A2C - Salerno

Con le limitazioni imposte sui gas refrigeranti dal Regolamento UE n.517/14, ormai è certo che la maggior parte degli impianti frigoriferi dei prossimi 15 anni utilizzeranno circuiti con anidride carbonica (CO₂) supercritica. La CO₂ (refrigerante: R744) è un fluido frigorifero ecologico, non infiammabile, non esplosivo e non pericoloso.

Dal 01/01/2010, il Regolamento Europeo 2037/2000, integrato dal Regolamento Europeo 1005/2009, ha vietato la vendita e l'uso dei refrigeranti HCFC. Con il Regolamento F.GAS (UE) n°517/2014, l'Unione Europea pone ulteriori restrizioni all'uso degli HFC, prevede il divieto d'uso di alcuni F-gas nelle nuove apparecchiature ed impone che entro il 2030 il consumo degli HFC debba diminuire del 79% rispetto al 2010.

Per comprendere i benefici ambientali di adottare la CO₂ come fluido frigorifero è interessante osservare le sue interazioni con l'ozono attraverso il coefficiente ODP. Nel 1983 per valutare il degrado della fascia di ozono che un fluido può causare è stato introdotto il ODP (Ozone Depletion Potential) potenziale di eliminazione dell'ozono. Si riportano i valori di ODP di comuni fluidi frigoriferi:

• Bromofluorocarburi - Halon (BFC) = 13
• Clorofluorocarburi (CFC) = 1
• CO₂ = 0

La CO₂ ha una temperatura critica di 30,98°C ed un circuito che funziona al di sopra di tale temperatura è detto "supercritico". Esiste anche la possibilità di utilizzare la CO₂ subcritica in cascata di altri fluidi refrigeranti.

Uno dei pochi svantaggi degli impianti frigoriferi a CO₂ supercritica è l'elevata pressione di esercizio (circa 80 bar) e la necessità di utilizzo di tubazioni in acciaio al carbonio. Infatti a tali pressioni il rame o i materiali plastici non riuscirebbero a garantire una adeguata capacità contenitiva.
Ciò, tra l'altro, comporterà nel medio termine una crescita dell'industria delle tubazioni e componentistica in acciaio.

In particolare, le pressioni di servizio di ogni componente dell'impianto devono resistere non solo al normale utilizzo, ma anche alle condizioni di un arresto improvviso, con conseguente alta pressione, legata alla temperatura ambiente. Ad esempio con una temperatura ambiente di 32°C la pressione all'interno di un sistema frigorifero in arresto sarebbe superiore a 74 bar.

Il costo iniziale di un impianto a CO₂, attualmente, viene ad essere equivalente rispetto a quello di un impianto tradizionale. Un costo aggiuntivo proviene dalla necessità di apparecchiature ad alta pressione (compressori, tubazioni, scambiatori, controlli). Mentre invece si constata una riduzione del 79% del rame, con conseguente grande risparmio in tubazioni; ed inoltre, risulta irrisorio il costo della CO₂ rispetto ai fluidi frigorigeni che sostituisce.
I costi di mautenzione risultano più modesti dei sistemi tradizionali poichè la gestione dei fluidi e le eventuali perdite diventano economicamente poco significative.