HFO
I Nuovi Gas refrigeranti a
Bassissimo Effetto Serra
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Evoluzione
Quattro Generazioni di Prodotto
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Nuovi Prodotti - Honeywell
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HFO-1234yf per condizionamento auto
Il gas refrigerante HFO-1234yf è ormai la
soluzione prescelta dai principali costruttori di
autoveicoli, per la sostituzione del R-134a nei
sistemi di climatizzazione delle auto.
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HFO-1234yf per condizionamento auto
NEWS:
•Il Comitato Scientifico dell'Unione Europea ha dichiarato che
il gas refrigerante HFO-1234yf è sicuro nell'uso come fluido per la
climatizzazione delle automobile.
Attualmente (Marzo 2014) ci sono circa 800.000 automobili che usano questo nuovo
gas refrigerante e si prevede che ce ne saranno circa 2.000.000 alla fine del 2014.
• IPCC (Intergovernmetal Panel of Climat Change) ha ricalcolato il GWP del HFO1234yf, che è risultato <1, cioè addirittura inferiore al Potenziale di
Riscaldamento Globale dalla CO2
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HFO-1234yf per condizionamento auto
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IPCC confirms HFO GWPs are less than 1
Posted on 3rd February, 2014

USA: The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), has confirmed that both
R1234yf and R1234ze(E) have global warming potentials below that of carbon dioxide.

In its latest hefty tome, Climate Change 2013: the Physical Science Basis, the IPCC lists
the new HFO R1234yf as having a 20-year GWP of 1 and a 100-year GWP of less than
1. Its sister refrigerant R1234ze(E) is listed as having a 20-year GWP of 4 but, like yf, a
100-year GWP of less than 1.

Welcoming the report, Ken Gayer, vice president and general manager of Honeywell
Fluorine Products, said “Automakers around the world are choosing HFO-1234yf not only
for its environmental attributes, but because it is easy to adopt, is safe, and it performs well
in all climates,”

The IPCC report suggests that the influential body, which advises governments around the
world on the science of global warming, has accepted the findings of an independent,
peer-reviewed paper, published last year in Reviews of Geophysics by several leading
chemists and environmental scientists from Europe and the US. That study was the first to
calculate the GWPs of all fluorocarbon-based refrigerants using all available atmospheric
data, taking into account local atmospheric patterns. It found R1234yf to have a GWP of
less than 1. CO2 is considered the baseline with a GWP equal to 1. Earlier studies had
calculated the GWP for R1234yf at 4.
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HFO-1234yf e HFO-1234ze
Il brevetto della prodotto HFO-1234yf , utilizzato
nel “condizionamento auto” è detenuto
congiuntamente da DUPONT (Opteon yf) ed
da HONEYWELL (Solstice yf)
Il gas refrigerante HFO-1234yf è ormai la
soluzione prescelta dai principali costruttori di
autoveicoli, per la sostituzione del R-134a
nella climatizzazione delle auto.
L’isomero HFO-1234ze è brevettato e proposto
solo da Honeywell con il nome commerciale di
Honeywell Solstice ze
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HFO-1234ze




Il nuovo gas HFO-1234ze è un isomero del più noto
HFO-1234yf, proposto per il condizionamento auto.
Lo “ze” ha pressioni leggermente inferiori all’ “yf”, ed ha
un P.eboll. (-19°C), non sufficientemente basso per
applicazioni di refrigerazione in bassa temperatura.
Inoltre, anche nelle applicazioni di condizionamento, ha
una capacità frigorifera inferiore.
Nonostante questi aspetti negativi, presenta però una
caratteristica positiva da non sottovalutare:
NON E’ INFIAMMABILE
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HFO-1234ze

Questo fluido è stato quindi inizialmente proposto come
sostituto del R-134a a bassissimo effetto serra (GWP=6) per
applicazioni diverse dalla refrigerazione, come:
–
Propellente per aerosol
–
Agente espandente
 Si sono però poi evidenziati interessanti sviluppi in
refrigerazione.
 Infatti alcuni OEM hanno mostrato un grande interesse per un
refrigerante non infiammabile, mentre passa in second’ordine la
riduzione di cap. frigorifera, che è compensabile con minori pause
di funzionamento del compressore, o utilizzando un compressore
di taglia superiore (con maggiore spostamento volumetrico), a
fronte della buona efficienza energetica.
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HFO-1234ze
CONFRONTO TRA HFO E R-134a
DATI FISICI ED AMBIENTALI
Refrigerante
Dati Termodinamici
P. eboll. (°C) P. critico (°C)
R-134a
HFO-1234yf
HFO-1234ze
Dati Ambientali
GWP
Vita atmosf.
-26
101
1410
12 anni
-29
94
<1
11 giorni
-19
110
1
18 giorni
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HFO-1234ze
Vantaggi dell’ HFO-1234ze :
 Può sostituire facilmente l’HFC-134a
 Non è infiammabile
 Ha un utilizzo sicuro
 Accettabilità ambientale (bassissimo GWP)
 Compatibilità con i materiali comunemente usati
 Può essere manipolato, trasportato, distribuito e stoccato come l’R134°
In refrigerazione, per temperature di evaporazione attorno a 0°C, il
prodotto ha una capacità di refrigerazione leggermente inferiore a
quella del R134a, ma il COP (Rendimento Energetico) è quasi
uguale e pertanto il suo utilizzo in impianti nuovi non comporta un
maggior consumo elettrico.
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HFO-1234ze
Principali caratteristiche chimico-fisiche
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Infiammabilità
L’infiammabilità è valutata secondo i seguenti parametri:
1.
Limite di fiamma
2.
Minima energia di ignizione
3.
Velocità di propagazione fiamma
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HFO-1234ze
Come si vede dal grafico l’HFO-1234ze ha pressioni
inferiori al R134a ed allo “yf”, ma superiori all’R-600a
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HFO-1234ze
Prove effettuate in vetrine / espositori alle seguenti condizioni:
T evap.=-6°C
T vetrina=+2°C
T ambiente=+32°C
Le modifiche sono consistite solo nel miglioramento degli scambiatori
(nessuna modifica al compressore)
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HFO-1234ze
Compatibilità: il prodotto non presenta particolari problemi di compatibilità con
i materiali (plastiche ed elastomeri) ed è simile al R134a
Sicurezza: HFO-1234ze, alla temperatura ambiente di riferimento (21°C) non è
infiammabile, secondo il Metodo ASTM E-681 ed il Test EU A-11.
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HFO-1234ze – Case histories
 Danfoss ha già utilizzato il nuovo gas sul loro
compressore innovativo “oil-less” Turbocor
(mod. TG310), in un chiller raffreddato ad aria
ed ha dichiarato che il loro compressore può
essere impiegato con il nuovo gas
refrigerante HFO-1234ze.
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HFO-1234ze – Case histories
 In UK la società Waitrose ha utilizzato l’HFO-1234ze per
dei chiller utilizzati nei loro supermercati, al posto del
R290 (Propano) che avevano già preso in
considerazione (a causa del basso effetto serra) per altri
chiller.
 I chiller, di costruzione Geoclima, che utilizzano
compressori alternativi Frascold, hanno ottenuto ottimi
risultati, con una riduzione dei consumi elettrici (rispetto
al propano) del 20%. Per questo motivo Waitrose ha
annunciato che utilizzarà il nuovo gas refrigerante a
bassissimo effetto serra in altri supermercati.
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HFO-1234ze – Case history “RC Group”
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HFO-1234ze – L’esperienza di Frascold
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HFO-1234ze: Case History “Celli”
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Miscele a base di HFO
Per ampliare l’uso degli HFO, al fine di sfruttarne le ottime caratteristiche ambientali, sono
allo studio una serie di Miscele a base HFO (yf o ze) che consentiranno di ottenere
refrigeranti con le seguenti caratteristiche:

Basso GWP:
– Target 1: GWP < 150 (per refrigeratori “ermetici” / commerciali)
– Target 2: GWP < 750 (per condizionatori “split”)
– Target 3: GWP < 1.500 (per circuito primario di sistemi in cascata)

Non infiammabilità (A1), o moderata infiammabilità (A2L)

Punto di ebollizione sufficientemente basso.
Quest’ultimo è l’aspetto più critico: mentre è abbastanza semplice individuare
refrigeranti a basso GWP / non infiammabili per uso refrigerazione TN (fino a T.ev. di 10 / -15°C), diventa sempre più difficile proporre miscele per applicazioni BT, se non
accettando una moderata infiammabilità.
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Nuovi Prodotti - Honeywell
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Nuovi Prodotti - DuPont
DuPont Opteon sostituti del R-404A
Opteon
Nome
ASHRAE
provvisorio
XP 44
XP 40
DR 33
DR 7
R-449
GWP
2141
1397
246
Classe Applicazioni
A1
A1
A2L
Trasporti refrigerati (basse temp. scarico)
Refrigerazione stazionaria
Piccoli refrigeratori a bassa carica di gas
DuPont Opteon sostituti del R-134a
Opteon
Nome
ASHRAE
provvisorio
YF
XP 10
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GWP
4
631
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Classe Applicazioni
A2L
A1
Piccoli refrigeratori a bassa carica di gas
Refrigerazione stazionaria (anche per retrofit)
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DuPont Opteon® XP10

DuPont ha brevettato una nuova miscela HFO per
applicazione Refrigerazione a media temperatura,
che denominata Opteon® XP10

La miscela è molto simile al R-134a, come
caratteristiche fisiche e prestazioni

La miscela è già stata utilizzata in impianti di
refrigerazione TN in alcuni supermercati in
Germania, Austria e Svizzera.
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DuPont Opteon® XP10
 Il refrigerante Opteon® XP10 ha le seguenti
caratteristiche:
 GWP: 631 (meno della metà di quello del R134a)
 Applicazione: refrigerazione media Temperatura
 Composizione: non dichiarata (presumibile che sia una
miscela di R134a ed HFO-1234yf)
 La miscela è azeotropica
 Non infiammabile
 Lubrificante richiesto: POE
 Sostituisce: R-134a
 N° ASHRAE richiesto: R-513A
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DuPont Opteon® XP10
 Da notare che il refrigerante Opteon® XP10 non
sostituisce l’R-22 (non è quindi una miscela da retrofit),
ma andrebbe a sostituire l’R134a negli impianti nuovi.
 Infatti le prove sono state eseguite sostituendo l’ XP10 al
R134a in impianti che prevedevano un primo stadio ad
R134a ed un secondo (BT) a CO2
 Il nuovo gas ha prestazioni molto simili a quelle del
R134a, con consumi elettrici leggermente inferiori.
 Il passaggio da R134a ad XP10 richiede solo una
regolazione della valvola di espansione.
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DuPont Opteon® XP10 nei supermercati

APPLICAZIONE: Sostituzione R-134a in impianto a
media temperatura, in un sistema in “cascata”, con
stadio BT a CO2

Il sistema funziona ormai da 3 anni con Opteon® XP10
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DuPont Opteon® XP10
Opteon™ XP10:
un’alternativa più ecologica e sostenibile
per la refrigerazione commerciale
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Opteon™ XP10:
un’alternativa più ecologica e sostenibile
per la refrigerazione commerciale
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