Gas refrigeranti: quadro normativo classificazione e sicurezza

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Quadro normativo gas refrigeranti 19

Gas refrigeranti: quadro normativo classificazione e sicurezza

ID 7618 | 31.01.2019

Quadro normativo relativo alla classificazione e sicurezza dei gas refrigeranti, sulla classificazione e sicurezza ambientale e di uso con particolare riferimento Regolamento (CE) 1005/09 (Ozone-Depleting Substances -ODS), al regolamento (UE) n. 517/2014 ed agli standard europei ed internazionali riconosciuti quali:

- ASHRAE Standard 34;
- ISO 817:2014 Refrigerants - Designation and safety classification
- UNI EN 378-1:2017 - Sistemi di refrigerazione e pompe di calore - Requisiti di sicurezza e ambientali - Parte 1: Requisiti di base, definizioni, criteri di classificazione e selezione.

Indice

Premessa
1. Sistema di numerazione di ASHRAE
2. Gli HCFC: proibito l'uso dal 1° gennaio 2015
3. Gli HFC: drastica riduzione dei consumi entro il 2030
4. HFO: i refrigeranti di quarta generazione
5. Idrocarburi: refrigeranti infiammabili
6. Sostanze che riducono lo strato di ozono - Regolamento (CE) n. 1005/09
7. Regolamento UE 517/2014 sugli F-gas
8. Refrigeranti - Classificazione e classificazione di sicurezza
8.1 Classificazioni di sicurezza
8.2 Calore della combustione
9. Regolamentazioni, standard e buone pratiche
10. Trasporto dei gas infiammabili nelle bombole e dispositivi
11. Applicazioni di raffreddamento/riscaldamento per il comfort
12. Sistemi/applicazioni
13. Quadro generale di progettazione
14. Quadro generale sulla produzione
15. Quadro generale di assistenza

...

Excursus

Sistema di numerazione di ASHRAE

Con il termine di refrigeranti del passato si intendono tutti quei refrigeranti, d'uso comune fino al 2000 (noti anche come Freon), composti da tre tipi di elementi chimici: il cloro, il fluoro ed il carbonio. Da qui la loro denominazione di cloro-fluoro-carburi (CFC).

ASHRAE Standard 34, designazione e sicurezza Classificazione dei refrigeranti, stabilisce un semplice piuttosto di riferirsi ai comuni refrigeranti rispetto al loro nome chimico, formula o nome commerciale.

ASHRAE assegna numeri e classificazione di sicurezza ai refrigeranti sulla base di tossicità e infiammabilità dati presentati dal produttore del refrigerante.

Per i composti puri, i numeri sono basati su formula chimica. Per le miscele, i numeri sono assegnati sequenzialmente basato sul completamento di un soddisfacente revisione dei dati forniti dal produttore del refrigerante.

Le informazioni sono disponibili nell'edizione corrente, ANSI / ASHRAE Standard 34-2016.

I refrigeranti sono numerati con un R-, seguito dal Numero assegnato da ASHRAE.

Isomeri (molecola con la stessa formula chimica come un'altra molecola ma con una sostanza chimica diversa struttura) sono identificati con una lettera minuscola dopo il numero (ad esempio, R-134a). Miscele refrigeranti avere gli stessi componenti puri ma con differenti le composizioni sono identificate con una lettera maiuscola dopo il numero (ad esempio, R-401A e R-401B).

I refrigeranti con la forma R-4xxx sono zeotropici (miscele di due o più refrigeranti la cui fase liquida e la fase del vapore hanno sempre una composizione diversa), mentre quelli con la forma R-5xxx sono azeotropi (miscele di refrigeranti la cui fase liquida e vapore fase hanno le stesse composizioni in uno specifico pressione).

La tabella seguente riporta la classificazione ASHRAE di alcuni refrigeranti CFC.

Tabella 1

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Sostanze che riducono lo strato di ozono - Regolamento (CE) n. 1005/09

Regolamento (CE) n. 1005/2009 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 16 settembre 2009, sulle sostanze che riducono lo strato di ozono (GU L 286 del 31.10.2009)
Modificato da:

- Regolamento (UE) n. 744/2010 della Commissione del 18 agosto 2010
- Regolamento (UE) N. 1087/2013 della Commissione del 4 novembre 2013
- Regolamento (UE) N. 1088/2013 della Commissione del 4 novembre 2013
- Regolamento (UE) 2017/605 della Commissione del 29 marzo 2017

Il regolamento stabilisce norme riguardanti la produzione, l’importazione, l’esportazione, l’immissione sul mercato, l’uso, il recupero, il riciclo, la rigenerazione e la distruzione delle sostanze che danneggiano lo strato di ozono. Stabilisce requisiti e misure di riferimento per prodotti e attrezzature che usano tali sostanze

Come norma generale, sono proibite la produzione e l’immissione sul mercato di sostanze controllate, quali gli halon (per estinguere gli incendi), il bromuro di metile (per controllare i parassiti) e gli idroclorofluorocarburi (usati nei frigoriferi e nei sistemi di aria condizionata) la cui produzione o il cui uso sono regolamentati.

Sono permesse alcune esenzioni a determinate condizioni: nel caso in cui tali sostanze siano usate come materie prime, come agenti di fabbricazione o per l’uso in laboratorio o a fini di analisi.

L’uso del bromuro di metile è vietato dal marzo 2010, eccetto durante le applicazioni di quarantena per prevenire la diffusione di malattie o parassiti. In ognuno di questi casi, la Commissione deve dare il proprio permesso temporaneo.

I sistemi antincendio e gli estintori contenenti halon possono essere usati in determinate circostanze. Le alternative sono sempre più disponibili e il regolamento (UE) n. 744/2010 stabilisce date di scadenza dettagliate, che vanno dal 2013 al 2040 a seconda degli halon usati.

Le importazioni e le esportazioni di sostanze controllate e prodotti che le contengono sono sostanzialmente vietate. Nel caso in cui siano consentite è in vigore un sistema di autorizzazioni, reso più flessibile nel 2013 dalla Commissione per gli halon usati in aviazione.

Devono essere attuati sistemi di recupero per distruggere, riciclare o riutilizzare le sostanze controllate usate nella refrigerazione, nel condizionamento d’aria e pompe di calore, negli estintori e nei sistemi di protezione antincendio e nelle apparecchiature contenenti solventi.

HCFC: fino al 31 dicembre 2019

Fino al 31 dicembre 2019, come previsto dal Regolamento (CE) n. 1005/2009 in deroga al divieto, gli idroclorofluorocarburi (HCFC) potranno essere immessi sul mercato per essere riconfezionati e successivamente esportati. Dopo questa data la loro produzione cesserà completamente.

Vedi la news

[...]

ALLEGATO I SOSTANZE CONTROLLATE

Gruppo

[...]

ALLEGATO VI Usi critici degli halon

Ai fini del presente allegato si intende per:

1) «Data ultima», la data oltre la quale non è più consentito l’uso degli halon per estintori o impianti antincendio in attrezzature e impianti nuovi nell’applicazione interessata.

2) «Attrezzature nuove», le attrezzature per le quali, alla data ultima, non si sia verificato nessuno dei casi seguenti:

a) firma del relativo contratto di fornitura o di conversione;

b) presentazione della domanda per il rilascio dell’omologazione o certificazione di tipo presso la competente autorità di regolamentazione. Per gli aeromobili, la presentazione di una domanda di certificazione di tipo si riferisce alla presentazione di una richiesta per una nuova domanda di certificazione di tipo.  3) «Impianti nuovi», gli impianti per i quali, alla data limite, non si sia verificato nessuno dei seguenti casi:

a) firma del relativo contratto di sviluppo;

b) presentazione della domanda per il rilascio dell’autorizzazione di pianificazione presso la competente autorità di regolamentazione.

4) «Data limite», la data oltre la quale gli halon non devono più essere usati nell’applicazione interessata, entro la quale gli estintori o i sistemi antincendio contenenti halon devono essere smantellati.

5) «Inertizzazione», prevenzione dell’innesco della combustione di un’atmosfera infiammabile o esplosiva tramite l’aggiunta di un diluente o di un agente inibitore.

6) «Nave da carico», una nave non adibita al trasporto di passeggeri, con una stazza lorda superiore alle 500 tonnellate e che effettui viaggi internazionali secondo la definizione della convenzione SOLAS per la salvaguardia della vita umana in mare. Ai sensi di detta convenzione, per «nave passeggeri» s’intende «una nave che trasporta più di 12 passeggeri» e per «viaggio internazionale» s’intende «un viaggio da un paese in cui si applica la presente convenzione verso un porto al di fuori di detto paese, e viceversa».

7) Spazio «di norma occupato», uno spazio protetto nel quale, perché sia assicurato l’efficace funzionamento delle apparecchiature o dell’impianto, è richiesta la presenza continuativa, o pressoché continuativa, di membri del personale. Per le applicazioni militari, il regime di occupazione dello spazio protetto è quello applicabile in caso di combattimento.

8) Spazio «di norma inoccupato», uno spazio protetto occupato solo per periodi limitati, specialmente per operazioni di manutenzione, e in cui non si rende necessaria la presenza fissa di persone affinché le apparecchiature o l’impianto funzionino efficacemente.

...

Regolamento UE 517/2014 sugli F-gas

Il 1° gennaio 2015 è entrato in vigore il nuovo regolamento (UE) n. 517/2014 che sostituisce e abroga il Regolamento 842/2006 sugli HFC, i cosiddetti F-gas.

Atto di recepimento IT: D.P.R. 16 novembre 2018 n. 146, Regolamento di esecuzione del regolamento (UE) n. 517/2014 sui gas fluorurati a effetto serra e che abroga il regolamento (CE) n. 842/2006.

Esso introduce alcune novità rispetto al vecchio Regolamento, tutte finalizzate alla riduzione dell'uso di questi gas. Infatti, entro il 2030 si dovrà raggiungere una riduzione del 79% (rispetto alla media 2009-2012) delle quantità di HFC immesse in commercio, in termini di tonnellate equivalenti di CO2.

Immagine 2

Refrigeranti - Classificazione e classificazione di sicurezza

ISO 817:2014 Refrigerants - Designation and safety classification

Questo standard internazionale fornisce un sistema inequivocabile per l'assegnazione delle designazioni ai refrigeranti. Stabilisce inoltre un sistema per assegnare una classificazione di sicurezza ai refrigeranti sulla base di dati di tossicità e infiammabilità e fornisce un mezzo per determinare il limite di concentrazione del refrigerante. Le tabelle che riportano le denominazioni del refrigerante, le classificazioni di sicurezza e i limiti di concentrazione del refrigerante sono inclusi in base ai dati resi disponibili.

Classificazioni di sicurezza

Classificazione di sicurezza - Composizione

La classificazione di sicurezza consiste di due caratteri alfanumerici (ad esempio A2 o B1) con un terzo carattere L che indica una bassa velocità di combustione.

La lettera maiuscola indica la tossicità ed il numero arabo indica l'infiammabilità. Alle miscele verrà assegnata una doppia classificazione di gruppo di sicurezza, con le due classificazioni separate da una barra (/).

La prima classificazione elencata deve essere la classificazione della formulazione nel caso peggiore (WCF) della miscela. La seconda classificazione elencata deve essere la classificazione della formulazione frazionata nel caso peggiore (WCFF).

Classificazione di tossicità

I refrigeranti devono essere assegnati a una delle due classi, A o B, in base all'esposizione ammissibile:

- la classe A (tossicità cronica inferiore) indica i refrigeranti che hanno un limite di esposizione professionale di 400 ppm1 o superiore;
- la classe B (tossicità cronica più elevata) indica i refrigeranti che hanno un limite di esposizione professionale inferiore a 400 ppm.

 Il limite di esposizione professionale è basato su OSHA PEL, ACGIH TLV-TWA, TERA WEEL o MAK.

Classificazione di infiammabilità

I refrigeranti devono essere assegnati a una delle quattro classi (1, 2L, 2 o 3) in base a prove di limite inferiore di infiammabilità condotte secondo ASTM E681 come specificato nell'allegato B, la misurazione della velocità di combustione massima condotta nel metodo come descritto di seguito, e il calore della combustione.

Sia il limite inferiore di infiammabilità che i test di velocità di combustione devono essere effettuati alle temperature specificate di seguito.

Le misurazioni della velocità di combustione devono essere effettuate conformemente all'allegato C o altro metodo credibile. Il metodo selezionato deve essere in accordo con i metodi stabiliti per determinare la velocità di combustione dimostrando ai risultati della misurazione ISO 817 dell'Agenzia di manutenzione (MA) una velocità di combustione di 6,7 ± 0,7 cm / s per R-32 e 23,0 ± 2, 3 cm / s per R-152a, o presentando altre prove a sostegno dell'accuratezza del metodo. La misurazione deve essere effettuata a partire dal LFL ad almeno il 125% della concentrazione stechiometrica. Le misurazioni devono essere effettuate con incrementi di massimo il 10% della concentrazione stechiometrica e ciascuna misurazione deve essere ripetuta almeno 2 volte.

La velocità di combustione massima è il valore massimo ottenuto dalla migliore curva che si adatta ai punti di misurazione. La miscela di gas deve essere prodotta con qualsiasi metodo che produca una miscela di aria/refrigerante con una precisione di ± 0,1% nella camera di prova. Come ossidante si usa aria secca ricostituita (meno di 0.000 15 g di vapore acqueo per grammo di aria secca) contenente il 21,0 ± 0,1% di O2. Il gas infiammabile deve avere una purezza minima del 99,5% della frazione di massa.

I metodi per la determinazione della velocità di combustione includono il metodo a tubo verticale e il metodo a vaso chiuso.

I metodi che sono stati usati per la miscelazione comprendono: a) miscela pressurizzata ottenuta mediante pressione parziale, o b) metodi di flusso quantitativi come misuratori di portata volumetrici e regolatori di portata massica che fissano il rapporto tra aria e refrigerante.

Classe 1 (nessuna propagazione della fiamma)

Refrigeranti a singolo composto o miscele di refrigeranti WCF e WCFF che non mostrano propagazione della fiamma se testati in aria a 60 ° C e 101,3 kPa.

Classe 2L (bassa infiammabilità) Introdotta nell'Edizione 20014 della ISO 817

Miscele refrigeranti composte o miscele refrigeranti (WCF e WCFF) che soddisfano tutte le seguenti condizioni:

a) mostrano propagazione della fiamma quando testati a 60 ° C e 101,3 kPa,
b) avere un LFL> 3,5% in volume (vedi 6.1.3.6 se il refrigerante non ha LFL a 23 ° C e 101,3 kPa.),
c) avere un calore di combustione <19 000 kJ / kg (cfr. 6.1.3.7), e.
d) avere una velocità di combustione massima di ≤ 10 cm / s quando testato a 23 ° C e 101,3 kPa.

Classe 2 (infiammabile)

Miscele refrigeranti composte o miscele refrigeranti (WCF e WCFF) che soddisfano tutte le seguenti condizioni:

a) mostrano propagazione della fiamma quando testati a 60 ° C e 101,3 kPa,
b) avere un LFL> 3,5% in volume (vedere 6.1.3.6 se il refrigerante non ha LFL a 23 ° C e 101,3 kPa.), e
c) avere un calore di combustione <19 000 kJ / kg (cfr. 6.1.3.7).

Classe 3 (maggiore infiammabilità)

Refrigeranti a miscela singola o miscela di refrigerante WCF e WCFF che soddisfano le seguenti condizioni:

a) mostrano propagazione della fiamma quando testati a 60 ° C e 101,3 kPa e
b) avere un LFL ≤ 3,5% in volume (vedere 6.1.3.6 se il refrigerante non ha LFL a 23 ° C e 101,3 kPa); oppure avere un calore di combustione ≥ 19 000 kJ / kg.

...

Calore della combustione

Il calore della combustione deve essere determinato a 25 ° C e 101,3 kPa come segue.

Per i refrigeranti monocomponenti, calcolare il calore di combustione. I valori per i calori di formazione sono tabulati in vari manuali e database di proprietà chimiche e fisiche. Il calore di combustione (i valori positivi sono esotermici) è l'entalpia della formazione dei reagenti (refrigerante e ossigeno) meno l'entalpia di formazione dei prodotti di reazione. I valori calcolati si basano sulla completa combustione di una mole di refrigerante con ossigeno sufficiente per una reazione stechiometrica. Si presume che i reagenti e i prodotti della combustione siano nella fase gassosa. I prodotti della combustione devono essere HF, CO2 (N2, SO2 se l'azoto o lo zolfo fanno parte della struttura molecolare del refrigerante) e HCl, se nella molecola c'è abbastanza idrogeno. Si suppone che l'eccesso H sia convertito in H2O. Se l'idrogeno disponibile per la formazione di HF e HCl è insufficiente ma sufficiente per formare l'HF, allora la formazione di HF ha la precedenza sulla formazione di HCl. Se l'idrogeno disponibile è insufficiente per la formazione di HF, la F rimanente produce COF2 in preferenza alla formazione di CO2.

 Gruppi di sicurezza determinati dall'infiammabilità e dalla tossicità

figura

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Applicazioni di raffreddamento/riscaldamento per il comfort

UNI EN 378-1:2017 - Sistemi di refrigerazione e pompe di calore - Requisiti di sicurezza e ambientali - Parte 1: Requisiti di base, definizioni, criteri di classificazione e selezione

La norma specifica i requisiti per la sicurezza delle persone e dei beni, fornisce una guida per la tutela dell'ambiente e stabilisce procedure per il funzionamento, la manutenzione e la riparazione di impianti di refrigerazione e il recupero dei refrigeranti.

Il termine "refrigerante del sistema" utilizzato nella presente norma europea comprende le pompe di calore.

La presente parte della EN 378 specifica i criteri di classificazione e di selezione applicabili ai sistemi di refrigerazione.

Questi criteri di classificazione e di selezione sono utilizzati nelle parti 2, 3 e 4.

La presente norma si applica:

a) a sistemi di refrigerazione, fissi o mobili, di tutte le dimensioni salvo per i sistemi di climatizzazione per veicoli oggetto di specifiche norme di prodotto, per esempio la ISO 13043;
b) per sistemi di raffreddamento o riscaldamento secondari;
c) alla posizione dei sistemi di refrigerazione;
d) alle parti sostituite e alle componenti aggiunte dopo l'adozione di questa norma se non sono identiche nella funzione e nella capacità;

I sistemi che utilizzano refrigeranti diversi da quelli elencati nell'appendice E della presente norma europea non sono coperti dalla presente norma.

Applicazioni di raffreddamento/riscaldamento per il comfort

Tabella 11
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