Connessioni di tubi efficienti e sicure nella tecnologia del freddo

Ambiti di applicazione tipici

• Impianti di refrigerazione e raffreddamento: Soluzioni efficienti per supermercati, hotel e industria
• Pompe di calore: Possibili connessioni a pressare semplici e veloci
• Tecnologia del freddo commerciale: Perfettamente adattata alle esigenze, scelta flessibile di materiale e tecnica di connessione
• Freddo industriale: Ideale per processi produttivi con elevate esigenze di resistenza a pressione e temperatura

Sfide attuali della tecnologia del freddo e del clima dal punto di vista delle aziende installatrici

• Alte pressioni e temperature operative: Nella tecnologia del freddo, le tubazioni e altri componenti devono resistere a pressioni e temperature operative estreme, soprattutto nel campo transcritico. Ciò richiede l'uso di materiali di alta qualità e una lavorazione accurata per evitare perdite e guasti del sistema.
• Scelta dei materiali e tecniche di connessione: La scelta del materiale giusto e della tecnica di connessione è fondamentale per la durata e l'efficienza dei sistemi di refrigerazione. Rame, leghe di rame e materiali speciali come CuFe2P sono spesso utilizzati. Diverse tecniche di connessione come saldatura, pressatura o flangiatura hanno ciascuna i loro vantaggi e svantaggi, e la decisione dipende spesso dalle preferenze operative e dalle esigenze specifiche dell'applicazione.
• Nuove normative e requisiti ambientali: Con la crescente consapevolezza della protezione ambientale e climatica, le aziende si trovano di fronte alla sfida di implementare soluzioni ecologiche ed efficienti dal punto di vista energetico. Ciò richiede non solo competenze tecniche, ma anche investimenti in nuove tecnologie e materiali. In particolare, il regolamento sui gas fluorurati è una sfida per il settore. I gas fluorurati a effetto serra (F-gas) sono un termine collettivo per HFC (idrofluorocarburi), PFC (perfluorocarburi) e SF₆ (esafluoruro di zolfo).

  Gli F-gas hanno un valore GWP (Global Warming Potential) molto alto. Ciò significa che hanno un grande impatto negativo sul riscaldamento globale. Gli HFC contribuiscono maggiormente alle emissioni di F-gas. Come refrigerante alternativo nelle applicazioni di refrigerazione, è adatto il CO₂. L'UE ha quindi deciso un'uscita graduale dall'uso degli F-gas:

  • Dal 2027: Divieto di F-gas con un potenziale di riscaldamento globale (GWP) superiore a 150 in nuove pompe di calore e climatizzatori.
  • Dal 2035: Divieto di tutti i refrigeranti non naturali in pompe di calore e climatizzatori, anche quelli con basso valore GWP.
  • Dal 2050: Uscita completa dall'uso di HFC (idrofluorocarburi parzialmente fluorurati).
• Installazione e manutenzione: L'installazione e la manutenzione di sistemi di refrigerazione e climatizzazione richiedono personale qualificato e una pianificazione accurata. Ciò include la selezione dei componenti giusti, l'installazione professionale e la manutenzione regolare per massimizzare la durata dei sistemi.

Tipi di connessione

Le tubazioni per refrigeranti possono essere collegate fondamentalmente mediante saldatura, pressatura o flangiatura. Ogni tecnica ha i suoi vantaggi e svantaggi. Spesso le aziende scelgono una sola tecnica di connessione per vari motivi, ad esempio per una gestione più semplice del magazzino o per specializzazione. Questo è del tutto appropriato, poiché la decisione dovrebbe essere presa dal costruttore del freddo e non dal produttore.

Refrigeranti più comuni

I refrigeranti più comuni possono essere suddivisi in due categorie principali: refrigeranti naturali e sintetici.

Refrigeranti naturali

• Ammoniaca (R-717): Spesso utilizzata in impianti di refrigerazione industriale, poiché ha un'elevata efficienza energetica e nessun effetto diretto sui gas serra.
• Anidride carbonica (R-744): Spesso utilizzata nei supermercati e nell'industria alimentare. Ha un potenziale di riscaldamento globale molto basso.
• Propano (R-290): Un idrocarburo utilizzato in frigoriferi domestici e piccoli climatizzatori.
• Butano (R-600a): Anche un idrocarburo, utilizzato in elettrodomestici come frigoriferi.
• Acqua (R-718): Utilizzata in applicazioni speciali come grandi climatizzatori e pompe di calore.

Refrigeranti sintetici

• R-134a: Un refrigerante ampiamente utilizzato nei climatizzatori per auto e nei frigoriferi domestici.
• R-410A: Spesso utilizzato nei moderni climatizzatori e pompe di calore.
• R-32: Un refrigerante più recente con un potenziale di riscaldamento globale inferiore rispetto a R-410A, sempre più utilizzato nei climatizzatori.

R-134a, R-410A e R-32 sono considerati F-gas.

Questi refrigeranti vengono scelti in base all'applicazione e ai requisiti ambientali. I refrigeranti naturali sono spesso più ecologici, mentre i refrigeranti sintetici possono essere più efficienti in determinate applicazioni.

Svantaggi dei refrigeranti naturali

I refrigeranti naturali hanno molti vantaggi, ma ci sono anche alcuni svantaggi da considerare:

• Infiammabilità: Molti refrigeranti naturali come il propano (R-290) e il butano (R-600a) sono infiammabili e rappresentano un rischio di esplosione.
• Tossicità: L'ammoniaca (R-717) è tossica e può essere dannosa per la salute in caso di perdite.
• Odore: Alcuni refrigeranti naturali, come l'ammoniaca, hanno un odore forte e sgradevole.
• Compatibilità: Non tutti i refrigeranti naturali sono compatibili con gli impianti di refrigerazione esistenti, il che può richiedere adattamenti o la sostituzione di componenti.
• Alta pressione: L'anidride carbonica (R-744) opera a pressioni molto elevate, il che richiede attrezzature speciali e più costose.

Nonostante questi svantaggi, i refrigeranti naturali sono un'alternativa più ecologica ai refrigeranti sintetici e vengono sempre più utilizzati in diverse applicazioni.

Produzione di connessioni saldate nel settore del freddo

I raccordi a saldare capillari sono costituiti da:

• rame deossidato Cu-DHP (CW024A, almeno 99,90% Cu)
• leghe di rame come ottone (Cu-Zn39Pb2, Cu-Zn40Pb2)
• bronzo (CC499K, CuSn5Zn5Pb2-C)
• e, in particolare per applicazioni di saldatura ad alta pressione nel campo transcritico, dalla lega di rame-ferro CuFe (CuFe2P, CW107C)

I raccordi a saldare per saldatura forte o dolce come la serie 5000 sono conformi alla EN 1254 e possono essere utilizzati in impianti di riscaldamento, solari e ad aria compressa, nonché fino a circa 40 bar in applicazioni ad alta pressione come circuiti di raffreddamento e refrigerazione. Questi raccordi sono metrici, cioè la dimensione è indicata in millimetri.

La connessione a saldatura dolce è utilizzabile solo fino a temperature operative massime di 110°C e viene ancora occasionalmente utilizzata nel settore dell'acqua potabile. Le connessioni saldate in tubazioni di gas, gas liquido e olio devono invece essere eseguite solo come saldature forti.

Nota: Poiché nel circuito del collettore degli impianti solari termici possono verificarsi temperature di stallo superiori a 110°C, anche lì dovrebbe essere scelta la saldatura forte per le connessioni saldate.

Importanti indicazioni per l'installazione di tubazioni per refrigeranti

Durante la saldatura forte di tubazioni per refrigeranti, ad esempio in pompe di calore a evaporazione diretta, è necessario lavorare sotto azoto come gas di protezione o di formatura per evitare la formazione di scorie all'interno del tubo. Le scorie possono danneggiare i compressori, ostruire le valvole e favorire la corrosione.

In relazione alle ostruzioni, la pulizia è fondamentale. Trucioli, scorie, flussanti o umidità all'interno del tubo possono portare alla formazione di acidi che attaccano gli avvolgimenti del motore o causano una placcatura di rame. I gas di protezione, come azoto o miscele di azoto-idrogeno, prevengono la formazione di scorie. La percentuale di idrogeno non deve superare il 4% in volume.

Nella tecnologia del freddo, oltre alla saldatura d'argento, vengono utilizzate leghe contenenti fosforo, come L-Ag2P, numero di catalogo SANHA® 4936, o L-CuP6 e L-Ag5P. Consentono la saldatura di tubi di rame senza flussante, poiché il fosforo previene l'ossidazione. La saldatura forte avviene secondo EN ISO 17672.

Le leghe di saldatura forte ad alto contenuto di argento devono sempre essere lavorate con flussante. Per le installazioni di tubi di rame in ambienti con atmosfera contenente ammoniaca e/o solfuro di idrogeno, ad esempio in edifici agricoli, secondo il foglio di lavoro DVGW GW 2 per evitare danni da corrosione, deve essere utilizzata una lega di saldatura forte ad alto contenuto di argento. In questi casi, l'installazione e i punti di connessione devono essere protetti dalla corrosione esterna, ad esempio con nastri protettivi anticorrosione o guaine termoretraibili secondo DIN 30672.

Tubazioni nella tecnologia del freddo e del clima

Le tubazioni per refrigeranti collegano dispositivi interni ed esterni. Il diametro e la lunghezza dipendono dal refrigerante. R-410A consente, ad esempio, sistemi di tubazioni lunghi e sottili. Oltre alle tubazioni per refrigeranti, ci sono tubazioni di controllo e di condensa. I climatizzatori con evaporazione diretta sono chiamati sistemi split.

Quando si lavora su climatizzatori, è necessario rispettare la EN 378-2. Si distinguono le seguenti tubazioni:

• Tubazioni di aspirazione
• Tubazioni di pressione (gas caldo)
• Tubazioni di liquido

Punti importanti nella pianificazione sono:

• Caduta di pressione
• Ritorno dell'olio
• Protezione del compressore

Tubi di rame nella tecnologia del freddo

Per gli impianti di refrigerazione possono essere utilizzati solo tubi conformi alla EN 12735-1. Il rame (Cu-DHP) è adatto per temperature da −269°C a +250°C ed è resistente alla maggior parte dei refrigeranti. Gli impianti a CO₂, come tutte le applicazioni transcritiche, richiedono leghe di rame particolarmente resistenti alla pressione.

Tra queste si annovera il CuFe.

Raccordi a saldare per il campo transcritico

I raccordi ad alta pressione SANHA® RefHP® in lega di rame-ferro sono stati progettati sulla base di decenni di esperienza nel campo dei raccordi a saldare, specificamente per pressioni operative più elevate, come con il CO₂, e possono essere utilizzati fino a 130 bar.

I raccordi in rame-ferro sono ideali per la connessione di tutti i tubi CuFe disponibili sul mercato di Mueller, Halcor, KME e Wieland. Con RefHP® è possibile installare circuiti a CO₂ e altri circuiti transcritici in modo sicuro e veloce.

In particolare per i supermercati, dove gli impianti di refrigerazione funzionano 24 ore su 24, è possibile risparmiare fino al 25% di energia. Un ulteriore vantaggio: SANHA® offre RefHP® in dimensioni fino a 2 5/8″.

I raccordi sono ora utilizzati in numerose catene di supermercati conosciute in Belgio, Paesi Bassi, Francia e Germania, ma anche in centri dati o altri ambiti di applicazione.

Raccordi a pressare fino a 48 bar: ACR Copper Press

Con ACR Copper Press, SANHA® ha lanciato un nuovo sistema a pressare per applicazioni fino a 48 bar. ACR Copper Press è adatto a numerosi refrigeranti a prova di futuro, circuiti VRF/VRV, pompe di calore e altro ancora.

Il nuovo sistema si distingue per numerose caratteristiche uniche nel settore che, in combinazione, garantiscono il massimo livello di sicurezza. Allo stesso tempo, i circuiti HVACR e VRV/VRF, le pompe di calore e altre applicazioni possono essere realizzati in modo significativamente più rapido.

In particolare nelle ristrutturazioni, i progetti esaminati hanno mostrato un risparmio di tempo superiore al 30% rispetto ai metodi classici come la flangiatura. Rispetto alla saldatura capillare, il vantaggio è ancora maggiore, con la massima sicurezza e tenuta della connessione.

Nella tecnica di pressatura, una connessione a forma di chiusura viene realizzata mediante deformazione radiale comune di raccordo e tubo. La funzione di tenuta contro la fuoriuscita del mezzo di trasporto è svolta da un anello di tenuta in plastica elastica, in questo caso addirittura due anelli di tenuta o un anello di tenuta doppio.

Ciò significa che la connessione tra raccordo e tubo viene realizzata mediante una doppia pressatura su ciascun lato dei raccordi (DualSeal™). La zona di blocco tra i due elementi di tenuta (TrapZone™), il suo profilo D altamente sigillante e il profilo di pressatura particolarmente rotondo rendono le connessioni estremamente affidabili e durevoli.

Tutto ciò porta a una sicurezza molto elevata contro la perdita di refrigerante. ACR Copper Press è offerto da ¼″ a 1 3/8″, il che consente di realizzare facilmente anche circuiti più grandi.

Acciaio inossidabile dal 2007: NiroTherm®

Il sistema in acciaio inossidabile NiroTherm® è adatto per sistemi di raffreddamento nel campo subcritico, come il glicole, e per installazioni di riscaldamento. È stato introdotto già nel 2007. Il produttore di Essen ha quindi la più lunga esperienza di mercato con questo sistema di tubazioni.

Tubi e raccordi sono realizzati in acciaio inossidabile austenitico al cromo-nichel, numero di materiale 1.4301 (AISI 304; NiroTherm®-F: 1.4520/X2CrTi17), e offrono così un'elevata protezione contro la corrosione, in particolare anche dall'esterno.

Che si tratti di condensa, massetto umido o altre influenze: una verniciatura protettiva che richiede tempo e personale può essere evitata grazie all'elevata qualità del materiale. Il vantaggio è evidente, poiché gli installatori e i committenti risparmiano così molto tempo.

Con l'introduzione dei nuovi tubi NiroTherm®-F senza nichel in 1.4520 (X2CrTi17), l'economicità del sistema aumenta ulteriormente. Il sistema in acciaio inossidabile è adatto per l'uso in installazioni di raffreddamento con glicole.

Confronto prodotti: Quale soluzione SANHA è la giusta?

Conclusione

SANHA® offre ai costruttori del freddo un'ampia gamma di sistemi di tubazioni senza compromessi sulla sicurezza. La qualità di produzione è costantemente monitorata rigorosamente.

Inoltre, non solo la qualità del prodotto, ma anche l'efficacia dei controlli di qualità in corso sono regolarmente verificati da istituti di prova neutrali secondo le rigide regole, ad esempio, dell'associazione di qualità del tubo di rame e del DVGW.

Grazie ai materiali di alta qualità e alle tecnologie di connessione, le tubazioni per refrigeranti e refrigerazione possono essere realizzate rapidamente, economicamente e in modo sicuro, e gli impianti possono essere gestiti in modo efficiente.