Sistemi di raffreddamento secondario: norme per glicole, salamoia, CO2 e acqua refrigerata | CO2piping.com

Cos'è un sistema indiretto

La norma EN 378-1 definisce un sistema di raffreddamento o riscaldamento secondario come un sistema che utilizza un fluido per trasferire il calore dal prodotto o dallo spazio al sistema di refrigerazione senza comprimere o espandere tale fluido, e la norma si applica anche a tali sistemi ^[3]. Acqua refrigerata, glicole o salamoia vengono convogliati agli scambiatori di calore. La CO2 può essere utilizzata anche come fluido secondario volatile: viene pompata come liquido, evapora parzialmente negli scambiatori e viene condensata dal circuito primario, a pressioni molto più elevate rispetto a un circuito a glicole.

I motivi risiedono nella ridotta carica di refrigerante concentrata in un unico punto e nel mantenere refrigeranti infiammabili (A2L, A3) o tossici (B2L, ammoniaca) lontani dagli spazi occupati. Il prezzo da pagare è una differenza di temperatura aggiuntiva e il consumo energetico delle pompe.

Come la norma EN 378-1 classifica i sistemi

La norma EN 378-1 classifica i sistemi di refrigerazione al punto 5.4. Essa distingue tra sistemi a rilascio diretto, in cui il refrigerante che fuoriesce può raggiungere lo spazio occupato, e sistemi indiretti, e il punto 5.5 fornisce esempi di entrambi ^[3]. La classe del sistema viene utilizzata insieme alla classe di ubicazione e alla categoria di accesso per determinare il limite di carica; si veda l'articolo sulla EN 378 e ISO 5149.

Regolamento UE sui gas F (UE) 2024/573

Il regolamento riguarda i gas fluorurati ad effetto serra. Acqua, glicole, salamoie e CO2 non rientrano tra questi, pertanto gli obblighi seguono il circuito frigorifero ^[1]:

• Controlli delle perdite a partire da 5 tonnellate di CO2e di gas dell'allegato I (articolo 5, paragrafo 1), almeno ogni 12, 6 o 3 mesi a partire da 0, 50 e 500 t di CO2e, o ogni 24, 12 o 6 mesi in presenza di un sistema di rilevamento delle perdite (articolo 5, paragrafo 6). Le tonnellate di CO2e corrispondono alla carica in tonnellate moltiplicata per il GWP (articolo 3) ^[1].
• Sistema di rilevamento delle perdite a partire da 500 t di CO2e in apparecchiature fisse di refrigerazione, condizionamento d'aria e pompe di calore (articolo 6, paragrafo 1) ^[1].
• Certificati (Articolo 10) per l'installazione, la manutenzione o la riparazione, la dismissione e i controlli delle perdite. Per manutenzione o riparazione si intende qualsiasi intervento che comporti l'apertura di circuiti contenenti gas fluorurati, l'aggiunta di gas o la riparazione di perdite (Articolo 3, paragrafo 18). Gli interventi eseguiti unicamente su pompe, filtri a Y o glicole non comportano l'apertura del circuito frigorifero ^[1].

Dove il regolamento menziona i sistemi indiretti

Un refrigeratore di liquido (chiller) è un sistema singolo la cui funzione principale è raffreddare un fluido termovettore; il regolamento cita acqua, glicole, salamoia (brine) e CO2 come esempi (Articolo 3, paragrafo 44) ^[1]. L'unità a servizio del circuito secondario è pertanto solitamente un chiller, disciplinato dall'Allegato IV, punto 7:

I punti da b) a d) non si applicano nei casi in cui il gas fluorurato sia necessario per soddisfare i requisiti di sicurezza del sito. Il divieto generale applicabile ad altre apparecchiature di refrigerazione con GWP pari o superiore a 150 a decorrere dal 1° gennaio 2030 (punto 5, lettera c) esclude i refrigeratori di liquido (chiller) ^[1].

Sistemi monoblocco multipli (multipack) e a cascata. I sistemi commerciali multipack di potenza pari o superiore a 40 kW che utilizzano gas fluorurati con GWP pari o superiore a 150 sono vietati a partire dal 1° gennaio 2022, ad eccezione del circuito primario dei sistemi a cascata, in cui è consentito un GWP inferiore a 1.500 (punto 6) ^[1]. In questo contesto, il circuito secondario è un circuito frigorifero a media temperatura il cui calore di condensazione viene assorbito dal circuito primario, e non un anello a salamoia (Articolo 3, paragrafo 35) ^[1].

Divieti di manutenzione e assistenza. A decorrere dal 1° gennaio 2025, i gas con GWP pari o superiore a 2.500 non possono essere utilizzati per la manutenzione o l'assistenza delle apparecchiature di refrigerazione, fatta eccezione per i gas rigenerati o riciclati fino al 1° gennaio 2030 (Articolo 13, paragrafo 3). Il divieto per i gas con GWP pari o superiore a 750 a decorrere dal 1° gennaio 2032 esclude i refrigeratori di liquido (chiller) (Articolo 13, paragrafo 5) ^[1].

Svizzera: ChemRRV Allegato 2.10

La Svizzera dispone di normative specifiche contenute nell'ordinanza sulla riduzione dei rischi inerenti ai prodotti chimici (ChemRRV, SR 814.81), Allegato 2.10. Tali disposizioni riguardano i refrigeranti stabili nell'aria, come gli HFC. La versione in vigore dal 1° gennaio 2027 disciplina il circuito secondario (Kälteträgerkreislauf) ^[4]:

• La refrigerazione commerciale e industriale per alimenti, sia autonoma (plug-in) sia dotata di circuito secondario, non può essere immessa sul mercato con un refrigerante avente GWP pari o superiore a 150 (sezione 2.1, paragrafo 3, lettera b, numero 4) ^[4].
• Per la climatizzazione degli edifici e il raffreddamento di processi industriali, il divieto per GWP pari o superiore a 150 riguarda i sistemi a espansione diretta (sezione 2.1, paragrafo 3, lettera a, numero 5, e lettera c, numero 5) ^[4].
• Il rabbocco con gas a GWP pari o superiore a 750 è vietato nella refrigerazione alimentare e industriale e nelle piste di pattinaggio, mentre il refrigerante vergine rimane consentito nei sistemi dotati di circuito secondario (sezioni 3.3.1, paragrafo 2, e 3.3.2, paragrafo 2, lettera b). Per gli altri sistemi, il divieto di utilizzo di refrigerante vergine decorre dal 31 dicembre 2031 (sezione 7, paragrafo 5) ^[4].

Attrezzature a pressione: la PED sul lato secondario

La direttiva 2014/68/UE classifica un fluido come liquido quando la sua tensione di vapore alla temperatura massima ammissibile TS è superiore di al massimo 0,5 bar rispetto alla pressione atmosferica. Acqua, glicole e salamoie rientrano generalmente in questa categoria. Il gruppo 1 comprende i fluidi infiammabili, tossici e altri fluidi pericolosi elencati all'Articolo 13, paragrafo 1, lettera a), nonché i fluidi con TS superiore al loro punto di infiammabilità; tutti gli altri appartengono al gruppo 2 ^[2]. L'Articolo 4, paragrafo 1, stabilisce i seguenti limiti:

Un anello a glicole con PS pari o inferiore a 10 bar esula pertanto dall'Articolo 4, paragrafo 1, indipendentemente dalle sue dimensioni. Tali apparecchiature seguono la corretta prassi costruttiva, sono fornite con relative istruzioni e non recano la marcatura CE ai sensi della direttiva (Articolo 4, paragrafo 3) ^[2]. La CO2 impiegata come fluido secondario appartiene al gruppo 2 ma è soggetta ai limiti per i gas: a una PS di 40 bar, una tubazione DN 40 sviluppa 1.600 bar ed è pertanto soggetta alla direttiva ^[2]. Un evaporatore o uno scambiatore di calore a piastre dotato di più camere viene classificato in base alla camera con la categoria più elevata (Articolo 13, paragrafo 2) ^[2].

Glicole, salamoie e protezione delle risorse idriche

I glicoli e le salamoie possono risultare nocivi per le risorse idriche e il suolo. Possono trovare applicazione le normative nazionali in materia di sostanze pericolose per le acque; si consiglia di verificare i requisiti presso l'autorità ambientale locale.

Lista di controllo pratica

• Calcolare i tonnellaggi di CO2e esclusivamente per il circuito frigorifero ^[1].
• Verificare se l'unità di raffreddamento costituisce un refrigeratore di liquido (chiller) (Articolo 3, paragrafo 44) e applicare l'Allegato IV, punto 7 ^[1].
• L'apertura del circuito frigorifero richiede un certificato per gas fluorurati; gli interventi eseguiti esclusivamente sul lato salamoia non lo richiedono ^[1].
• Verificare la classe dell'impianto rispetto alla norma EN 378-1, punti 5.4 e 5.5 ^[3].
• Impostare la PS sul lato salamoia e verificare se supera i 10 bar; applicare i limiti dei gas nel caso della CO2 ^[2].
• In Svizzera, verificare le disposizioni relative ai circuiti secondari contenute nella ChemRRV, Allegato 2.10 ^[4].

Dimensionare tubazioni, pompe e perdite di carico di un circuito ad acqua o glicole utilizzando il calcolatore per riscaldamento e raffreddamento (impianti idronici).