Introduzione

Il gas refrigerante freon è una sostanza che a temperatura ambiente normale si presenta in forma gassosa, ma quando viene raffreddata e compressa cambia stato e diventa liquido. Tra le caratteristiche del gas freon si possono citare la non infiammabilità, l'assenza di colore e odore. Una delle caratteristiche distintive di questo gas è che, anche se combinato con l'umidità, non causa corrosione dei metalli; l'odore del gas freon è simile a quello dell'etere. Il freon è in realtà un marchio commerciale per un gruppo di sostanze chimiche (conosciuto come clorofluorocarburi o CFC) e viene utilizzato come refrigerante nei sistemi di climatizzazione.

Il gas refrigerante freon è un liquido in funzione utilizzato nel ciclo di refrigerazione dei sistemi di climatizzazione e delle pompe di calore. Nei primi sistemi di climatizzazione e nei frigoriferi, tradizionalmente, venivano utilizzati i fluorocarburi, in particolare i clorofluorocarburi (CFC) come ammoniaca, diossido di zolfo, cloruro di metile o propano come refrigeranti, che erano gas tossici o infiammabili e che sono stati ritirati dal mercato a causa della loro tossicità, infiammabilità e del loro contributo alla distruzione dell'ozono e ai cambiamenti climatici.

In questo articolo intendiamo trattare argomenti riguardanti il gas freon, i suoi tipi, le applicazioni del gas freon, gli effetti del gas freon e il suo utilizzo nei sistemi di refrigerazione.

Storia del refrigerante freon

Nel anno 1928, Thomas Junior creò il primo gas non infiammabile e non tossico clorofluorocarburo, freon R-12. A seguito della scoperta di metodi di sintesi migliori, i CFC come R-11, R-12, R-123 e R-502 dominarono il mercato.

All'inizio degli anni 1980, gli scienziati scoprirono che i CFC danneggiano lo strato di ozono che protegge la Terra dai raggi ultravioletti e dai buchi dell'ozono nelle regioni polari. Questo portò alla firma del Protocollo di Montreal nel 1989, il cui obiettivo era l'eliminazione graduale dei CFC e degli HCFC. L'uso degli HCFC come R-22 e R-123 ha un potenziale di riduzione dell'ozono (ODP).

Negli anni 1990 e 2000, gli idrofluorocarburi (HFC) come R-134a, R-143a, R-407a, R-407c, R-404a e R-410a sostituirono i CFC e gli HCFC. Gli HFC non causano la distruzione dell'ozono, ma hanno potenziali di riscaldamento globale (GWP) migliaia di volte superiori a quelli del CO2 con una vita atmosferica che può durare per decenni.

Dal anno 2010, è iniziato l'uso di refrigeranti a idrocarburi e HFO (idrofluoroolefine) R-32, R-290, R-600a, R-454b, R-1234yf, R-514A, R-744 (CO2), R-1234ze, R-1233zd, che hanno sia ODP zero che GWP più bassi. Gli idrocarburi e il CO2 sono talvolta chiamati refrigeranti naturali perché si trovano in natura.

Tipi di gas freon e le loro applicazioni

Il gas refrigerante freon è suddiviso in base alle sue composizioni e applicazioni nei seguenti tipi:

Refrigerante R22

Il gas R-22 ha caratteristiche come stabilità, non tossicità, assenza di effetti ossidanti e non infiammabilità.

Il gas refrigerante freon R-22 è uno dei refrigeranti HCFC (idroclorofluorocarburi) più conosciuti. Dopo il divieto di utilizzo dei CFC, ha trovato ampio impiego nel campo della climatizzazione e della refrigerazione, che hanno un basso grado di evaporazione. In passato, a causa della sua alta capacità di compressione e della maggiore produzione di freddo, questo gas è stato utilizzato praticamente in tutti i sistemi di climatizzazione e apparecchi di raffreddamento, tra cui condizionatori d'aria, chiller a compressione, condizionatori d'aria, split duct, frigoriferi domestici e…

Negli apparecchi di congelamento rapido si utilizza il gas R-22 per mantenere la temperatura tra 20 e 40 gradi Fahrenheit. R-22 viene utilizzato solo nei compressori a pistoni e la sua pressione operativa è tale che per raggiungere temperature basse, non è necessario lavorare a pressioni inferiori alla pressione atmosferica. Il calore latente è di 21.93 BTU per ogni libbra a 5 gradi Fahrenheit. La pressione normale della testa del compressore a 86 gradi è di 82.172 libbre per pollice quadrato assoluto.

Inoltre, a causa della maggiore affinità di R-22 per l'acqua, è necessario un numero maggiore di deumidificatori per asciugarlo. R-22 si scioglie nell'olio fino a 16 gradi Fahrenheit e dopo di ciò l'olio inizia a separarsi e, essendo più leggero del liquido, si accumula sulla sua superficie.

Tuttavia, accanto alle caratteristiche uniche del gas R22, è necessario menzionare anche gli effetti negativi di questo gas. La produzione e l'uso di questo refrigerante freon sono stati vietati dal anno 2010 per motivi ambientali come la distruzione dello strato di ozono e il riscaldamento globale, e il gas refrigerante R410A lo ha sostituito. Tuttavia, l'uso del gas R22 nelle attrezzature di raffreddamento è consentito fino a quando le scorte non si esauriscono.

Refrigerante R134a

Il gas refrigerante R134a, che oggi ha sostituito il freon 12 e 11, è più pesante dell'aria, ha la formula chimica CH2FCF3, un peso molecolare di 102.03 e possiede buone proprietà termodinamiche. Questo gas è non tossico e non infiammabile. È un assorbitore di umidità e ha un grado di purezza del 99.95%. Possiede olio sintetico (poliestere) e non si combina con olio naturale. È privo di atomi di cloro e non ha effetti negativi sullo strato di ozono. Rispetto a R-12, ha un coefficiente di conducibilità termica migliore, un calore latente maggiore e una maggiore capacità di trasferimento di calore. Il gas R134 assorbe più umidità rispetto a R12 e non si dovrebbe mai accendere i compressori R134 per testare l'efficienza in un ambiente umido per più di 30 secondi, poiché l'umidità presente nell'aria viene assorbita dall'olio del compressore e interferisce con il ciclo di refrigerazione. Questo gas è ambientalmente accettabile, tanto che può essere utilizzato con successo nella produzione di frigoriferi domestici e condizionatori d'aria per auto.

Refrigerante R290

Questo refrigerante è conosciuto principalmente come propano ad alta purezza. Con la formula chimica C3H8, è uno dei gas naturali che, grazie alla sua alta capacità di raffreddamento e quindi al minor consumo rispetto ad altri gas, il gas refrigerante R290 è un'alternativa adeguata ai gas R22 e R12 ed è stato preso in considerazione dalle industrie di refrigerazione del mondo, ed è utilizzato nella produzione di frigoriferi e congelatori e nella costruzione di condizionatori d'aria.

Refrigerante R404

Uno dei refrigeranti industriali che è una combinazione di tre altri gas refrigeranti è chiamato R404. Le composizioni del gas freon R404 sono i gas R12, R22 e R502. Un punto da notare riguardo ai refrigeranti misti è che per caricarli è necessario che il refrigerante sia in forma liquida. Il gas R404A è un gas non distruttivo per lo strato di ozono ed è un'alternativa adeguata per R502 e R22 a basse e medie temperature, cioè a temperature di evaporazione inferiori a zero gradi Fahrenheit.

A causa della produzione di questo gas per applicazioni a bassa temperatura (temperatura dell'evaporatore -20 gradi Celsius) e per applicazioni a temperatura media (temperatura dell'evaporatore -5 gradi Celsius), viene utilizzato nella progettazione di congelatori per negozi, macchine per il trasporto di alimenti e frigoriferi espositivi e ghiacciaie.

Refrigerante R410a

Il gas R410a è un gas misto che è stato ottenuto dalla combinazione di due altri gas. Le composizioni del gas freon R410a sono 50% gas R125 (pentafluoroetano) e 50% gas R32 (difluorometano).

Il gas R410a ha un punto di ebollizione di -51.4 gradi, che rispetto al gas R22, che ha un punto di ebollizione di -40.8 gradi, ha un rendimento molto più elevato ed è compatibile con lo strato di ozono, avendo una capacità di raffreddamento molto buona ed è uno dei gas più utilizzati nei settori domestici e industriali. Attualmente, R410 è la migliore opzione per l'uso in sistemi di raffreddamento chiller e scambiatori di calore piccoli come i condizionatori d'aria inverter e a basso consumo.

È importante notare che i refrigeranti R11 e R12 sono la prima generazione di gas refrigeranti freon che, a causa del loro effetto distruttivo sullo strato di ozono, sono stati dismessi.

Gas freon e confronto tra di essi nei sistemi di refrigerazione

Gusto tradizionale del Medio Oriente nel formaggio Nabulsi per colazione

pallet in legno di cedro nuovo Epal/euro

Driver del motore DC (DC Motor Driver)

Applicazione della soda caustica (soda perlacea) nella produzione dell'industria dell'alluminio