Quali refrigeranti sono disponibili per le pompe di calore?

I refrigeranti svolgono un ruolo centrale nel funzionamento delle pompe di calore. Sono responsabili del trasferimento di calore e quindi dell'efficienza del sistema. Con l'aumento dei requisiti ambientali e legali, la scelta del refrigerante giusto sta diventando sempre più importante. In questo articolo, puoi scoprire quali sono le opzioni disponibili, quali sono i loro vantaggi e svantaggi e come si prospetta il futuro dei refrigeranti.

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Cosa sono i refrigeranti nelle pompe di calore?

refrigeranti sono fluidi speciali che trasferiscono il calore nelle pompe di calore e quindi consentono il processo di riscaldamento o raffreddamento. Assorbono il calore a bassa temperatura e lo rilasciano nuovamente a una temperatura più elevata, creando un ciclo termodinamico.

In una pompa di calore, il refrigerante attraversa quattro fasi.

1. Innanzitutto, evapora evaporatoreassorbendo calore dall'aria ambiente, dal suolo o dall'acqua.
2. Viene quindi utilizzato in compressore comprime, aumentando la pressione e la temperatura.
3. Successivamente, il refrigerante viene rilasciato condensatore Il calore assorbito viene trasferito all'impianto di riscaldamento e si liquefa nuovamente.
4. Nell'ultima fase, il refrigerante è valvola di espansione si rilassa, facendo scendere la pressione e la temperatura. Il ciclo ricomincia quindi da capo.

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Questa funzione rende il refrigerante una parte indispensabile di ogni pompa di calore. Determina in modo decisivo l'efficienza e la compatibilità ambientale dell'impianto. La scelta del refrigerante giusto influisce quindi non solo sulle prestazioni ma anche sulla sostenibilità della pompa di calore.

Quali refrigeranti vengono utilizzati nelle pompe di calore?

Nelle pompe di calore vengono utilizzati refrigeranti sia naturali che sintetici. Questi refrigeranti variano in termini di compatibilità ambientale, efficienza e gestione.

Refrigeranti naturali sono particolarmente rispettose dell'ambiente in quanto hanno un basso potenziale di riscaldamento globale (GWP). Utilizzati più comunemente nelle pompe di calore CO2 (R744), propano (R290) e ammoniaca (R717) usato.

refrigeranti sintetici sono prodotti industrialmente e offrono una vasta gamma di usi. Gli esempi includono STRADA R32 e idrofluoroolefine (HFO) come R1234ze.

Di seguito è riportata una panoramica dei refrigeranti utilizzati nelle pompe di calore:

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Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei refrigeranti naturali e sintetici?

Refrigeranti naturali come CO2, propano e ammoniaca sono rispettosi dell'ambiente in quanto hanno un potenziale di riscaldamento globale (GWP) molto basso o nullo. Sono considerati a prova di futuro grazie alla loro facilità di regolazione. Offrono inoltre un'elevata efficienza energetica e sono spesso convenienti. Gli svantaggi includono una maggiore infiammabilità (ad esempio propano) o tossicità (ad esempio ammoniaca), che richiede misure di sicurezza. Richiedono inoltre aggiustamenti tecnici speciali, come la resistenza alle alte pressioni con CO2, che possono aumentare i costi del sistema.

refrigeranti sintetici come l'R32 o gli HFO offrono versatilità ed elevati standard di sicurezza, poiché di solito non sono tossici o sono solo difficili da bruciare. Sono integrati in molti sistemi esistenti e dispongono di un'infrastruttura collaudata. Gli svantaggi, tuttavia, includono il loro potenziale di riscaldamento globale, spesso elevato, che li vieterà parzialmente a partire dal 2025. Le alternative come gli HFO possono essere più rispettose dell'ambiente, ma sono più costose e meno comuni.

Ecco una panoramica dei vantaggi e degli svantaggi dei rispettivi refrigeranti per pompe di calore:

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Quali requisiti legali si applicano a partire dal 2025?

Dal 2025, nessuna nuova pompa di calore e nuovi sistemi di condizionamento dell'aria potrà Refrigeranti con potenziale di riscaldamento globale (GWP) usato da oltre 750 altri. Questo regolamento fa parte del regolamento UE sui gas fluorurati, che promuove la protezione del clima e ha lo scopo di promuovere l'uso di alternative più rispettose dell'ambiente.

I refrigeranti sintetici come l'R410A, che sono stati utilizzati frequentemente finora, sono particolarmente colpiti. I refrigeranti naturali come CO2 (R744) e propano (R290) e le alternative sintetiche a basso GWP, come i refrigeranti R32 o HFO (ad esempio R1234ze), rimangono consentiti.

I gestori degli impianti sono inoltre tenuti a eseguire test di tenuta sui sistemi esistenti e a smaltire i refrigeranti in modo rispettoso dell'ambiente.

Come faccio a scegliere il refrigerante giusto per una pompa di calore?

Il refrigerante giusto per una pompa di calore viene selezionato in base a criteri di compatibilità ambientale, efficienza e sicurezza. Questi fattori influenzano non solo le prestazioni dell'impianto, ma anche la sua sostenibilità e la conformità ai requisiti legali.

• sostenibilità ambientale è fondamentale, poiché i refrigeranti con un GWP elevato non saranno più ammessi nei nuovi sistemi a partire dal 2025. I refrigeranti naturali come CO2 (R744) o propano (R290) sono alternative a prova di futuro.
• efficienza svolge anche un ruolo, poiché refrigeranti come il propano o l'R32 consentono un funzionamento efficiente dal punto di vista energetico grazie alle loro proprietà termodinamiche.
• Aspetti relativi alla sicurezza Nella scelta devono essere considerati anche l'infiammabilità o la tossicità, poiché influiscono sui costi di installazione e sulla sicurezza operativa.

La scelta dipende in ultima analisi dall'uso previsto: ad esempio, i refrigeranti naturali sono adatti per famiglie attente all'ambiente, mentre le alternative sintetiche sono spesso più praticabili nei sistemi esistenti.

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Sostenibilità e tendenze future nei refrigeranti

Lo sviluppo dei refrigeranti mostra una chiara tendenza ad abbandonare gli HFC ad alto GWP verso alternative naturali come CO₂ e propano e HFO sintetici. I requisiti statutari, come il piano di eliminazione graduale del regolamento UE sui gas fluorurati, stanno gradualmente riducendo la quantità consentita di refrigeranti ad alto GWP entro il 2030. Il grafico mostra come l'uso di tali refrigeranti stia diminuendo dal 93% (2015) ad appena il 21% (2030).

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La ricerca e l'innovazione si concentrano sullo sviluppo di refrigeranti naturali e sul loro utilizzo in sistemi più efficienti. Le tecnologie future come il raffreddamento magnetico o i processi termoelettrici potrebbero integrare o sostituire i refrigeranti a lungo termine. Ciò supporta gli obiettivi di neutralità climatica e rende le pompe di calore più sostenibili.

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Fonte immagine: Agenzia federale dell'ambiente