TORNA ALLA PAGINA INIZIALE DEL CENTRO STUDI GALILEO PER ULTERIORI INFORMAZIONI

Guida all’impiego dei gas refrigeranti

Marino Bassi

Guida all’impiego del gas refrigerante R 134a

Il gas refrigerante R 134a (1,1,1,2, - tetrafluoroetano) viene normalmente utilizzato, in sostituzione del refrigerante R 12, su applicazioni in bassa, media ed alta temperatura di evaporazione.

Tabella 1 Caratteristiche fisiche del gas R 134a:

Peso molecolare 102 (Rif.: R 12 = 120,9)

Temperatura critica 101,2 C (Rif.: R 12 = 111,8 C)

Pressione critica 40,6 bar (Rif.: R 12 = 41,8 bar)

Punto di ebollizione -26 C (Rif.: R 12 = -29,8 C)

Tabella 2 Caratteristiche ecologiche del gas R 134a:

ODP (Ozone Depletion Potential) Zero (Rif.: R 12 = 1)

GWP (Global Warming Potential) 1200 (100 anni) (Rif.: R 12 = 7300)

Compatibilita' dei componenti del sistema.

Tutti gli elementi componenti il sistema frigorifero devono essere compatibili per l’impiego con il gas refrigerante e l’olio poliestere contenuto nel compressore. Non e' ammessa la presenza di sostanze contenenti cloro, oli minerali, cere paraffiniche e siliconi.

Tutte le apparecchiature impiegate nel processo produttivo del sistema frigorifero che necessitano di lubrificazione e che possono andare a contatto con le parti componenti il circuito frigorifero, devono essere lubrificate esclusivamente con oli di tipo poliestere (viscosita' suggerita 18 - 20 cSt @ 40 C). Per l’elevata criticita' del refrigerante R 134a deve essere dedicata particolare cura alla pulizia interna dei componenti del sistema evitando l’entrata di sostanze contaminanti (sostanze non ammesse sopracitate, ecc.) e residui solidi di ogni natura (polveri, particelle metalliche e non, ecc.). Si raccomanda di considerare come massimo contenuto di sostanze contaminanti il 50% di quanto prescritto dalla normativa DIN 8964 (1) .

Capillare:generalmente nel caso di trasformazione da R 12 a R 134a, come prima selezione puo' essere utilizzato lo stesso capillare.

Si raccomanda di non utilizzare capillari di diametro interno inferiore a 0,6 mm.

In ogni caso il dimensionamento ottimale del capillare viene definito solo dopo appropriate prove di Laboratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro della macchina frigorifera ed evitare il ritorno di gas liquido al compressore.

Valvola: deve essere scelta in base alla temperatura di lavoro ed alla pressione caratteristiche del refrigerante R 134a.

Condensatore ed evaporatore.

Nel caso di trasformazione da R 12 a R 134a generalmente puo' essere utilizzato lo stesso condensatore e lo stesso evaporatore.

(1) contenuto di residui solubili (grassi e oli) + solidi <100 mg per m 2 di superficie interna del sistema, di questi max 40 mg/m 2 possono essere solubili e max 60mg/m 2 insolubili (per la definizione di residui solidi/solubili ed ulteriori dettagli si prega di fare riferimento alla norma).

Si raccomanda l’impiego di un filtro essiccatore tipo XH7 compatibile con il refrigerante R 134a e l’olio poliestere del compressore.

Dimensione del poro del setaccio molecolare < 3 Angstrom.

Si suggerisce di aumentare il peso del setaccio molecolare del 15-20%, rispetto a quello impie-gato con il refrigerante R 12.

Consultare sempre il fabbricante per la scelta corretta del filtro essiccatore.

Vuoto / Apparecchiatura di carica.

Generalmente il grado di vuoto effettuato su un sistema che impiega il refrigerante R 134a e' lo stesso effettuato per il refrigerante R 12.

 E' buona pratica effettuare l’operazione di vuoto da entrambi i lati alta e bassa pressione ed il valore suggerito da raggiungere e' di 0,14 mbar (100 Hg) con un valore degli incondensabili <0,3% in volume.

Impiegare apparecchiature di carica di gas idonee al refrigerante R 134a e, se possibile, esclusi-vamente dedicate ad esso.

Carica del gas refrigerante.

Generalmente la quantita' di refrigerante R 134a da introdurre nel sistema puo' essere ridotta tra il 5% ed il 20% rispetto alla quantita' del refrigerante R 12.

In ogni caso la quantita' ottimale di gas deve essere definita solo dopo appropriate prove di La-boratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro ed evitare il ritorno di gas allo stato liquido al compressore.

Il refrigerante R 134a non deve essere contaminato, anche se in piccola parte, da refrigeranti a base di cloro.

umidita' .

Per evitare problemi che possono ridurre la durata di vita della macchina frigorifera, utilizzare componenti internamente essiccati e protetti dall’entrata di umidita' fino al loro impiego in pro-duzione.

Si raccomanda di non lasciare compressore e componenti aperti (senza tappi o cappucci di pro-tezione) per un tempo superiore a 15 min’.

Nel casi di dubbio sulla presenza di umidita' interna provvedere all’essiccazione dei compo-nenti insufflando al loro interno e per il tempo sufficiente, azoto o aria secca con punto di ru-giada < –40 C.

Si raccomanda di mantenere il contenuto di umidita' nel sistema entro il 50% di quanto prescritto dalla normativa DIN 8964.

Il grado di umidita' presente nel circuito di un sistema al termine del ciclo di fabbricazione deve essere < 40 p.p.m. e deve assestarsi dopo funzionamento con un idoneo filtro essiccatore ad un valore < 20 p.p.m.

Controllo perdite.

Si raccomanda la massima cura nell’effettuare correttamente le saldature dei componenti del si-stema per evitare la possibilita' di perdite, favorite dalla ridotta dimensione molecolare del refri-gerante R 134a.

Per garantire la massima efficacia del controllo delle perdite si consiglia l’utilizzo di una appa-recchiatura idonea per il refrigerante R 134a o in alternativa di una apparecchiatura piu' versatile impiegante gas Elio.

Tempo per l’equalizzazione delle pressioni di aspirazione e scarico.

L'utilizzo del refrigerante R 134a determina tempi piu' lunghi nell'equalizzazione delle pressioni di aspirazione e di scarico rispetto al refrigerante R 12, pertanto il riavviamento del compressore dovra'  adeguarsi a questa condizione.

Pressostato di controllo.

A protezione del sistema, un eventuale pressostato per il controllo della massima pressione dei gas di scarico dovra'  essere tarato in accordo ai valori limite di pressione.

Informazioni generali.

Il gas refrigerante R 404A viene normalmente utilizzato, in sostituzione dei seguenti refrigeranti:

• R 22, per applicazioni in medie/alte temperature

• R 502, per applicazioni in basse temperature

Tabella 1 Caratteristiche fisiche del gas R 404A:

R 125 (pentafluoroetano) R 143a (111-trifluoroetano) R 134a (1112 tetrafluoroetano)

Temperatura punto di ebollizione –49 C (Rif.: R 12 = –29,8 C)

Glide delta Temperature evaporazione dei gas componenti la miscela) = < 0,5 C

Tabella 2 Caratteristiche ecologiche del gas R 404A:

ODP (Ozone Depletion Potential) Zero (Rif.: R 22 = 0,05)

GWP (Global Warming Potential) (100 anni) (Rif.: R 22 = 4300;

R 502=5273)

Compatibilita' dei componenti del sistema.

Tutti gli elementi componenti il sistema frigorifero devono essere compatibili per l’impiego con il gas refrigerante e l’olio poliestere contenuto nel compressore.

Non e' ammessa la presenza di sostanze contenenti cloro, oli minerali, cere paraffiniche e siliconi..

Tutte le apparecchiature impiegate nel processo produttivo del sistema frigorifero che necessi-tano di lubrificazione e che possono andare a contatto con le parti componenti il circuito frigo-rifero, devono essere lubrificate esclusivamente con oli di tipo poliestere (viscosita' suggerita 18 - 20 cSt @ 40 C).

Per l’elevata criticita' del refrigerante R 404A deve essere dedicata particolare cura alla pulizia interna dei componenti del sistema evitando l’entrata di sostanze contaminanti (sostanze non ammesse sopracitate, ecc.) e residui solidi di ogni natura (polveri, particelle metalliche e non, ecc.).

Si raccomanda di considerare come massimo contenuto di sostanze contaminanti il 50% di quanto prescritto dalla normativa DIN 8964 (1) .

Capillare: generalmente nel caso di trasformazione da R 502/R 22 a R 404A, come prima selezione puo' essere utilizzato lo stesso capillare.

In ogni caso il dimensionamento ottimale del capillare viene definito solo dopo appropriate prove di Laboratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro ed evitare il ritorno di gas allo stato liquido al compressore.

(1) contenuto di residui solubili (grassi e oli) + solidi <100 mg per m 2 di superficie interna del sistema, di questi max 40 mg/m 2 possono essere solubili e max 60mg/m 2 insolubili (per la definizione di residui solidi/solubili ed ulteriori dettagli si prega di fare riferimento alla norma).

Valvola: deve essere scelta in base alla temperatura di lavoro ed alla pressione caratteristiche del refrigerante R 404A.

Condensatore ed evaporatore.

Le maggiori pressioni di lavoro e temperature del refrigerante R 404A richiedono un maggiore dimensionamento del condensatore rispetto a quello impiegato per il refrigerante R 502/R 22.

Filtro essiccatore (Dryer).

Si raccomanda l’impiego di un filtro essiccatore tipo XH9 compatibile con il refrigerante R 404A e l’olio poliestere del compressore.

Dimensione del poro del setaccio molecolare < 3 Angstrom.

Si suggerisce di aumentare il peso del setaccio molecolare del 15-20%, rispetto a quello impie-gato con il refrigerante R 502/R 22.

Consultare sempre il fabbricante per la scelta corretta del filtro essiccatore.

Vuoto / Apparecchiatura di carica.

E' buona pratica effettuare l’operazione di vuoto da entrambi i lati alta e bassa pressione ed il valore suggerito da raggiungere e' di 0,14 mbar (100 Hg) con un valore degli incondensabili < 0,3% in volume.

Impiegare apparecchiature di carica di gas idonee al refrigerante e, se possibile, esclusivamente dedicate ad esso.

Carica del gas refrigerante.

Come base di partenza la quantita' di refrigerante R 404A puo' essere ridotta all’80 – 90% rispetto alla quantita' di gas refrigerante R 502/R 22.

In ogni caso la quantita' ottimale di gas deve essere accuratamente definita (riducendola al minimo indispensabile) solo dopo appropriate prove di Laboratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro ed evitare il ritorno di gas allo stato liquido al compressore in funzionamento e la migrazione di tale gas durante le fasi di stop.

Quando necessario impiegare una resistenza riscaldante posizionata intorno all’involucro del compressore per riscaldare l’olio e facilitare l’evaporazione del gas allo stato liquido.

Il refrigerante R 404A non deve essere contaminato, anche se in piccola parte, da refrigeranti a base di cloro.

Il refrigerante R 404A, in quanto miscela azeotropica, richiede di essere caricato nel sistema unicamente in fase liquida, per garantire la costante corretta percentuale dei tre gas che lo compongono.

Umidita'.

Per evitare problemi che possono ridurre la durata di vita della macchina frigorifera, utilizzare componenti internamente essiccati e protetti dall’entrata di umidita' fino al loro impiego in produzione.

Si raccomanda di non lasciare compressore e componenti aperti (senza tappi o cappucci di protezione) per un tempo superiore a 15 min.

Nel casi di dubbio sulla presenza di umidita' interna provvedere all’essiccazione dei compo-nenti insufflando al loro interno e per il tempo sufficiente, azoto o aria secca con punto di ru-giada < –40 C.

Si raccomanda di mantenere il contenuto di umidita' nel sistema entro il 50% di quanto pre-scritto dalla normativa DIN 8964. (1)

Il grado di umidita' presente nel circuito di un sistema al termine del ciclo di fabbricazione deve essere < 40 p.p.m. e deve assestarsi dopo funzionamento con un idoneo filtro essiccatore ad un valore < 20 p.p.m.

Controllo perdite.

Si raccomanda la massima cura nell’effettuare correttamente le saldature dei componenti del si-stema per evitare la possibilita' di perdite, favorite dalla ridotta dimensione molecolare del refri-gerante R 404A.

Si raccomanda la massima cura nell’effettuare correttamente le saldature dei componenti del si-stema per evitare la possibilita' di perdite.

Per garantire la massima efficacia del controllo delle perdite si consiglia l’utilizzo di una appa-recchiatura specifica prevista per il refrigerante R 404A o in alternativa una apparecchiatura piu' versatile impiegante gas Elio.

Pressostato di controllo.

A protezione del sistema, un eventuale pressostato per il controllo della massima pressione dei

gas di scarico dovra'  essere tarato in accordo ai valori limite di pressione.

(1) contenuto di residui solubili (grassi e oli) + solidi <100 mg per m 2 di superficie interna del sistema, di questi max 40 mg/m 2 possono essere solubili e max 60mg/m 2 insolubili (per la definizione di residui solidi/solubili ed ulteriori dettagli si prega di fare riferimento alla norma).

Informazioni generali.

Il gas refrigerante R 407C viene normalmente utilizzato, in sostituzione del refrigerante R 22, su applicazioni per il condizionamento dell’aria.R 22, per applicazioni in medie/alte temperature

Tabella 1 Caratteristiche fisiche del gas R 407C:

Miscela zeotropica composta da tre gas di tipo HFC:

R 134a (1112 tetrafluoroetano) R 125 (pentafluoroetano) R 32 (difluorometano)

52% 25% 23%

Glide (temperature evaporazione dei gas componenti la miscela) = 7,1 C

Tabella 2 Caratteristiche ecologiche del gas R 407C:

ODP (Ozone Depletion Potential) Zero (Rif.: R 22 = 0,05)

GWP (Global Warming Potential) 3330 (20 anni) (Rif.: R 22 = 4300)

Compatibilita' dei componenti del sistema.

Tutti gli elementi componenti il sistema frigorifero devono essere compatibili per l’impiego con il gas refrigerante e l’olio poliestere contenuto nel compressore.

Non e' ammessa la presenza di sostanze contenenti cloro, oli minerali, cere paraffiniche e sili-coni.

Tutte le apparecchiature impiegate nel processo produttivo del sistema frigorifero che necessi-tano di lubrificazione e che possono andare a contatto con le parti componenti il circuito frigo-rifero, devono essere lubrificate esclusivamente con oli di tipo poliestere (viscosita' suggerita 18 - 20 gradi C).

Assicurarsi che il materiale delle guarnizioni di tenuta impiegate sulla macchina frigorifera e sulle apparecchiature di produzione e di controllo sia compatibile con il refrigerante R 407C; in caso contrario possono danneggiarsi e causare perdite.

Deve essere dedicata particolare cura alla pulizia interna dei componenti del sistema evitando l’entrata di sostanze contaminanti (sostanze non ammesse sopracitate, ecc.) e residui solidi di ogni natura (polveri, particelle metalliche e non, ecc.).

Si raccomanda di considerare come massimo contenuto di sostanze contaminanti il 50% di quanto prescritto dalla normativa DIN 8964. (1)

Dispositivi di espansione.

Generalmente nel caso di trasformazione da R 22 a R 407C, come prima selezione puo' essere utilizzato lo stesso capillare.

In ogni caso il dimensionamento ottimale del capillare viene definito solo dopo appropriate prove di Laboratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro. 

(1) contenuto di residui solubili (grassi e oli) + solidi <100 mg per m 2 di superficie interna del sistema, di questi max 40 mg/m 2 possono essere solubili e max 60mg/m 2 insolubili (per la definizione di residui solidi/solubili ed ulteriori dettagli si prega di fare riferimento alla norma).

Condensatore ed evaporatore.

Generalmente evaporatore e condensatore possono essere gli stessi usati per il gas R 22. La maggiore pressione di lavoro del refrigerante R 407C puo' per richiedere un leggero incremento del condensatore dove questo sia dimensionato giusto per il gas R 22.

Filtro essiccatore (Dryer).

Si raccomanda l’impiego di un filtro essiccatore tipo XH7 compatibile con il refrigerante R 407C e l’olio poliestere del compressore.

Dimensione del poro del setaccio molecolare < 3 Angstrom.

Si suggerisce di aumentare il peso del setaccio molecolare del 15-20%, rispetto a quello impie-gato con il refrigerante R 502.

Consultare sempre il fabbricante per la scelta corretta del filtro essiccatore.

Vuoto / Apparecchiatura di carica.

E' buona pratica effettuare l’operazione di vuoto da entrambi i lati alta e bassa pressione ed il valore suggerito da raggiungere e' di 0,14 mbar (100 Hg) con un valore degli incondensabili < 0,3% in volume.

Impiegare apparecchiature di carica di gas idonee al refrigerante R 407C e, se possibile, esclusivamente dedicate ad esso.

Carica del gas refrigerante.

Come base di partenza la quantita' di refrigerante R 407C deve essere aumentata del 5% in peso rispetto alla quantita' di gas refrigerante R 22.

In ogni caso la quantita' ottimale di gas deve essere accuratamente definita (riducendola al mini-mo indispensabile) solo dopo appropriate prove di Laboratorio effettuate sul sistema, in modo da ottenere le migliori condizioni di lavoro ed evitare il ritorno di gas allo stato liquido al compressore in funzionamento e la migrazione di tale gas durante le fasi di stop.

Quando necessario impiegare una resistenza riscaldante posizionata intorno all’involucro del compressore per riscaldare l’olio e facilitare l’evaporazione del gas allo stato liquido.

Il refrigerante R 407C non deve essere contaminato, anche se in piccola parte, da refrigeranti a base di cloro.

Il refrigerante R 407C, in quanto miscela zeotropica, richiede di essere caricato unicamente in fase liquida, per garantire la costante corretta percentuale dei tre gas che lo compongono.

Umidita'.

Per evitare problemi che possono ridurre la durata di vita della macchina frigorifera, utilizzare componenti internamente essiccati e protetti dall’entrata di umidita' fino al loro impiego in pro-duzione.

Si raccomanda di non lasciare compressore e componenti aperti (senza tappi o cappucci di protezione) per un tempo superiore a 15 min.

Nel casi di dubbio sulla presenza di umidita' interna provvedere all’essiccazione dei compo-nenti insufflando al loro interno e per il tempo sufficiente, azoto o aria secca con punto di ru-giada < –40 C.

Si raccomanda di mantenere il contenuto di umidita' nel sistema entro il 50% di quanto prescritto dalla normativa DIN 8964 (1) .

Il grado di umidita' presente nel circuito di un sistema al termine del ciclo di fabbricazione deve essere < 40 p.p.m. e deve assestarsi dopo funzionamento con un idoneo filtro essiccatore ad un valore < 20 p.p.m.

(1) contenuto di residui solubili (grassi e oli) + solidi <100 mg per m 2 di superficie interna del sistema, di questi max 40 mg/m 2 possono essere solubili e max 60mg/m 2 insolubili (per la definizione di residui solidi/solubili ed ulteriori dettagli si prega di fare riferimento alla norma).

Controllo perdite.

Si raccomanda la massima cura nell’effettuare correttamente le saldature dei componenti del si-stema per evitare la possibilita' di perdite, favorite dalla ridotta dimensione molecolare dei gas componenti la miscela del refrigerante R 407C.

Per garantire la massima efficacia del controllo delle perdite si consiglia l’utilizzo di una appa-recchiatura idonea per i refrigeranti R 407C – R 134a, oppure in alternativa di una apparecchia-tura piu' versatile impiegante gas Elio.

Pressostato di controllo.

A protezione del sistema, un eventuale pressostato per il controllo della massima pressione dei gas di scarico dovra'  essere tarato in accordo ai valori limite di pressione.