Il Corriere Termo Idro Sanitario Marzo 2026 | Page 48

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ANIDRIDE CARBONICA
REFRIGERAZIONE

R744: vantaggi, limiti, opportunità

L’ ANIDRIDE CARBONICA, IDENTIFICATA COME R744, HA LE CARATTERISTICHE TERMODINAMICHE PER DIVENTARE UNO DEI REFRIGERANTI PIÙ RILEVANTI NELLA TRANSIZIONE ENERGETICA GRAZIE AL SUO IMPATTO AMBIENTALE MINIMO E ALLE INNOVAZIONI CHE NE STANNO AMPLIANDO L’ IMPIEGO. TUTTAVIA, RICHIEDE COMPETENZE SPECIFICHE A TUTTI I LIVELLI PER GESTIRE PRESSIONI ELEVATE E CICLI TRANSCRITICI COMPLESSI
Francesco Villa

L’ anidride

carbonica( CO₂, identificata come R744) è tornata al centro dell’ attenzione nella climatizzazione e nella refrigerazione grazie al suo ridotto impatto ambientale e alle innovazioni tecnologiche che ne rendono possibile l’ impiego in diversi ambiti. Con un GWP pari a 1 e assenza di effetto sull’ ozono, rappresenta una soluzione coerente con le politiche di decarbonizzazione e con le restrizioni progressive sugli HFC. Le sue proprietà termofisiche, elevata densità e pressioni operative più alte dei refrigeranti tradizionali, richiedono tuttavia scelte progettuali, componentistiche e operative dedicate. Dal punto di vista termodinamico, la CO₂ lavora in ciclo transcritico quando la pressione supera il valore critico( circa 73,8 bar e alla temperatura critica di 31,06 ° C). Nei climi freddi è possibile operare in subcritico con buoni rendimenti; nei climi caldi occorrono soluzioni di ottimizzazione come controlli adattivi, valvole di espansione elettroniche, intercooler, recupero di calore, post raffreddamento. Tecnologie quali eiettori, compressione parallela, recupero di calore per ACS e controlli multi obiettivo hanno migliorato sensibilmente l’ efficienza dei sistemi a CO₂, rendendoli idonei sia per impianti commerciali di grande taglia sia per pompe di calore ad alta temperatura.
con la CO₂ e facilmente separabile: per questo si impiegano separatori d’ olio, bypass e soluzioni che assicurano un ritorno corretto, soprattutto negli impianti con lunghe distanze o dislivelli importanti. Per installatori e manutentori, la CO₂ richiede competenze specifiche e attrezzature dedicate: strumenti certificati per alte pressioni( manometri, pompe del vuoto, recuperatori), sensori tarati, rilevatori di perdite compatibili. Le procedure di avviamento prevedono prove in pressione e controlli di tenuta più rigorosi, con documentazione conforme alla EN 378. Sebbene non infiammabile e non tossica ai livelli tipici di dispersione, la CO₂ può generare rischio di ipercapnia in ambienti confinati, imponendo adeguata ventilazione e misure di sicurezza. I principali campi di applicazione sono la refrigerazione commerciale( rack per supermercati), i sistemi integrati per catene retail, le pompe di calore ad alta temperatura per ACS e, più recentemente, alcune soluzioni per il condizionamento di edifici ad alta efficienza.
PIÙ CARA MA COMPETITIVA Sotto il profilo economico, l’ investimento iniziale è generalmente superiore a causa della componentistica specializzata, ma i costi operativi la rendono competitiva nel medio periodo, soprattutto dove esiste elevata domanda frigorifera o si può valorizzare il recupero termico. Da considerare che l’ ampliarsi del mercato e la disponibilità di componenti standardizzati stanno riducendo le barriere d’ ingresso, mentre incentivi e criteri di sostenibilità favoriscono le soluzioni a basso GWP. La diffusione della CO₂ richiede una filiera preparata: i progettisti devono conoscere i cicli transcritici e le strategie di controllo avanzato; gli installatori devono padroneggiare tecniche di posa, saldatura e messa in servizio specifiche; le imprese di manutenzione necessitano di strumenti adeguati e ricambi certificati. La normativa, in continua evoluzione, impone requisiti stringenti su pressione, sicurezza e gestione dei refrigeranti, con tracciabilità della carica e certificazione degli operatori.
REQUISITI SPECIFICI Le pressioni elevate impongono requisiti stringenti su materiali, componenti e modalità d’ installazione. Tubazioni, giunti e dispositivi di sicurezza devono essere dimensionati e certificati per pressioni statiche e dinamiche molto alte; valvole, scambiatori e compressori sono progettati specificamente per R744. Le tecniche di saldatura e brasatura devono essere adeguatamentecontrollate, mentre il dimensionamento delle linee considera la maggiore densità e i fenomeni di ritorno dell’ olio. Anche il lubrificante deve essere compatibile
Purezza della CO 2
. Attualmente l’ atmosfera contiene lo 0,043 % di anidride carbonica. La CO₂ utilizzata come refrigerante deriva come sottoprodotto di processi industriali, tra cui: produzione di ammoniaca, alcol, fertilizzanti; processi di formazione di idrocarburi; processi di distillazione e fermentazione( ad es. industrie alimentari). In ogni caso deve essere purificata a livelli oltre il 99 % e fino al 99,9 %
R744

Per molti ma non per tutti

La CO₂, allo stato attuale della tecnologia, non può essere considerata un refrigerante universale: le sue peculiarità la rendono ottimale in diverse applicazioni, mentre in molti altri casi può risultare preferibile adottare refrigeranti alternativi a basso GWP, come gli idrocarburi e in particolare il propano( R290). La scelta corretta richiede un’ analisi integrata di carichi termici, condizioni climatiche, possibilità di recupero del calore, vincoli installativi e budget. Per una diffusione su larga scala, è necessario che poli universitari e aziende sviluppino ulteriormente sistemi frigoriferi specifici per R744. La CO₂ rappresenta un’ importante opportunità tecnica e commerciale, che richiede però aggiornamento costante, investimenti in attrezzature adeguate e un’ attenzione rigorosa ai requisiti di sicurezza.
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