Ciro APREA | Progetti

ANALISI SPERIMENTALE SUI FLUIDI SOSTITUTIVI DEGLI HFC NELLE MACCHINE A COMPRESSIONE DI VAPORE

La ricerca si propone di testare sperimentalmente, alla luce della regolamentazione europea sugli F-gas, le miscele di fluidi refrigeranti del tipo HFO1234yf-HFC134A e HFO1234ZE-HFC134A, in sostituzione dell’HFC134A dapprima dapprima nell’ambito della refrigerazione domestica e in seguito valutarne l’applicabilità per altri impieghi. Sebbene siano stati realizzati test con l’anidride carbonica nell’ambito domestico e commerciale, ad oggi la soluzione identificata dal mercato, è l'impiego degli idrocarburi come refrigeranti che, comunque, non presentano alcun impatto ambientale. Essi però, come è noto, sono infiammabili per cui la quantità di carica possibile negli impianti frigoriferi è fortemente limitata. Il presente progetto di ricerca si prefigge l'obbiettivo di testare sperimentalmente le miscele HFO-HFC134A quali fluidi sostituivi. In una prima fase si individueranno le percentuali di HFO e HFC134A in grado di soddisfare i restrittivi limiti in termini di GWP paria 150. Successivamente si definirà una campagna prova, dapprima per la miscela HFO1234yf-HFC134A e successivamente per quella HFO1234ze-HFC134A. Le miscele saranno impiegate come fluido di lavoro per un impianto frigorifero in grado di operare alle condizioni tipiche delle applicazioni domestiche e munito di due scomparti a differenti temperature: zona freezer e zona refrigeratore. Le prove saranno realizzate in conformità con quanto definito dalla norma UNI-ISO 15502:2005 con riferimento alle condizioni per le regioni sub tropicali. L’impianto frigorifero sarà alloggiato in una camera climatica in grado di mantenere la temperatura dell’aria a +25°C ±0.5°C e di contenere l’umidità relativa nel range 45-75%. Il set-point del freezer sarà impostato a -18°C mentre il termostato del refrigeratore sarà regolato in modo da mantenere la temperatura a +5°C. L’investigazione sarà suddivisa in due fasi: • Caratterizzazione dell’impianto operante con HFC134A così comeè stato costruito, per identificare le condizioni di riferimento da confrontare con quelle ottenute a seguito dell’operazione di sostituzione del fluido refrigerante; • Caratterizzazione dell’impianto operante con le nuove miscele. Per ciascuna fase verranno realizzate due tipologie di prove: 1. Pull down: partendo da una condizione di equilibrio termico e igrometrico tra l’aria esterna e quella presente nei vani del frigorifero, l’impianto sarà avviato e saranno monitorate le temperature e le pressioni all’ingresso di ciascun componente dell’impianto. Al raggiungimento della prima termostatazione verrà memorizzato il tempo trascorso per il raggiungimento della temperatura di -18°C nello scomparto freezer. 2. 1-day consumption: partendo da una condizione di regime verranno monitorate per 24 ore continuative tutte le le temperature e le pressioni all’ingresso di ciascun componente dell’impianto, oltre ai consumi di energia elettrica. Per ciascun fluido frigorigeno testato, comunque, non basterà verificare la sola convenienza della prestazione energetica. Sarà necessario, anche, appurare che la temperatura di scarico, le pressioni di lavoro e gli altri valori cruciali in un circuito frigorifero rientrino nei "range" di accettabilità. Lo sviluppo della ricerca riguarderà la possibilità di risolvere alcune problematiche tecniche emerse alla luce della sostituzione degli HFC con gli HFO, facendo ricorso a delle miscele binarie a base di HFC e HFO, si ricercheranno soluzioni nuove non ancora ampiamente testate né condivise e certe. Analoghe prove saranno condotte su un congelatore a -40° dove in sostituzione degli HFC saranno impiegati i fluidi che i produttori renderanno disponibili. Anche per tali fluidi saranno testate opportune miscele la cui più opportuna composizione sarà identificata dal gruppo di ricerca.