Riassunto analitico
L'esperienza maturata negli anni sull'utilizzo dei refrigeranti per la climatizzazione ha prodotto man mano una maggior consapevolezza di quelle che sono le conseguenze di un loro utilizzo sull'ambiente. Le prime caratteristiche oggetto di valutazione già dai primi anni ’90 sono state quelle correlate al riscaldamento globale tramite parametri quali ODP (Ozone Depletion Potential) e GWP (Global Warming Potential) che tengono conto dei due fenomeni per i quali si genera il riscaldamento globale, ossia rispettivamente l’azione di degradamento dello strato di ozono che implica un maggiore ingresso e quindi un minore filtraggio delle radiazioni solari, e quella di trattenimento della stessa energia. Attualmente si stanno considerando anche altri effetti deleteri per l’ambiente correlati all’utilizzo di queste sostanze che rientrano nella categoria dei PFAS ossia sostanze per- o poli-fluoroalchiliche: uno su tutti il rilascio di TFA (acido trifluoroacetico), o meglio, la sua formazione visto che è il prodotto della lisi in atmosfera delle sostanze sopracitate. Si stanno valutando soluzioni alternative a quelle classiche e un esempio è il propano R290 visto il suo valore nullo di ODP e quasi nullo di GWP. Molte sono le prese di posizione fatte in questa direzione da organi di rilevanza nazionale ed europea. Nell’ambito agricolo il comfort del guidatore e la climatizzazione hanno sofferto di un breve ritardo rispetto a quello automobilistico, ma negli ultimi decenni gli strumenti di controllo offerti e le condizioni di guida in campo hanno subito un miglioramento netto, offrendo spazio libero a tante attività di ricerca. Quello che ci si propone di fare, a seguito dello studio dei componenti principali di un impianto di climatizzazione e dei fenomeni di natura fisica come lo scambio termico e di lavoro che ne consentono il funzionamento, è di effettuare un dimensionamento di massima di un impianto dove opera R290 tramite quelli che sono gli elementi strutturali noti all’azienda o eventuali sostituti, per poi generare un insieme di dati utili a verificarne la fattibilità tramite una simulazione modo dimensionale. Risulta necessario inserire anche note tecniche sulla progettazione di elementi quali gli scambiatori di calore per poter comprendere in che direzione lavorare per ottimizzare l’impianto; una particolare attenzione va posta a riguardo delle limitazioni specifiche sulla quantità massima di fluido in circolo, nate dall’infiammabilità che contraddistingue il propano che infatti appartiene alla categoria A3 della ASHRAE. Una scelta sicuramente impattante in questa direzione è quella di adoperare un sistema di tipo secondary-loop ossia a due cicli di trasferimento del calore assorbito dall’abitacolo operanti in sintonia. In seguito alle prime simulazioni, nel caso si decida di proseguire con lo studio di questa soluzione, saranno realizzati modelli più complessi per uno studio più puntuale e preciso, fino alla produzione di prototipi per una verifica in campo dell’impianto.
|
Abstract
The experience gained over the years on the use of refrigerants for air conditioning has gradually produced a greater awareness of what are the consequences of their use on the environment. The first characteristics to be evaluated since the early 1990s have been those related to global warming through parameters such as ODP (Ozone Depletion Potential) and GWP (Global Warming Potential) which take into account the two phenomena for which global warming is generated, namely respectively the degradation action of the ozone layer which implies a greater input and therefore a lower filtering of solar radiation, and the retention of the same energy. Other deleterious effects on the environment related to the use of these substances that fall under the PFAS category, namely substances for- or polyfluoroalkyl: one in all the release of TFA (trifluoroacetic acid), or rather, its formation since it is the product of the lysis in the atmosphere of the substances mentioned above. Alternative solutions to the classical ones are being evaluated and an example is propane R290 due to its zero value of ODP and almost zero of GWP. There are many positions taken in this direction by bodies of national and European importance. In the field of agriculture, driver comfort and air conditioning have suffered from a short delay compared to the automotive, but in the last decades the control tools offered and the driving conditions in the field have undergone a clear improvement, offering free space to many research activities. What it is proposed to do, following the study of the main components of an air conditioning system and the physical phenomena such as heat transfer and work that allow its operation, is to carry out a maximum dimensioning of a plant where R290 operates through what are the structural elements known to the company or any substitutes, and then generate a set of data useful to verify its feasibility through a dimensional simulation. It is also necessary to insert technical notes on the design of elements such as heat exchangers to understand in which direction to work to optimize the plant; particular attention should be paid to the specific limitations on the maximum amount of fluid in circulation, resulting from the flammability that distinguishes the propane that in fact belongs to category A3 of ASHRAE. A choice that will certainly have an impact in this direction is to use a secondary-loop system, that is to say two cycles of heat transfer absorbed by the cockpit operating in harmony. Following the first simulations, if you decide to continue with the study of this solution, more complex models will be made for a more precise and precise study, up to the production of prototypes for a field inspection of the plant.
|
