10.10.2007
E' noto che negli ultimi anni nelle abitazioni, nelle attività commerciali, professionali trovano maggiore uso gli impianti di raffrescamento / condizionamento e pompa di calore.
Altresì trovano sempre maggiore diffusione gli impianti di refrigerazione nei settori commerciali in particolare nel settore alimentare per la conservazione e surgelazione tramite celle e banchi frigo... Le tipologie progettuali e costruttive degli impianti sono diverse: ad esempio impianti centralizzati (o condominiali) con gruppi frigo raffreddati ad aria, ad acqua ... oppure impianti cosiddetti autonomi o split ad espansione diretta. Tali impianti sono basati sulla installazione di armadi condizionatori ubicati all'esterno (unità motocondensanti) e sulla posa di unità interne (in versione mono, dual, trial, quadri...) denominate motoevaporanti, che vengono ubicate all'interno degli appartamenti.
In ogni caso, il fluido frigorigeno viene utilizzato come vettore termico, in un opportuno circuito fluido-meccanico (compressore, condensatore, evaporatore, valvola di laminazione...), percorrendo il quale, assorbe calore a bassa temperatura e bassa pressione e restituisce calore a temperatura più elevata ed una pressione più elevata, implicando di solito cambiamenti di stato da liquido a gassoso e viceversa. Il funzionamento in pompa di calore, per generare caldo, si ottiene solo mediante inversione del ciclo e cioè del senso di percorrenza del fluido nel circuito.
I fluidi frigorigeni (indicati con la lettera R dall'inglese Refrigerant tradotto fluido refrigerante) generalmente, salvo il metano e l'ammoniaca, sono prodotti di sintesi, ottenuti dalla combinazione di molecole di idrocarburi (idrogeno e carbonio) e alogeni (in particolare fluoro e cloro). Particolarmente conosciuto fino a qualche anno fa il refrigerante R22, noto con il nome commerciale freon. Gli alogeni (letteralmente: generatori di sali) costituiscono una famiglia di 4 elementi (cloro, fluoro, bromo, iodio) che vengono cosi chiamati perché si combinano direttamente con numerosi metalli dando origine ai cosiddetti sali binari (cloruri, fluoruri, bromuri, ioduri). Fino a pochi anni addietro, come fluidi frigorigeni sono stati impiegati i cfc, cloro - fluoro - carbonio. Detti gas presentano un compromesso ai fini della sicurezza poiché effettivamente si possono ritenere scarsamente tossici e non infiammabili; purtroppo hanno dimostrato effetti negativi negli stati più alti dell'atmosfera, perché sono responsabili del cosiddetto buco d'ozono (distruzione dello strato di ozono che avvolge la terra e la protegge dalle radiazioni solari più dannose per l'uomo). Per stabilire la capacità distruttiva di un gas nei confronti dell'ozono, è stato introdotto l'Odp (Ozone Depletion Potenzial). Il valore Odp 1 di un cfc di riferimento, corrisponde alla massima aggressione dell'ozono, mentre Odp pari a 0 corrisponde a nessuna aggressione nei riguardi dell'ozono.
E' noto che negli ultimi anni nelle abitazioni, nelle attività commerciali, professionali trovano maggiore uso gli impianti di raffrescamento / condizionamento e pompa di calore.
Altresì trovano sempre maggiore diffusione gli impianti di refrigerazione nei settori commerciali in particolare nel settore alimentare per la conservazione e surgelazione tramite celle e banchi frigo... Le tipologie progettuali e costruttive degli impianti sono diverse: ad esempio impianti centralizzati (o condominiali) con gruppi frigo raffreddati ad aria, ad acqua ... oppure impianti cosiddetti autonomi o split ad espansione diretta. Tali impianti sono basati sulla installazione di armadi condizionatori ubicati all'esterno (unità motocondensanti) e sulla posa di unità interne (in versione mono, dual, trial, quadri...) denominate motoevaporanti, che vengono ubicate all'interno degli appartamenti.
In ogni caso, il fluido frigorigeno viene utilizzato come vettore termico, in un opportuno circuito fluido-meccanico (compressore, condensatore, evaporatore, valvola di laminazione...), percorrendo il quale, assorbe calore a bassa temperatura e bassa pressione e restituisce calore a temperatura più elevata ed una pressione più elevata, implicando di solito cambiamenti di stato da liquido a gassoso e viceversa. Il funzionamento in pompa di calore, per generare caldo, si ottiene solo mediante inversione del ciclo e cioè del senso di percorrenza del fluido nel circuito. I fluidi frigorigeni (indicati con la lettera R dall'inglese Refrigerant tradotto fluido refrigerante) generalmente, salvo il metano e l'ammoniaca, sono prodotti di sintesi, ottenuti dalla combinazione di molecole di idrocarburi (idrogeno e carbonio) e alogeni (in particolare fluoro e cloro). Particolarmente conosciuto fino a qualche anno fa il refrigerante R22, noto con il nome commerciale freon. Gli alogeni (letteralmente: generatori di sali) costituiscono una famiglia di 4 elementi (cloro, fluoro, bromo, iodio) che vengono cosi chiamati perché si combinano direttamente con numerosi metalli dando origine ai cosiddetti sali binari (cloruri, fluoruri, bromuri, ioduri). Fino a pochi anni addietro, come fluidi frigorigeni sono stati impiegati i cfc, cloro - fluoro - carbonio. Detti gas presentano un compromesso ai fini della sicurezza poiché effettivamente si possono ritenere scarsamente tossici e non infiammabili; purtroppo hanno dimostrato effetti negativi negli stati più alti dell'atmosfera, perché sono responsabili del cosiddetto buco d'ozono (distruzione dello strato di ozono che avvolge la terra e la protegge dalle radiazioni solari più dannose per l'uomo). Per stabilire la capacità distruttiva di un gas nei confronti dell'ozono, è stato introdotto l'Odp (Ozone Depletion Potenzial). Il valore Odp 1 di un cfc di riferimento, corrisponde alla massima aggressione dell'ozono, mentre Odp pari a 0 corrisponde a nessuna aggressione nei riguardi dell'ozono.
A fronte di tale inconveniente, l'industria dei gas frigorigeni ha studiato e introdotto i cosiddetti hcfc, idrogeno - cloro - fuoro - carbonio: oltre agli atomi di cloro, fluoro e carbonio, hanno anche atomi di idrogeno che conferiscono una maggiore stabilità e cosi riescono meno dannosi quando raggiungono lo strato di ozono; hanno Odp inferiore a 1 ma ovviamente, non nullo! In Europa i gas cfc (tipico caso è R 22 - commercialmente noto come freon), usati nell'ambito della climatizzazione e per la estinzione degli incendi (estintori, impianti fissi...), sono stati banditi già dal 1 luglio 2002, a favore degli Hcfc. Purtroppo anche questi gas producono danni all'ambiente, in quanto contribuiscono (maggiore responsabile è la CO2 da combustioni...) al riscaldamento del pianeta per il cosiddetto effetto serra. Per misurare il contributo (negativo) di un gas all'effetto serra, è stato introdotto il parametro Gwp (Global warming potenzial) riferita all'anidride carbonica CO2 e ad un orizzonte temporale di 100 anni. Cioè per convenzione il valore Gwp (100 anni) = 1 viene attribuito alla CO2 che è il gas serra emesso in quantità maggiori sulla terra. Per la protezione ambientale, i fluidi frigorigeni devono essere scelti con il valore Odp il più basso possibile. Purtroppo non è facile coniugare esigenze di protezione ambientale, con la sicurezza delle persone e l'efficienza energetica. Bisogna evidenziare che alcuni tipi di macchine utilizzano fluidi firgorigeni relativamente tossici e /o infiammabili o che possono risultare comunque nocivi per le persone sotto determinate condizioni.
Gli impianti di raffrescamento, riscaldamento e/o climatizzazione, devono essere quindi progettati ed installati in modo da minimizzare possibili rischi a persone, beni e ambiente dovuti alle caratteristiche chimiche e fisiche dei fluidi frigorigeni, cosi come alle pressioni e alle temperature caratteristiche dei cicli di refrigerazione.
Progettazioni ed installazioni non adeguate possono produrre:
a) cedimento / rottura di una parte in pressione, con scoppio e proiezione di materiale;
b) fuoriuscita di fluido frigorigeno dovuta a rottura o perdita per difetto di costruzione o funzionamento non corretto o manutenzione, riparazione, carica o smaltimento adeguato;
c) fuoriuscita di fluido frigorigeno con conseguente rischio di saturazione dell'ambiente (ad esempio tossicità, effetti caustici, asfissia, panico, buco d'ozono)
In relazione alle influenze sulla salute e sicurezza delle persone, i fluidi frigorigeni vengono classificati in tre gruppi : L1, L2 , L3 in base alla infiammabilità ed alla tossicità. Ai fini della verifica di congruità di uso nei vari ambienti, i singoli fluidi frigorigeni, sono caratterizzati dal cosiddetto limite pratico Lp espresso in kg/mc.
In fase di progettazione, bisogna quindi conoscere tale limite pratico per poter fare le verifiche di congruità circa l'effetto, sulle persone presenti in un locale, in caso di fuga improvvisa di fluido.
A fronte di tale inconveniente, l'industria dei gas frigorigeni ha studiato e introdotto i cosiddetti hcfc, idrogeno - cloro - fuoro - carbonio: oltre agli atomi di cloro, fluoro e carbonio, hanno anche atomi di idrogeno che conferiscono una maggiore stabilità e cosi riescono meno dannosi quando raggiungono lo strato di ozono; hanno Odp inferiore a 1 ma ovviamente, non nullo! In Europa i gas cfc (tipico caso è R 22 - commercialmente noto come freon), usati nell'ambito della climatizzazione e per la estinzione degli incendi (estintori, impianti fissi...), sono stati banditi già dal 1 luglio 2002, a favore degli Hcfc. Purtroppo anche questi gas producono danni all'ambiente, in quanto contribuiscono (maggiore responsabile è la CO2 da combustioni...) al riscaldamento del pianeta per il cosiddetto effetto serra. Per misurare il contributo (negativo) di un gas all'effetto serra, è stato introdotto il parametro Gwp (Global warming potenzial) riferita all'anidride carbonica CO2 e ad un orizzonte temporale di 100 anni. Cioè per convenzione il valore Gwp (100 anni) = 1 viene attribuito alla CO2 che è il gas serra emesso in quantità maggiori sulla terra. Per la protezione ambientale, i fluidi frigorigeni devono essere scelti con il valore Odp il più basso possibile. Purtroppo non è facile coniugare esigenze di protezione ambientale, con la sicurezza delle persone e l'efficienza energetica. Bisogna evidenziare che alcuni tipi di macchine utilizzano fluidi firgorigeni relativamente tossici e /o infiammabili o che possono risultare comunque nocivi per le persone sotto determinate condizioni.
Gli impianti di raffrescamento, riscaldamento e/o climatizzazione, devono essere quindi progettati ed installati in modo da minimizzare possibili rischi a persone, beni e ambiente dovuti alle caratteristiche chimiche e fisiche dei fluidi frigorigeni, cosi come alle pressioni e alle temperature caratteristiche dei cicli di refrigerazione.
Progettazioni ed installazioni non adeguate possono produrre:
a) cedimento / rottura di una parte in pressione, con scoppio e proiezione di materiale;
b) fuoriuscita di fluido frigorigeno dovuta a rottura o perdita per difetto di costruzione o funzionamento non corretto o manutenzione, riparazione, carica o smaltimento adeguato;
c) fuoriuscita di fluido frigorigeno con conseguente rischio di saturazione dell'ambiente (ad esempio tossicità, effetti caustici, asfissia, panico, buco d'ozono)
In relazione alle influenze sulla salute e sicurezza delle persone, i fluidi frigorigeni vengono classificati in tre gruppi : L1, L2 , L3 in base alla infiammabilità ed alla tossicità. Ai fini della verifica di congruità di uso nei vari ambienti, i singoli fluidi frigorigeni, sono caratterizzati dal cosiddetto limite pratico Lp espresso in kg/mc.
In fase di progettazione, bisogna quindi conoscere tale limite pratico per poter fare le verifiche di congruità circa l'effetto, sulle persone presenti in un locale, in caso di fuga improvvisa di fluido.
In relazione alla sicurezza delle persone che possono essere direttamente coinvolte in caso di anomalo funzionamento dell'impianto di refrigerazione (o pompa di calore), gli ambienti si classificano in tre categorie:
• categoria A : stanze, parti di edifici, edifici dove le persone possono dormire; i movimenti delle persone sono limitati; è presente un numero imprecisato di persone o nei quali qualsiasi persona abbia accesso senza essere personalmente a conoscenza delle precauzioni di sicurezza necessaria. Ad esempio, possono rientrare in questa categoria ospedali, tribunali o prigioni, teatri, supermercati, scuole, sale conferenza, stazioni di trasporto pubblico, alberghi, residence, ristoranti.
• categoria B: stanze, parti di edifici, edifici dove può essere presente solo un numero limitato di persone, alcune delle quali necessariamente a conoscenza delle precauzioni generali di sicurezza dello stabile. Ad esempio possono rientrare in questa categoria uffici commerciali o professionali, laboratori, luoghi di produzione generale nei quali lavorano le persone.
• categoria C: stanze, parti di edifici, edifici dove abbiano accesso solo persone autorizzate, a conoscenza delle precauzioni generali e particolari dello stabile, e dove avvenga la produzione, l'elaborazione o la conservazione di materiali o prodotti. Ad esempio, possono rientrare in questa categoria stabilimenti di produzione di prodotti chimici, cibi, bevande, ghiaccio, raffinerie, depositi refrigerati, caseifici, macelli, aree non frequentate dal pubblico nei supermercati.
Libretto di impianto
Il Dpr 15 febbraio 2006 n. 147 prevede che le apparecchiature e gli impianti di refrigerazione, condizionamento d'aria e le pompe di calore contenenti refrigeranti di tipo cfc o H cfc, come elencate nel regolamento Ce n. 2037/2000, in quantità superiore a 3 kg , devono essere sottoposte a controllo circa la presenza di fughe nel circuito di refrigerazione secondo le seguenti cadenze :
a) una volta all'anno per impianti e apparecchiature con un contenuto di sostanze comprese tra i 3 ed i 100 kg;
b) ogni sei mesi per impianti e apparecchiature con un contenuto di sostanze superiore ai 100 kg;
I risultati dei controlli devono essere riportati su un apposito libretto di impianto che deve essere istituito e custodito a cura gestore dell'impianto; nel suddetto libretto devono essere riportate le operazioni di controllo, recupero e riciclo delle sostanze che vengono effettuate.
Il summenzionato decreto precisa che per gestore si deve intendere qualsiasi persona fisica o giuridica che detiene o gestisce l'impianto o l'apparecchio.
E' anche specificato che il personale che svolge attività di controllo e recupero deve possedere requisiti minimi, che saranno stabiliti, con apposito atto, dalla Conferenza permanete per i rapporti tra lo Stato, le regioni e le province autonome di Trento e Bolzano ai sensi dell'art. 4 del D.Lgs 28 agosto 1997 n. 281.
Verifica della carica massima di fluido frigorigeno compatibile con la sicurezza delle persone esposte a fuga improvvisa di fluido
Prendiamo ad esempio una stanza ove le persone possono dormire (categoria A) di superficie S = 20 mq e volume V = 55 mc. Supponiamo di avere un impianto funzionante con fluido R407C (appartenente al gruppo L1) con limite pratico Lp = 0,31 kg/mc ; il quantitativo massimo Qmax di fluido che può essere contenuto nell'impianto di refrigerazione /pompa di calore, non può eccedere il prodotto Lp x V e quindi Qmax = 55 x 0,31 = 17 kg ! Inoltre il volume del fluido, espresso in mc, non deve eccedere il volume dello spazio più piccolo, occupato da persone, nel quale è collocata una apparecchiatura contenente il fluido refrigerante.
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