La diffusione delle pompe di calore come tecnologia per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici ha registrato un graduale aumento negli ultimi anni, favorita dalla maggior consapevolezza ambientale dei consumatori. Questa tecnologia, infatti, costituisce un'opzione efficiente e rispettosa dell'ambiente rispetto ai tradizionali sistemi basati su combustibili fossili.

Al centro del funzionamento delle pompe di calore vi sono i gas refrigeranti, fondamentali per creare un ciclo termodinamico che permetta il trasferimento di calore da una sorgente a bassa temperatura a una a temperatura più elevata.

In questo articolo analizzeremo i diversi tipi di gas refrigeranti disponibili, i loro vantaggi, le loro caratteristiche e l'impatto ambientale.

I gas refrigeranti sono sostanze chimiche impiegate in diversi sistemi per il controllo della temperatura, dagli elettrodomestici come frigoriferi (industriali e domestici) a impianti di climatizzazione e strumentazioni specifiche (es. essiccatori).

Nel corso degli anni sono state utilizzate diverse tipologie di gas refrigeranti, di cui la prima fu l'ammoniaca, seguita da cloro e idrocloro.

Il 1928 segnò l'introduzione del freon, un refrigerante sintetico che divenne rapidamente il più diffuso.

Negli anni '70 emerse però la sua pericolosità: i gas refrigeranti a base di cloro, come il freon, contribuivano alla formazione del buco dell'ozono, rendendo necessaria la ricerca di alternative più sostenibili.

Questi gas sono inodore e incolore e ne esistono diversi tipi che si differenziano tra loro per il campo di applicazione e il tipo di refrigerante.

Refrigeranti come i CFC e i HCFC (Clorofluorocarburi e Idroclorofluorocarburi) sono stati banditi a causa del loro effetto dannoso sullo strato di ozono atmosferico in caso di dispersione nell'ambiente.

A partire dagli anni Novanta, queste sostanze sono state gradualmente sostituite dai gas HFC, come i gas R404a, R410a e R32, oggi i più diffusi. Ciò nonostante, pur essendo meno deleteri per l'ozono, questi gas hanno comunque un significativo e pericoloso impatto sul clima.

L'effetto dei gas refrigeranti sul pianeta, in particolare dei gas fluorati, è alquanto significativo ed è importante citarne il potenziale inquinante e le possibili conseguenze sull’ambiente del loro utilizzo.

I parametri che rappresentano la pericolosità di questi gas per l’atmosfera sono principalmente due:

• ODP - Ozone Depletion Potential: ovvero la capacità dei gas refrigeranti di danneggiare lo strato di ozono;
• GWP - Global Warming Potential: che indica il loro potenziale di riscaldamento globale.

Come criterio di riferimento per determinare l'impatto ambientale di questi gas viene utilizzata l’anidride carbonica. Il suo GWP, convenzionalmente fissato a 1, rappresenta una "misura standard" per comparare l'effetto serra di altri gas. Il Global Warming Potential dei vari gas serra, infatti, viene sempre valutato in relazione a quello dell'anidride carbonica. In questo modo è possibile comprendere meglio l’incidenza che un determinato tipo di gas ha sul surriscaldamento globale.

Ad esempio, il gas R32 ha un GWP di 675, ciò significa che l'emissione di 1 Kg di questo gas equivale all'emissione di 675 Kg di anidride carbonica.

Ancor più significativo è il dato del gas R410a, ancora ampiamente usato in pompe di calore e condizionatori elettrici, che ha un GWP di 2080.

È preferibile utilizzare gas con ODP e GWP bassi o nulli per ridurre al minimo l'impatto ambientale.

Allo scopo di scongiurare i disastrosi effetti ambientali che potrebbero scaturire dall’utilizzo negli anni di queste sostanze, dal 1° gennaio 2025, il Regolamento Europeo 2024/573 sui gas fluorurati vieta l'uso di gas con un GWP (potenziale di riscaldamento globale) superiore a 750 nei condizionatori residenziali con carica di gas fino a 3 kg.

Questo significa che il gas R-410A, con un GWP di 2088, non potrà più essere utilizzato in questi sistemi.

Il processo normativo europeo che ha portato alla decisione riportata sopra è stato piuttosto graduale: dal 2015 è stato completamente vietato l'uso del gas R22, mentre nel 2014 è stato pubblicato il regolamento 517/2014 sugli F-Gas, il quale ha stabilito una serie di obblighi progressivi che sono poi stati modificati e aggiornati a loro volta dall’ultimo Regolamento 2024/573 entrato in vigore l’11 marzo del 2024.

Questi tempi dilatati sono necessari per consentire la conversione o la sostituzione degli impianti che utilizzano gas vietati con soluzioni più moderne e meno inquinanti, processi che richiedono tempi considerevoli.

Attualmente sul mercato sono disponibili diversi refrigeranti a impatto ambientale ridotto, valutati in base ai loro effetti sull'ozono (ODP) e al contributo apportato al riscaldamento globale (GWP).

Questi refrigeranti, noti come HFO o refrigeranti A2L di quarta generazione, hanno un ODP pari a zero e GWP trascurabili (<1).

Ad esempio, l'R-454C, una miscela refrigerante HFO, ha un GWP di 148, inferiore rispetto al GWP di 3922 dell'R-404A, il quale viene sostituito.

Si tratta di gas adatti ai sistemi di refrigerazione commerciale e industriale a bassa e media temperatura precedentemente progettati per l'R-404A e l'R-134A.

I refrigeranti A2L presentano le medesime caratteristiche operative di quelli tradizionali, ma offrono un profilo più sicuro rispetto all'ammoniaca e agli idrocarburi nonché una maggiore efficienza energetica rispetto all'R-410A.

I nuovi HFO, però, presentano limitazioni in termini di sicurezza, principalmente legate alla loro infiammabilità e tossicità, oltre alle elevate pressioni di esercizio.

Attualmente, la maggior parte di essi è classificata come blandamente infiammabile (A2L - basso livello tossico e leggermente infiammabile), il che comporta alcune restrizioni nell'uso e nella gestione.

In aggiunta, questa tipologia di refrigeranti è soggetta ad una restrizione legata alla loro composizione chimica che li fa rientrare nella definizione di sostanze PFAS (perfluoroalchilici e polifluoroalchiche).

Nel gennaio del 2023, cinque Paesi (Danimarca, Germania, Paesi Bassi, Norvegia e Svezia) hanno presentato una proposta all'Agenzia Europea per le Sostanze Chimiche (ECHA) per ottenere una restrizione proprio sulle sostanze chimiche PFAS.

La proposta sosteneva che la produzione, l'immissione sul mercato e l'uso di PFAS non sono adeguatamente controllati e devono essere affrontati attraverso il regolamento europeo REACH. Il regolamento REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) disciplina quali sostanze chimiche possono essere prodotte e utilizzate all'interno dell'UE.

Le sostanze PFAS – perfluoroalchilici e polifluoroalchiche – sono note per essere altamente persistenti nell'ambiente, contaminando le acque sotterranee, le acque superficiali e il suolo e causando gravi effetti sulla salute come il cancro e danni al fegato.

Le proposte di restrizione includono una nuova definizione chimica di PFAS che potrebbe portare sostanzialmente al divieto di tutti i refrigeranti HFC e HFO.

Attualmente, la prassi comune per le pompe di calore è l'impiego di idrocarburi fluorurati, inclusi gli HFC e gli HFC alogenati.

Parliamo dell'R410A, un refrigerante ampiamente impiegato negli impianti di condizionamento e nei chiller per il raffreddamento nelle residenze private.

Questo ha preso il posto dell'R22 nei condizionatori d'aria, a seguito del divieto totale di quest'ultimo nei paesi dell'Unione Europea dal 2010.

Tuttavia, il suo impatto ambientale, con un GWP di 2088, ne limita l'utilizzo nei condizionatori monosplit fino al 1° gennaio 2025.

Andiamo ora ad esaminare le diverse alternative al R-410A con un GWP inferiore:

• R-32: ha un GWP di 675 ed è già ampiamente utilizzato nei condizionatori aria-aria. Un esempio di sistema che usa questo tipo di refrigerante è la pompa di calore aroTHERM pure con uniTOWER pure che offre un’installazione versatile e fino a 250 litri di acqua sanitaria disponibile a 40°C.
• R290: emerge come un'alternativa sostenibile poiché si adatta alle elevate temperature di mandata, presenta un bassissimo GWP ed è anche economico.
  Il gas R290 non solo offre un significativo beneficio ambientale, ma dimostra anche un'elevata efficienza energetica. I compressori R290 offrono un'efficienza di raffreddamento superiore del 5% rispetto ai compressori R32; inoltre, il R290 non è pericoloso, in quanto l’utilizzo in modo sicuro richiede solamente l'osservanza delle adeguate precauzioni.
  Un esempio di pompa di calore che usa questo tipo di refrigerante è la pompa di calore monoblocco aroTHERM plus che anticipa di anni i requisiti della direttiva europea Fgas.
• Anidride carbonica (CO2): un refrigerante naturale con un GWP nullo, ma con pressioni di esercizio elevate che ne complicano l'utilizzo.

Se hai un condizionatore con R-410A, non è necessario sostituirlo immediatamente. Il tuo sistema continuerà a funzionare correttamente fino al termine della sua vita utile. È importante però rivolgersi a un tecnico qualificato per la manutenzione e la ricarica del gas.

Vaillant dispone di una capillare rete di assistenza presente in Italia in grado di supportare il cliente in ogni sua scelta.

Se desideri invece cambiare subito il tuo impianto di climatizzazione, consulta la gamma di climatizzatori Vaillant con gas refrigerante R32.