Passaggio da HFC a CO2 (R744) o propano (R290) passo dopo passo

Quando è rilevante una conversione?

Dal 1° gennaio 2025, gli F-gas vergini con GWP pari o superiore a 2 500 non possono più essere utilizzati per la manutenzione delle apparecchiature di refrigerazione. Il gas rigenerato o riciclato può essere utilizzato fino alla fine del 2029 e dal 2032 il limite viene ridotto a GWP 750 ^[1]. I sistemi commerciali centralizzati di 40 kW o più con un GWP di 150 o più non possono più essere immessi sul mercato ^[1]. Allo stesso tempo le quote di HFC stanno diminuendo, il che fa salire i prezzi e riduce la disponibilità ^[1]. Una conversione di solito vale la pena di essere presa in considerazione quando:

• l'impianto funziona con R404A, R507A o un altro refrigerante soggetto a un divieto di manutenzione, o lo sarà a partire dal 2032,
• l'impianto presenta frequenti perdite o necessita di una riparazione importante, come una nuova centrale frigorifera o nuove tubazioni,
• il negozio o l'edificio viene comunque ristrutturato o ampliato,
• l'operatore desidera costi inferiori per il refrigerante e per il controllo delle perdite.

Per un piccolo impianto, il retrofit con una miscela HFC/HFO a minor GWP può rappresentare un primo passo. Il calcolatore di conversione mostra quali alternative sono adatte.

Perché normalmente non è possibile caricare R744 o R290 in un sistema a HFC

Un impianto a HFC ha una pressione massima ammissibile (PS) scelta per gli HFC. Introdurre CO2 la supererebbe molte volte e la protezione contro le sovrapressioni, il compressore e l'olio sarebbero errati. Il propano in un sistema a HFC inserisce un refrigerante infiammabile in un'apparecchiatura mai valutata per le fonti di innesco, il locale potrebbe non rispettare i limiti di carica e l'impianto non corrisponde più alla sua marcatura CE ^[3][5]. Nella pratica, pertanto, si costruisce un nuovo impianto o si sostituisce l'unità, riutilizzando al massimo il cablaggio e alcuni punti di raffreddamento se il costruttore lo approva.

Cosa sostituisce l'R404A?

L'R404A ha un GWP di circa 3.900. Dal 1° gennaio 2025 non è consentito l'uso di R404A vergine per la manutenzione delle apparecchiature di refrigerazione; l'R404A rigenerato o riciclato può essere utilizzato fino al 31 dicembre 2029 e dal 1° gennaio 2032 il limite di servizio per la refrigerazione fissa scende a un GWP di 750 ^[1]. Un impianto esistente viene solitamente convertito a una miscela HFC/HFO, mentre un nuovo impianto viene realizzato per R744 o R290. La tabella confronta le scelte comuni; GWP come da Regolamento (UE) 2024/573 ^[1], glide calcolato con CoolProp a una temperatura di rugiada di −30 °C ^[7].

• R448A, R449A e R452A sono in classe A1 come l'R404A, quindi la classe di sicurezza non cambia. Il loro GWP è inferiore a 2.500 ma superiore a 750, pertanto dopo il 2031 anch'essi potranno essere rabboccati esclusivamente con gas rigenerato o riciclato ^[1].
• R454C e R455A hanno un GWP inferiore a 150 ma sono in classe A2L (debolmente infiammabili). La conversione di un impianto A1 a questi refrigeranti richiede una nuova valutazione EN 378 dei limiti di carica, della ventilazione e dei componenti ^[3].
• L'R404A e le miscele indicate funzionano con olio POE. Verificare l'approvazione del costruttore del compressore per il nuovo refrigerante e per l'olio prima di procedere alla conversione.
• Le miscele presentano un glide di temperatura di 4–14 K. Misurare il surriscaldamento dal punto di rugiada e il sottofamreddamento dal punto di bolla, come descritto nella guida al surriscaldamento.
• Il calcolatore per il retrofit confronta la resa frigorifera, la temperatura di mandata e la portata in massa di questi refrigeranti per il vostro impianto.

Fase 1: Pianificazione del nuovo impianto

1. Determinare la potenza frigorifera per livello di temperatura (media, bassa, condizionamento) e su base annua, nonché le eventuali esigenze di recupero di calore.
2. Scegliere il concept impiantistico. Un sistema booster a CO2 transcritico gestisce la media e la bassa temperatura in un'unica soluzione. Un sistema indiretto con chiller a propano mantiene il propano all'esterno o in un apposito locale macchine e distribuisce il freddo tramite un fluido secondario come glicole o salamoia a CO2. I banchi plug-in con R290 (monoblocco, spesso raffreddati ad acqua) sono adatti per i negozi di ridotte dimensioni.
3. Stabilire l'ubicazione dei componenti contenenti refrigerante: nello spazio occupato, in un locale macchine, all'aperto o in un involucro ventilato. Da ciò derivano la classe di ubicazione e la categoria di accesso ^[3][4].
4. Dimensionare le tubazioni. Il calcolatore per CO2 dimensiona tubi in rame e acciaio per R744, mentre il calcolatore HC verifica il limite di carica per R290 e altri idrocarburi.

Fase 2: Classe di sicurezza e limiti di carica

Ai sensi delle norme EN 378-1 e ISO 5149-1, la carica massima dipende dal refrigerante, dal volume del locale, dalla classe di ubicazione e dalla categoria di accesso ^[3][4]. Per l'R744 (A1) si applica il limite pratico: se l'intera carica fuoriesce nel locale più piccolo, la concentrazione deve rimanere al di sotto del limite, altrimenti sono necessarie misure quali rilevamento di gas, ventilazione o un locale macchine. La CO2 è più pesante dell'aria e si raccoglie a livello del pavimento.

Per l'R290 (A3) i limiti si basano sul limite inferiore di infiammabilità (LFL). Sotto m1 non vi sono essenzialmente requisiti legati al locale, tra m1 e m3 le dimensioni del locale e l'altezza di installazione limitano la carica e sopra m3 i componenti contenenti refrigerante devono trovarsi in un locale macchine, in un involucro ventilato o all'aperto ^[3]. Ricavare i valori e le formule esatte dall'edizione della norma applicabile al progetto. L'articolo sui refrigeranti infiammabili mostra esempi per il propano.

Fase 3: Pressione, PED e ATEX

Ogni componente deve avere una PS che copra la massima pressione in esercizio, a impianto fermo e durante il trasporto ^[3]. Per la CO2, verificare la pressione a riposo: molti sistemi dispongono di una piccola unità di raffreddamento a riposo o di recipienti dimensionati per reggerla. Ai sensi della Direttiva Attrezzature a Pressione 2014/68/UE, la categoria (da I a IV) dipende da PS, volume o dimensione della tubazione e dal gruppo di fluidi. Il propano è del gruppo 1, la CO2 del gruppo 2 e la categoria determina la valutazione della conformità e la necessità di un organismo notificato ^[5].

Laddove il propano può formare un'atmosfera esplosiva, ad esempio in una sala macchine o durante la manutenzione, il datore di lavoro deve valutare il rischio, suddividere le aree in zone e documentarlo in un documento di protezione contro le esplosioni ^[6]. Le apparecchiature in una zona devono essere idonee per tale zona ai sensi della direttiva sulle apparecchiature ATEX 2014/34/UE. EN 378 mira ad evitare un'atmosfera esplosiva durante il normale funzionamento, ma il rischio deve comunque essere valutato.

Fase 5: Messa fuori servizio dell'impianto HFC

Ai sensi del regolamento (UE) 2024/573 e del regolamento di esecuzione (UE) 2024/2215, il requisito di certificazione per l'installazione, la manutenzione, la riparazione e lo smantellamento copre non solo i gas fluorurati a effetto serra ma anche le alternative ammoniaca, CO2 e idrocarburi, e le aziende che lavorano per conto terzi devono essere certificate ^[1][2]. I tipi di certificato per le persone sono ^[2]:

Gli Stati membri possono rilasciare certificati combinati. I certificati rilasciati ai sensi del vecchio regolamento (UE) 2015/2067 corrispondono ai nuovi tipi (categoria I → A1, II → A2, III → D, IV → E), ma possono continuare a essere utilizzati solo se il titolare ha aggiornato le proprie conoscenze attraverso la formazione o la valutazione richieste dall'articolo 10 del regolamento (UE) 2024/573 ^[1][2]. Per un impianto a CO2 i tecnici necessitano pertanto del tipo B, e per il propano del tipo A1 o A2. Verificare i certificati dell'installatore e dell'azienda di manutenzione prima di sottoscrivere il contratto.

Documentazione

Il vecchio refrigerante deve essere recuperato da personale certificato e inviato al riciclo, alla rigenerazione o alla distruzione. Annotare la quantità nei registri. Il rilascio intenzionale è vietato ^[1].

Checklist

1. Eseguire la prova di resistenza e la prova di tenuta del sistema con azoto secco conformemente alla norma EN 378-2 prima di effettuare la carica. Le pressioni di prova della CO2 sono notevolmente superiori rispetto a quelle degli HFC: pianificare la zona di pericolo. Consultare la guida alle prove di pressione.
2. Eseguire il vuoto e verificare con una prova di tenuta a vuoto stazionario. Consultare la guida all'evacuazione.
3. Caricare il refrigerante. Per la CO2, rompere il vuoto inizialmente con il vapore per evitare la formazione di ghiaccio secco. Per il propano, tenere lontane le fonti di innesco e misurare con un rilevatore di gas idoneo.
4. Testare le funzioni di sicurezza: limitatori di pressione, valvole di sicurezza, rilevamento fughe di gas, allarmi, ventilazione e arresto di emergenza.
5. Verificare i dati di esercizio e addestrare l'operatore.

Documentazione

• Dichiarazione di conformità e marcatura CE dell'insieme ai sensi della PED, con indicazione della categoria e della valutazione di conformità ^[5].
• Certificati di prova di pressione e di tenuta, carica e tipo di refrigerante riportati sulla targhetta.
• Valutazione del rischio, calcolo del limite di carica e, per il propano, documento di protezione contro le esplosioni ^[3][6].
• Istruzioni per l'uso, registro dell'apparecchiatura e certificati del personale che ha eseguito i lavori ^[2].

Checklist

• È chiaro il motivo della conversione: divieto di manutenzione, divieto di commercializzazione, perdite o costi?
• È nota la potenza frigorifera per livello di temperatura?
• È stato scelto il concept impiantistico: booster a CO2, chiller a propano con fluido secondario o banchi plug-in?
• Sono state definite la classe di ubicazione e la categoria di accesso per ogni componente contenente refrigerante?
• È stato verificato il limite di carica rispetto all'edizione applicabile della norma EN 378 o ISO 5149?
• Sono stati definiti PS, categoria PED e valutazione di conformità?
• Per il propano: sono state effettuate la valutazione del rischio ATEX e la zonizzazione?
• Il personale e l'azienda dispongono dei certificati per CO2 o idrocarburi?
• L'HFC è stato recuperato e registrato?
• Sono stati documentati la prova di pressione, l'evacuazione e i test di funzionamento?