Propano (R290) vs R32: il duello dei refrigeranti per pompe di calore più ecologiche.

Alla fiera ISH 2023 di Francoforte, tutti i produttori di pompe di calore hanno presentato i loro ultimi modelli funzionanti con R290, un nuovo refrigerante più ecologico meglio conosciuto come propano.

Dopo il sostituzione dell'R410A con l'R32In questo articolo esamineremo le differenze tra questi due refrigeranti, per aiutarvi a scegliere un nuovo modello di pompa di calore.

R290 è un idrocarburo naturale

È una molecola semplice composta da carbonio e idrogeno (C3H8): è quindi un idrocarburo naturale. A differenza degli HFC, non ha alcun impatto sullo strato di ozono e il suo GWP (potenziale di riscaldamento globale) è molto basso.

L'R32, con formula CH2F2, non contiene cloro. Anche il suo impatto sullo strato di ozono è molto basso, ma superiore a quello dell'R290.

L'R290 ha un GWP praticamente pari a zero.

Il propano (R290) ha un potenziale di riscaldamento globale pari al 3 sono estremamente basse, rendendolo un gas praticamente neutro in termini di effetto serra. È quindi naturalmente favorito da produttori di pompe di calore.

L'R32 ha un GWP di 675. Questo lo rende una scelta migliore rispetto ai fluidi più vecchi, come l'R410A o l'R407C.

Leggi anche: differenze tra R410A e R32

L'R290 è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto all'R32

Mentre l'R32 è eccellente e consente alle pompe di calore di raggiungere COP compresi tra 3 e 5, l'R290 è un gradino più in alto e consente COP compresi tra 4 e 6 se le condizioni sono adeguate.

L'R290 ha ottime proprietà termodinamiche, tra cui una migliore conducibilità termica (0,152 W/m-K) rispetto all'R32 (0,084 W/m-K) e una capacità termica circa doppia (1,64 kJ/kg-K), che gli consente di trasportare il calore in modo più efficiente rispetto all'R32 (0,85 kJ/kg-K).

Inoltre, le prestazioni a bassa temperatura dei due gas sono più o meno le stesse. L'R32 ha un punto di ebollizione di circa -52°C, mentre l'R290 ha un punto di ebollizione di circa -42°C. Anche se teoricamente l'R32 è avvantaggiato perché può continuare a evaporare oltre i -42°C e fino a -52°C, stiamo parlando di temperature così basse da essere irrilevanti: dopo tutto, non viviamo in Yakutia. Nel complesso, alle basse temperature l'R290 è avvantaggiato grazie alle sue migliori proprietà termodinamiche, che gli consentono di trasportare il calore in modo più efficiente.

L'R290 è altamente infiammabile, molto più dell'R32.

L'R32 è classificato come A2L per l'infiammabilità, quindi è un fluido leggermente infiammabile. Con un'energia di accensione minima di 100mJ, ci vuole molta energia per accenderlo.

Inoltre, perché si verifichi la combustione è necessaria una concentrazione di almeno 14,4% di R32 nell'aria e la velocità di propagazione della fiamma in caso di accensione è molto inferiore a quella dei gas altamente infiammabili come l'R290.

L'R290 è classificato come A3, altamente infiammabile. Per fare un confronto con l'R32, la sua energia minima di accensione è di 0,25mJ, cioè 400 volte inferiore a quella dell'R32.

Inoltre, bastano 2,1% di gas R290 per innescare la combustione in aria e la velocità di propagazione dell'R290 è superiore a quella dell'R32.

L'R290 può quindi essere utilizzato solo quando il circuito del refrigerante si trova all'esterno dell'abitazione, il che ne limita l'uso alle pompe di calore aria/acqua esterne.

Problemi di compatibilità delle apparecchiature

Poiché i due gas hanno proprietà diverse, un sistema R32 può non essere compatibile con un sistema R290 e viceversa. Ciò rende impossibile la sostituzione del gas.

Ad esempio, i compressori devono essere dimensionati in modo specifico per ciascun gas, poiché esistono differenze nelle proprietà termodinamiche e nella densità del vapore. Un compressore per R32 potrebbe non essere ideale per R290.

Gli scambiatori di calore devono essere dimensionati per massimizzare il trasferimento di calore e i due fluidi hanno conducibilità termica e capacità termica diverse. Uno scambiatore di calore per R32 può non essere molto efficiente per R290 e viceversa.

Infine, una pompa di calore che utilizza l'R290 richiede ulteriori dispositivi di sicurezza a causa dell'elevata infiammabilità del gas. Sono tutti sistemi che non sarebbero necessari su una pompa di calore R32.

Se dovessimo sostituire l'R32 con l'R290, non si tratterebbe semplicemente di sostituire il fluido, ma dovremmo anche revisionare una serie di componenti interni per garantire che tutto funzioni correttamente, e soprattutto mettere in atto le necessarie misure di sicurezza a causa dell'elevata infiammabilità del propano. Si tratta quindi di un'operazione che ha poco senso dal punto di vista economico.

Il vecchio gas R22 è stato più facilmente sostituito da fluidi più recenti, come l'R407 o l'R410A, con alcune piccole modifiche. Un retrofit è quando si sostituisce un gas con un altro e si apportano le modifiche necessarie per farlo funzionare. Per motivi di sicurezza, un retrofit dell'R290 è praticamente impossibile.

R290 è più economico di R32

Sebbene il gas R290 (89 euro per 5 kg) sia più economico dell'R32 (139 euro per 5 kg) se acquistato in bombole, ciò non è necessariamente vero per una pompa di calore che utilizza l'R290 rispetto a una che utilizza l'R32. Ciò è dovuto alle misure di sicurezza richieste per l'R290: ventilazione migliorata, rilevatori di perdite e protocolli di installazione e manutenzione specializzati. Tutto ciò aumenta il costo complessivo della macchina installata.

Infine, cosa scegliere tra R32 e R290 per la vostra pompa di calore aria/acqua esterna?

Mentre l'R32 può essere sostituito dall'R290 in modo abbastanza vantaggioso, l'R32 rimane utilizzabile secondo le normative sui refrigeranti fino al 2030. Il che lo rende un candidato sostenibile.

Sebbene l'R290 dia origine a macchine più efficienti e sia più ecologico dell'R32, rimane un gas altamente infiammabile, che aumenta il costo della pompa di calore e della sua installazione.

Sebbene l'acquisto sia più economico, il costo complessivo di una pompa di calore R290 può essere elevato a causa delle misure di sicurezza richieste. La scelta tra R290 e R32 dipenderà quindi dalle vostre priorità in termini di ecologia, efficienza e sicurezza. È certo che la maggior parte dei produttori è passata all'R290 e che tra qualche anno sarà l'unica scelta rimasta. Alcuni altri produttori, come Stiebel Eltron hanno optato per l'R454C, che ha un GWP molto basso, pari a 148, ed è meno infiammabile dell'R290.