi ambiente senza il certificato di prevenzione incendi, per quantità superiori serve il certificato di prevenzione incendi (CPI/ SCIA).

Il trasporto dei climatizzatori o delle bombole contenenti gas R32 non è soggetto a particolari restrizioni nel caso di modiche quantità, diversamente è per trasporti di lungo raggio via gomma o via mare, che sono soggetti a regolamenti specifici di settore.

In ogni caso, anche se particolari problemi tecnici non ve ne sono, è necessario porre attenzione ad altri di natura “legislativa”. L’utilizzo di sostanze infiammabili all’interno degli edifici è regolato dalle normative tecniche di prevenzione incendi, le quali richiedono il rispetto di determinate condizioni relative alle quantità totali di materiali, prodotti infiammabili e persone presenti.

L’ubicazione dell’impianto, la destinazione d’uso della zona che si sta raffreddando, il tipo di sistema impiegato, sono alcune delle caratteristiche fondamentali da tenere in considerazione, anche per gli impianti per le applicazioni di raffreddamento/riscaldamento non destinate al comfort.

I sistemi con una carica di refrigerante inferiore a 150 gr. possono essere collocati ovunque, fatta eccezione degli ambienti considerati esplosivi, mentre per i sistemi che contengono quantità superiori bisogna effettuare una valutazione caso per caso.

Per le applicazioni la carica massima ammessa negli ambienti si calcola in funzione dell’LFL (limite inferiore di infiammabilità del refrigerante), della superficie e dell’altezza dell’unità interna con la seguente formula:

M = 2.5 x LFL1.25 x h x √A

Dove:

M = carica massima, Kg LFL = limite inferiore di infiammabilità, kg/m3
A = superficie, m2 H = altezza dell’unità interna, mt

(H = 0,6 mt se a pavimento, 1,0 mt se a finestra, 1.8 mt se a parete, 2.2 mt se a soffitto)

Per fare un esempio, per un vano di 16 m2 da climatizzare con apparecchiatura caricata a R32, la carica massima ammessa sarà: 2,5 x 0,3071,25 x 1,8 x 4 = 4,1 kg, se l’unità interna e a parete.

L’esempio di cui sopra conferma che un qualsiasi climatizzatore da 3,5 kW, caricato in genere con un contenuto di circa 0,8 kg di gas R32, risulta contenere una quantità di gas refrigerante abbondantemente inferiore alla quantità ammessa, e che quindi, anche nel caso di perdita totale in ambiente non causerà il raggiungimento del limite inferiore di infiammabilità nel locale considerato.

Da quanto sopra è evidente come, nel caso del R32, i limiti di carica sono facilmente gestibili, mentre sarà diversamente nel caso di impiego di altri refrigeranti con Classe A2 di infiammabilità, anch’essi già disponibili sul mercato, al momento impiegati per applicazioni diverse da quelle residenziali e similari.

In ogni caso, oltre alla regola su citata, gli Installatori devono porre attenzione ai requisiti richiesti dalla normativa di prevenzione incendi vigente in Italia che possono limitare sensibilmente in alcuni specifici casi, le applicazioni che prevedono l’utilizzo di gas refrigeranti infiammabili, come per:

  • Alberghi e Attività commerciali
  • Uffici con oltre 25 persone
  • Scuole e Ospedali (compresi anche gli ambulatori)

Certificato Prevenzione IncendiNegli edifici con destinazione d’uso di cui sopra, sia per gli impianti centralizzati che per quelli localizzati è consentito il condizionamento dell’aria a condizione che il fluido refrigerante non sia infiammabile.

Per le attività commerciali con superficie superiore a 400 m2 la limitazione è analoga, ma gli impianti localizzati di tipo UTA possono essere installati direttamente negli ambienti interni purché la potenza elettrica di ognuno non superi i 50 kW.

Anche nelle scuole, nei gruppi frigoriferi devono essere utilizzati fluidi frigorigeni non infiammabili e per gli impianti centralizzati con potenza > 75 kW i gruppi stessi devono essere inoltre installati in locali appositi, così come per le centrali di trattamento aria superiori a 50.000 mc/h.

Le limitazioni derivanti dall’impiego di refrigeranti infiammabili comunque complicano, nelle diverse applicazioni, il lavoro degli Installatori, che devono porre attenzione per non superare le quantità limite ammesse e per non ricadere nelle casistiche in cui è vietato l’uso di refrigeranti infiammabili.

Rimane ovviamente obbligatoria la Certificazione F-Gas in capo alle imprese che eseguono le installazioni o manutenzioni: anche se l’attrezzatura utilizzabile (tubazioni in rame, fruste, gruppo manometrico, ecc..) è in gran parte condivisibile con quella già impiegata per prodotti R410A, è sicuramente richiesta una maggiore professionalità da parte delle Persone fisiche addette.

Salvatore Puglia – Direttore di CON.SI