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Nozioni di base sulla regolazione della temperatura: refrigerante

I dispositivi JULABO sono specializzati nella regolazione di alta precisione della temperatura dei liquidi. A seconda della finalità di impiego e dell'applicazione, nei nostri sistemi di regolazione della temperatura vengono utilizzati un'ampia varietà di refrigeranti. 

In linea di principio, si opera una distinzione tra refrigeranti naturali e sintetici, ognuno dei quali presenta una serie di vantaggi e svantaggi.

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Refrigeranti naturali

Come suggerisce il nome stesso, i refrigeranti naturali sono costituiti da sostanze presenti in natura. Possono essere prodotti a basso costo e sono considerati ecocompatibili. Propano, propilene, etano ed etene sono i rappresentanti più comuni di questo gruppo di refrigeranti. Infatti, vengono ottenuti come sottoprodotti del processo di raffinazione del petrolio.

Vantaggi: I refrigeranti naturali sono caratterizzati da un basso valore di GWP. Pertanto esercitano un impatto minimo o nullo sull'effetto serra. Le loro molecole sono tendenzialmente labili e si dissolvono rapidamente nell'atmosfera. Inoltre, i refrigeranti naturali possono essere prodotti a basso costo.

Svantaggi: La maggior parte dei refrigeranti naturali sono infiammabili. Questo comporta dei rischi che devono essere presi in considerazione già nella fase di progettazione dei dispositivi. Tuttavia, le normative statali relative al luogo di installazione, al funzionamento e al trasporto dei dispositivi contenenti refrigeranti infiammabili consentono di ridurre al minimo tali rischi.

Refrigeranti sintetici

I refrigeranti sintetici vengono prodotti utilizzando delle procedure complesse. Le sostanze presenti in natura vengono modificate chimicamente sostituendo alcuni atomi fino a quando non si ottengono le caratteristiche desiderate. Nel caso degli idrocarburi, ad esempio, determinati punti della struttura molecolare degli atomi di idrogeno vengono sostituiti da fluoro, cloro o altre sostanze. Tali refrigeranti sono noti come idrofluorocarburi alogenati (CFC) o idrocarburi parzialmente fluorurati (HFC).

Vantaggi: I refrigeranti sintetici possono essere creati per un'ampia gamma di applicazioni. Non sono infiammabili e sono considerati atossici. Pertanto vengono denominati anche refrigeranti di sicurezza.

Svantaggi: I refrigeranti sintetici contribuiscono alla riduzione dello strato di ozono nell'atmosfera e aumentano l'effetto serra. Sono caratterizzati da un elevato valore di GWP. Le loro molecole sono piuttosto resistenti e quindi permangono a lungo nell'atmosfera. La produzione dei refrigeranti sintetici è tendenzialmente costosa.

Potenziale di riscaldamento globale di un refrigerante (GWP – Global warming potential)

GWP è l'acronimo di Global Warming Potential (potenziale di riscaldamento globale). Il suo valore indica il potenziale di riscaldamento globale o il contributo di una sostanza all'aumento dell'effetto serra. Il valore di GWP di un refrigerante definisce il suo rispettivo potenziale di riscaldamento globale in termini di CO₂ (lo stesso è noto anche come CO₂-equivalente). Il suddetto valore indica l'effetto di riscaldamento globale in un periodo di 100 anni. Più elevato è il valore di GWP di una sostanza, maggiormente dannosa risulta per l'ambiente.

Esempio: L'ampiamente utilizzato refrigerante R134a presenta un valore di GWP pari a 1430. Questo significa che entro i primi 100 anni dall'emissione, un chilogrammo di R134a contribuisce all'effetto serra  1430 volte  tanto quanto un chilogrammo di CO₂. L'emissione di 1 kg di R134a corrisponde quindi all'emissione di 1430 kg di CO₂.

Scelta del refrigerante

Le prestazioni dei due gruppi di refrigeranti sono sostanzialmente simili. Nella scelta del refrigerante è quindi necessario verificare, tra l'altro, le condizioni ambientali del luogo di utilizzo e quali specifiche direttive nazionali devono essere osservate durante l'impiego, il trasporto e lo smaltimento dei dispositivi contenenti refrigerante.

Nei Paesi dell'UE, ad esempio,  è necessario rispettare il regolamento UE 517/2014 relativo alla gestione dei gas fluorurati a effetto serra. Inoltre, potrebbero esserci altre leggi e direttive nazionali che dovrebbero eventualmente essere prese in considerazione.

Propan-Atome

Sommario

In sintesi, i refrigeranti naturali sono più ecologici e meno costosi da produrre, mentre i refrigeranti sintetici vengono sviluppati per specifiche applicazioni e a causa della loro composizione chimica sono caratterizzati da un elevato valore di GWP. Pertanto, il valore di GWP di un refrigerante rappresenta un criterio importante.

Grazie a oltre 50 anni di esperienza nella creazione di soluzioni per la regolazione della temperatura, JULABO è a vostra disposizione per rispondere in modo competente a tutte le vostre domande sui refrigeranti. Vi supporteremo nella scelta del refrigerante più adatto alla vostra applicazione e alle leggi e ai regolamenti del vostro Paese. Contattateci.