CHE FARE DEGLI IMPIANTI ESISTENTI AD R-22?
J. P. Garcia Espinosa -
DuPont
Fluorochemicals
E. Campagna - Rivoira
1.
Introduzione.
Come
conseguenza della Legislazione Europea, stiamo affrontando ora un grande
cambiamento nella nostra industria (Refrigerazione e Condizionamento dell’aria).
I refrigeranti
HCFC devono essere sostituiti in sistemi che stanno
ancora funzionando con tali gas.
La
situazione attuale è che questi prodotti sono ancora molto diffusi nella nostra
industria e questa sostituzione potrebbe essere un grande problema per gran
parte degli impianti esistenti. In Europa ci sono infatti migliaia di sistemi ad
R-22, che dovrebbero essere convertiti in cinque anni, poiché dopo il 1° Gennaio
2015, tutto l’R-22 (incluso il “rigenerato”) sarà vietato negli impianti.
Questa
è una quantità enorme ed un grande lavoro è dovrà pertanto essere svolto in un
breve periodo di tempo.
E’ quindi necessario procedere in fretta, se si
vuole arrivare in tempo.
Questa presentazione vuole offrire al mercato le soluzioni esistenti per la
sostituzione
degli HCFC nei vecchi sistemi. Non è quindi contemplato
l’uso di tali soluzioni nei nuovi sistemi.
Saranno esaminate le possibili soluzioni,
approfondendo, con maggiori dettagli, i prodotti che rappresentano le migliori
soluzioni, tecniche ed economiche, per la sostituzione degli HCFC nei sistemi
esistenti: Isceon 9 Series.
2.
Origine: Legislazione
Tutto
cominciò nel 1987, con il Protocollo di Montreal, che fu siglato dai paesi più
importanti e sviluppati del mondo, incluse le nazioni della Comunità Europea.
Questo Protocollo aveva come finalità la protezione
della fascia di ozono.
In relazione alla nostra industria (Refrigerazione e condizionamento) il
Protocollo si indirizzava direttamente all’abbandono dell’uso dei prodotti
clorurati nei nostri sistemi, cioè
CFC ed HCFC.
Fu
pertanto stabilito un calendario per la cessazione dell’uso di tali prodotti nei
nuovi sistemi e quindi la sostituzione degli stessi prodotti nei vecchi
impianti.
Successivamente,
CFC:
inizio “Phase out” nel 1994.
HCFC: inizio “Phase out” nel 2000.
Ora quindi parleremo solo degli HCFC, poiché i CFC in Europa
sono già stati sostituiti.
Facendo riferimento al Regolamento Europeo 2037/2000,
riguardante le sostanze che danneggiano lo strato di ozono, abbiamo le seguenti
date:
2000: HCFC divieto nei nuovi sistemi di
refrigerazione
2004: HCFC divieto in tutti I nuovi impianti
2010:
Divieto uso HCFC vergini (es.
R-22).
2015: Divieto uso di tutti gli HCFC.
Poiché siamo già a metà del 2009, mancano solo 6 mesi alla fine dell’anno, per
usare ancora HCFC vergine negli impianti esistenti. Successivamente, dal 1°
Gennaio 2010, fino al 31 Dicembre
2014, potremo usare solo prodotto riciclato.
Ciò potrebbe rappresentare un grande problema in Europa, dove un gran numero di
sistemi funzionano ancora ad R22 e con una percentuale di recupero molto bassa.
La “banca” stimata di R-22 (cioè la quantità di R-22 ancora presente nei
sistemi) è circa 130.000
tonn., quindi migliaia di impianti stanno ancora funzionando con R-22. Il tasso
di recupero stimato in Europa è inferiore al 5% (in diversi paesi non raggiunge
l’1%). Con
questi dati noi possiamo prevedere che la disponibilità di R-22 riciclato
potrebbe essere molto limitata in Europa e quindi il prezzo del refrigerante
rigenerato potrebbe diventare molto più elevato di quanto ci si potrebbe
aspettare. Inoltre solo poche società in Europa saranno in grado di effettuare
la rigenerazione in modo corretto.
Ciò crea incertezza riguardo al futuro
mercato del riciclato e quindi all’immediato futuro degli attuali sistemi ad
R-22.
E’ anche sapere che, dal 1° Gennaio 2010, tutte le scorte di R-22 vergine
dovranno essere mandata alla distruzione, con adeguata tecnologia.
Dal 1° Gennaio 2015, l’uso di tutti gli HCFC sarà vietato, incluso l’ R-22
riciclato, per la manutenzione.
Ciò
significa che i sistemi potrebbero continuare a lavorare, ma, in caso di perdite
di gas, o di interventi sull’impianto, non sarà consentito effettuare ricariche
con qualsiasi tipo di HCFC.
Come abbiamo già detto, è in atto una grande sfida nel nostro settore
industriale e noi dobbiamo “creare” possibilità / soluzioni per tutti i sistemi.
Ma non abbiate timore, poiché abbiamo già delle
soluzioni pronte.
3.
Le quattro soluzioni.
La
situazione potrebbe diventare critica per l’industria, poiché nella maggior
parte degli Stati la gente sta aspettando l’ultimo momento per sostituire gli
HCFC, ma noi abbiamo alcune soluzioni per fare rendere questo cambio possibile e
facile. Ora parleremo delle
“Quattro
soluzioni”.
Noi abbiamo Quattro
opzioni, quando si parla di sistemi esistenti ad R-22, ma la prima
considerazione è che queste Quattro soluzioni non potrebbero essere applicabili
per tutti gli impianti.
Prima di
tutto dobbiamo parlare con il proprietario dell’impianto, presentando tutte le
possibilità. La soluzione adottata dipenderà da molti fattori: età del sistema,
modalità di utilizzo, fabbisogni, problemi riscontrati durante la vita del
sistema, … e, il più importante, i costi dell’intervento.
In
tal modo ci potremmo chiarire con il proprietario del sistema e, dopo una lunga
discussione, con relativa analisi delle opzioni, si potrà decidere cosa fare. Il
proprietario deve essere coinvolto, poiché egli ha il problema, o potrebbe
averlo.
Ogni sistema avrà differenti soluzioni.
Perfino
con due impianti identici, le soluzioni potrebbero essere differenti.
Noi dobbiamo avere tutte le soluzioni in mente e
scegliere la migliore per il sistema che abbiamo in manutenzione.
Noi parleremo principalmente di R-22, poiché è il refrigerante più presente
negli impianti, ma non dobbiamo dimenticare che tutti gli HCFC seguono la stessa
regolamentazione del R-22 e quindi devono essere considerati nella stessa
situazione. Quindi
dovremo anche sostituire i refrigeranti R-408A, R-409A, R-401A, R-402A… e tutte
le miscele contenenti HCFC, che sono state utilizzate in passato per sostituire
I vecchi CFC.
Le soluzioni che noi abbiamo sono le seguenti:
Noi possiamo anche
continuare con gli stessi sistemi, senza alcun cambiamento, contando sul riciclo
dell’R-22. Questa
sarebbe la miglior soluzione, poiché il miglior prodotto per sostituire l’R-22 è
l’R-22 riciclato. Ma
questo potrebbe essere un grande rischio, poiché la disponibilità di riciclato
potrebbe essere molto limitata in alcune aree ed in alcuni periodi dell’anno e
il prezzo potrebbe crescere troppo.
E’ una buona soluzione, ma è pericolosa, e potrebbe essere troppo costosa per il
cliente, se non riuscisse ad avere il prodotto in tempo e dovesse fermare
l’impianto, per poi dover seguire con urgenza altre soluzioni.
Inoltre abbiamo qualche incertezza sulla situazione dal
2010 al 2014, riguardo il gas R-22 riciclato, ed è quindi preferibile non
pensare solo a questa possibilità.
Noi
abbiamo infatti altre soluzioni per rispondere ai fabbisogni dei clienti.
Questa soluzione è una delle migliori, ma è la più costosa e richiede maggior
tempo di lavoro. E’
la sostituzione totale del vecchio gruppo, con un nuovo sistema completo.
In
questo caso noi dobbiamo fare molte modifiche e spesso non possiamo mantenere
molti componenti del vecchio sistema.
E’ una buona soluzione, poiché possiamo installare
il nuovo impianto seguendo le più recenti normative riguardanti il risparmio
energetico, il GWP, ecc. , ma, come abbiamo già detto in precedenza, è la
soluzione più costosa e non è possibile in tutti i casi.
Per l’utilizzo in
questi nuovi impianti, ci sono alcuni refrigeranti già disponibili sul mercato:
E’ un
buon refrigerante. L’ammoniaca anidra è una delle opzioni più comuni, ed è
utilizzata principalmente in applicazioni industriali, lontano dalle aree
pubbliche, per evitare le limitazioni di carica, dovute alla relativamente alta
tossicità ed infiammabilità.
L’ammoniaca è stata provata da alcuni operatori
Europei, ma le sue restrizioni d’uso, hanno comportato l’uso di circuiti
secondari con soluzioni glicolate o saline, per soddisfare i criteri di
sicurezza, ma ciò ha eliminato i vantaggi di prestazione che avremmo potuto
ottenere con sistemi primari ad ammoniaca.
L’ammoniaca non è compatibile con il rame e pertanto, in molti casi non
può essere utilizzata negli impianti esistenti, e ciò ne limita l’uso ai nuovi
sistemi; anche per questo motivo, il costo iniziale di installazione di un
sistema ad ammoniaca è molto più elevato di quello di un’installazione simile a
HFC.
In applicazioni industriali la tecnologia è ben conosciuta e le prestazioni si
confrontano favorevolmente con quelle dei sistemi a HFC, dove non è previsto il
sistema secondario, o se il circuito secondario ha una capacità poco
significativa rispetto al primario
Il costo dell’ammoniaca è molto basso, ma, poichè le perdite, su questo tipo di
impianti, non sono di solito significative, questo fattore è meno importante del
costo iniziale dell’installazione.
Il GWP dell’ammoniaca è zero, ma, poichè le fughe di gas nei sistemi ad HFC
saranno maggiormente controllate e ridotte, il GWP del refrigerante diventerà
meno importante dell’efficienza energetica del sistema.
Idrocarburi.
Noi
possiamo usare Butano, Isobutano, Propano… tutti vanno bene e sono prodotto ben
conosciuti e diffusamente utilizzati in applicazioni domestiche, come i
frigoriferi domestici e le applicazioni commerciali in piccoli sistemi.
Il maggior inconveniente che possiamo avere con questi prodotti è l’alta
infiammabilità, e per questo motivo i sistemi progettati per utilizzare questi
prodotti, hanno limitazioni di carica di gas.
Non
possiamo quindi usarli per sostituire i sistemi ad R-22, ma solo per nuovi
sistemi.
Il GWP di questi prodotti è molto basso, ma non sono soluzioni adatte a tutti i
sistemi.
L’anidride carbonica è una delle più recenti
soluzioni proposte al mercato. Il prodotto funziona bene, ma la tecnologia è
ancora troppo recente e non è ancora stata introdotta in tutti i posti. Questo
refrigerante lavora a pressioni molto alte, e ciò può essere un problema per gli
utilizzatori, specialmente nelle aree dove le temperature di condensazione sono
molto alte.
Il sistema deve essere totalmente nuovo, non possiamo utilizzare alcuna parte
del vecchio impianto ad R-22; per questo motivo il costo iniziale è molto alto.
Il GWP è molto basso.
HFC
Noi
possiamo anche fare I nuovi impianti con refrigeranti HFC.
Ci
sono diverse soluzioni, in funzione degli intervalli di temperatura e di
utilizzo: R 404A, R 507, R
In questi casi si possono mantenere parti del
vecchio impianto, ma la soluzione è ancora costosa.
3.3.
Mantenere gli impianti esistenti passando a HFC ed olio POE.
Anche questa è una buona
opzione, è ben conosciuta, ma purtroppo non è praticabile in tutti I casi, per
esempio da R-
Non è così costosa come le altre viste in precedenza, ma potrebbe costare ancora
troppo.
L’aspetto più importante è che bisogna cambiare l’olio minerale,
sostituendolo con lubrificante POE, e non dobbiamo lasciare un residuo di olio
minerale superiore al 5%. Talvolta ciò è molto difficoltoso ed è necessario fare
diversi interventi sul sistema e più interventi si fanno, più alti sono i costi.
Ora mostriamo, come
esempio, uno schema operativo per passare da R-
La
procedura di retrofit non è complicata. Prima di cominciare dobbiamo assicurarci
che il sistema stia funzionando correttamente. Qualsiasi problema riscontrato,
ad es. fughe di gas, problemi di rendimento, residui di acidità, devono essere
risolti prima di procedere con il retrofit.
Il
sistema dovrebbe anche essere controllato, per assicurarsi della compatibilità
con l’uso di R 404A e olio POE.
Alcuni componenti potrebbero non essere adatti
all’uso con HFC ed olio POE ed anche la maggiore pressione e l’aumento della
potenza richiesta dal motore elettrico potrebbero essere un problema.
Isolare la carica di refrigerante.
Se
il sistema non avesse un ricevitore di liquido, o non potesse, per qualsiasi
ragione, essere isolato, allora sarebbe rimuovere intera carica di refrigerante.
Estrarre il lubrificante originale, minerale o alchilbenzenico, e conferirlo
allo smaltimento. L’olio
usato conterrà refrigerante in soluzione e quindi il contenitore di recupero non
dovrà essere lasciato aperto all’aria.
Ricaricare con un olio POE adatto, avendo cura di non permettere all’umidità
atmosferica di essere assorbita nell’olio POE, che è igroscopico.
Cambiare
il filtro essiccante per rimuovere l’umidità presente nel sistema.
Far funzionare il sistema con R22.
Per piccole unità 1-2 ore di funzionamento
dovrebbero essere sufficienti, mentre per grandi impianti, con circuiti
complicati, sarà necessario un periodo di funzionamento di almeno 1-2 giorni.
Prelevare un campione di olio e misurare la quantità residua di olio minerale.
E’
raccomandato che la quantità residua di olio minerale sia inferiore al 5%, prima
che il gas refrigerante sia cambiato.
Generalmente dopo un
cambio d’olio, la quantità residua di olio minerale è notevolmente superiore al
5%
Ripetere il ciclo.
Il numero di
cambi d’olio richiesti dipendono dalla grandezza e dalla complessità del
sistema. Normalmente
in un piccolo e semplice sistema, con un minimo di 3 flussaggi di olio è
possibile rimuovere il 95% di olio minerale, mentre nei grandi sistemi, come ad
esempio gli impianti dei supermercati, potrebbero essere necessari anche più di
6 flussaggi.
Ogni flussaggio richiede l’uso di una nuova carica
di olio POE e lo smaltimento del lubrificante estratto.
Dopo aver fatto I flussaggi sufficienti a raggiungere il 5% di residuo di olio
minerale,
si può estrarre l’ R22, recuperandolo per lo smaltimento.
Cambiare quindi la valvola di espansione, con una idonea all’uso con R 404A.
Sostituire tutte le guarnizioni del sistema riduce
il rischio di perdita di gas refrigerante.
Nei
grandi impianti ciò potrebbe richiedere molte ore e pertanto potrebbe essere
necessario un sistema alternativo di refrigerazione, durante lo svolgimento di
tale lavoro.
Caricare il sistema con R 404A, avviare il gruppo e controllare se il
funzionamento è corretto.
Se necessario,
regolare il surriscaldamento e gli altri parametri
operativi.
Ricercare accuratamente le fughe di gas dal sistema.
Si è spesso rilevato che, dopo un retrofit con HFC e
POE, si evidenziano perdite di gas.
Se tutte le guarnizioni sono state cambiate, la
perdita dovrebbe essere minimizzata, ma talvolta qualche fuga di gas può
avvenire in punti non previsti, come ad es. valvole di sicurezza, tenute dei
compressori.
Si è poi osservato che
l’olio POE ha talvolta un “effetto pulente” sul sistema e quindi può essere
necessario sostituire il filtro essiccante e successivamente cambiare l’olio
dopo che il retrofit è stato completato.
Come si è
visto la procedura non è complicata, ma ci sono costi significativi, dovuti alle
ore di lavoro, al costo di materiali, olio, componenti ed infine di smaltimento
dei rifiuti generati. Comunque,
convertire un impianto a HFC e POE è più economico rispetto alla sostituzione
con un nuovo impianto.
E’ anche possibile usare un prodotto
flussante, per pulire il sistema e ciò può essere d’aiuto.
3.4.
Mantenere l’impianto esistente com minimi cambiamenti
DuPont ha iniziato a lavorare nel 1997, sui prodotti da retrofit per l’R-22.
Si
è partiti dal primo prodotto adatto alla sostituzione dell’R-22, MO59 e quindi
sono state sviluppate altre soluzioni, per coprire tutti i campi operativi
dell’R-22.
Gli Isceon sono stati sviluppati per offrire ai clienti una soluzione semplice,
poco costosa, veloce e con minimi cambiamenti.
Nella
maggior parte dei casi è possibile mantenere lo stesso olio (minerale or
alchilbenico) presente nel sistema.
4. Isceon 9 Series
Riguardo alla sostituzione dell’R-22, sono stati sviluppati i refrigeranti
Isceon 9 Series per lavorare più facilmente.
Una completa famiglia di refrigeranti HFC, di facile uso, che non danneggiano
l’ozono, adatti al retrofit degli impianti a CFC ed HCFC.
Gamma di refrigeranti Isceon per la sostituzione dell’R-22 nei sistemi esistenti:
Gamma refrigeranti per la sostituzione dell'R-22 nei sistemi esistenti | ||
Applicazioni | Refrigerante sostituito | |
R-22 | Chiller ad acqua con espansione diretta Aria condizionata Refrigerazione a media temperature | MO29 |
R-22 | Piccoli impianti condizionamento (>15 Kw) Refrigerazione ad alta temperatura | MO59 |
R-22 e R-502 | Refrigerazione a media e bassa temperatura Refrigerazione dove è richiesta potenza aggiuntiva** | MO79 |
** cambiare valvola di espansione; è necessario esaminare le caratteristiche di potenza del condensatore e i valori delle pressioni |
4.1.
MO29
MO29 è un
refrigerante da retrofit HFC, facile da usare, che non danneggia l’ozono,
progettato per la sostituzione dell’R-22
nei refrigeratori d’acqua ad espansione diretta esistenti, nel condizionamento
dell’aria residenziale e negli impianti di refrigerazione a media temperatura.
N° ASHARE
: R-422D.
Classificazione: A1/A1 (Non tossico/non
infiammabile)
Composizione:
HFC-134a
31.5%
HFC-125
65.1%
Isobutano
3.4%
Prestazioni:
Capacità frigorifera ed efficienza molto simili
all’R-22 nella maggior parte dei sistemi.
Temperature e pressioni di scarico del compressore sensibilmente inferiori
rispetto al R-22 , che fanno prevedere un prolungamento della vita del
compressore.
E’ richiesta una regolazione della valvola di espansione, per regolare il
funzionamento del sistema.
Raccomandazioni sul
lubrificante:
MO29 è
compatibile con i lubrificanti tradizionali e nuovi, incluso olio minerale,
alchilbenzenici e POE (Poliol Esteri). Nella maggior parte dei casi non è
necessario cambiare tipo di lubrificante durante il retrofit.
Per
maggior dettagli, consultare
Esempi:
Il prodotto è
stato provato con successo in molti sistemi, come potete vedere dalla
presentazione: supermercati, celle frigorifere, refrigeratori d’acqua, “roof
tops”…
Raccomandazioni generali
per MO29:
Per maggiori
informazioni, raccomandiamo di consultare il Bollettino Informazione Prodotto, e
di seguire le procedure di retrofit nella nostra Guida al Retrofit per il
prodotto.
4.2.
MO59
MO59 è un
refrigerante da retrofit HFC, facile da usare, che non danneggia l’ozono,
progettato per la sostituzione dell’R-22 nei condizionatori d’aria stazionari ad
espansione diretta.
Può
anche essere utilizzato in apparecchiature commerciali per refrigerazione in
alta temperatura.
Raccomandiamo questo prodotto per sistemi per A/C < 15 Kw, poiché non è
richiesta la regolazione del dispositivo d’espansione e le pressioni di lavoro
sono inferiori a quelle con
R-22.
N° ASHARE
: R-417A.
Classificazione: A1/A1 (Non tossico/non
infiammabile)
Composizione:
HFC-134a
50%
HFC-125
46.6%
Butano
3.4%
Prestazioni:
Temperature e pressioni di scarico del
compressore sensibilmente inferiori rispetto al R-22 , che fanno prevedere un
prolungamento della vita del compressore.
In molti sistemi assicura le prestazioni richieste.
In alcuni sistemi permette un risparmio energetico.
Raccomandazioni sul
lubrificante:
MO59 è
compatibile con i lubrificanti tradizionali e nuovi, incluso olio minerale,
alchilbenzenici e POE (Poliol Esteri). Nella maggior parte dei casi non è
necessario cambiare tipo di lubrificante durante il retrofit.
Per
maggior dettagli, consultare
Esempi:
Il prodotto è
stato provato con successo in molti sistemi, come potete vedere dalla
presentazione
Raccomandazioni generali per
MO59:
Per maggiori
informazioni, raccomandiamo di consultare il Bollettino Informazione Prodotto, e
di seguire le procedure di retrofit nella nostra Guida al Retrofit per il
prodotto.
4.3.
MO79
MO79 è un
refrigerante da retrofit HFC, facile da usare, che non danneggia l’ozono,
progettato per la sostituzione dell’R-22,
R-502 e miscele refrigeranti contenenti HCFC, in impianti di refrigerazione
commerciali ed industriali, a temperature medie e basse.
N° ASHARE
: R-422A.
Classificazione: A1/A1
(Non tossico/non infiammabile)
Composizione:
HFC-134a
11.5%
HFC-125
85.1%
Isobutane
3.4%
Prestazioni:
Permette di
migliorare la capacità di refrigerazione, rispetto all’R-
Ha una capacità di
refrigerazione confrontabile al R-404A.
Prove pratiche hanno dimostrato che può migliorare l’efficienza energetica,
rispetto all’R-22.
Le temperature di scarico del compressore sensibilmente inferiori rispetto al
R-22 , fanno prevedere un prolungamento della vita del compressore.
Raccomandazioni sul
lubrificante:
MO79 è
compatibile con i lubrificanti tradizionali e nuovi, incluso olio minerale,
alchilbenzenici e POE (Poliol Esteri). Nella maggior parte dei casi non è
necessario cambiare tipo di lubrificante durante il retrofit.
Per
maggior dettagli, consultare
Esempi:
Il prodotto è
stato provato con successo in molti sistemi, come potete vedere dalla
presentazione: supermercati, celle frigorifere, …
Raccomandazioni generali per
MO79:
Raccomandiamo la
sostituzione della valvola di espansione con una idonea al R-404A
E’ necessario
controllare la capacità di condensazione e le pressioni consentite.
Il prodotto richiede una maggior potenza del motore elettrico.
Per maggiori
informazioni, raccomandiamo di consultare il Bollettino Informazione Prodotto, e
di seguire le procedure di retrofit nella nostra Guida al Retrofit per il
prodotto.
Considerazioni sui Retrofit.
I refrigeranti
Isceon 9 Series sono soluzioni convenienti, che non danneggiano l’ozono, per il
retrofit dei sistemi a HCFC e CFC, ma non sono un rimedio per le perdite, per le
scarse prestazioni degli impianti e per ogni altro possibile problema esistente
nel sistema e non sono esattamente uguali al prodotto che si deve sostituire.
Gli
Isceon 9 Series non sono raccomandati negli impianti con evaporatore allagato;
per favore, interpellateci, prima di pianificare un retrofit in un sistema
allagato
MO29, MO59 or MO79 non sono raccomandati in impianti con compressori
centrifughi. Consultate
DuPont per maggiori informazioni.
Prima
della conversione con un refrigerante Isceon 9 Series, raccomandiamo:
·
Misurare le prestazioni attuali del sistema.
·
Confrontare la capacità disponibile con quella richiesta.
·
Verificare che il sistema sia in buone condizioni.
·
Consultare il Bollettino Informazione Prodotto, per verificare che sia il
prodotto sia adatto.
·
Fare riferimento alla Isceon 9 Series.
·
Tenere a disposizione le tavole pressione / temperatura .
Durante la conversione a Isceon 9 Series, raccomandiamo:
·
Seguire le avvertenze fornite nella
Guida
al Retrofit.
·
Seguire i principi di buona pratica di refrigerazione.
·
Usare le tavole pressione / temperatura relative al prodotto utilizzato.
Dopo
la
conversione a Isceon 9 Series, raccomandiamo:
·
Misurare le prestazioni del sistema.
·
Eseguire la ricerca delle fughe di gas.