GAS REFRIGERANTE POLARPURE R290

GAS REFRIGERANTI NATURALI

Propano (R290). Il propano Polarpure viene principalmente utilizzato nei sistemi di condizionamento dell’aria, nelle asciugatrici e nelle apparecchiature di refrigerazione commerciale. L'R290 è la migliore alternativa ecologica all'R22.

Gli idrocarburi (HC) sono composti chimici degli elementi idrogeno e carbonio

IDROCARBURI COME REFRIGERANTI - PROPANO (R290)
Oltre a essere rispettosi dell'ambiente, gli idrocarburi sono vantaggiosi in termini economici per i processi di riscaldamento/raffreddamento e congelamento. Gli HC, che vanno comunemente a sostituire gli idrofluorocarburi (ora considerati dannosi per l'ambiente), riescono a gestire oli e altri componenti presenti in molti sistemi esistenti. Inoltre non sono costosi e permettono di ottenere un'efficienza energetica nettamente superiore che si riflette in una riduzione dei costi di esercizio.
Gli idrocarburi (HC) sono composti chimici formati da idrogeno e carbonio. Questi elementi sono presenti in natura, per esempio si trovano in alta concentrazione nel petrolio greggio. Essendo refrigeranti innovativi e atossici, gli idrocarburi sono un'alternativa ecologica ai fluorocarburi che danneggiano lo strato di ozono (CFC/HCFC/HFC).
Gli HC sono infiammabili, ma il propano (R290) viene comunemente utilizzato in cucina e nel riscaldamento. Sono necessarie regole accettate da tutta l’utenza per utilizzare tali materiali in condizioni di sicurezza.
Il propano (R290) viene maggiormente utilizzato in pompe di calore commerciali, condizionatori d’aria, frigoriferi e congelatori.

IDROCARBURI E AMBIENTE
I refrigeranti HC non sono ritenuti composti dannosi per lo strato di ozono e per la maggior parte hanno un potenziale di riscaldamento globale (GWP) pari a 3. In confronto, il refrigerante sintetico R404A (oggi comunemente sostituito dagli HC) ha un GWP elevatissimo di 3260. I sistemi con refrigeranti HC hanno un duplice ruolo nella riduzione dei livelli di gas serra nocivi. In primo luogo, grazie al basso valore GWP degli HC le emissioni dirette di gas serra (GHG) diminuiscono notevolmente. Per esempio, in un comune supermercato viene rilasciata nell'atmosfera una percentuale tra il 5 e il 10% del refrigerante complessivo nel punto; l'utilizzo degli HC come refrigeranti sostitutivi riduce le emissioni di gas di molte tonnellate all'anno.
D'altra parte, la convergenza delle proprietà fisiche dei sistemi a base di HC (punto di liquefazione più basso, vantaggi termodinamici e coefficiente di prestazione (COP) più elevato) rende possibile un funzionamento efficiente in termini energetici. Per esempio, l'utilizzo del propano (R290) in un condizionatore d’aria in sostituzione dell'HFC-134a comporta una riduzione delle emissioni di gas serra almeno dell'80%.
Ulteriori vantaggi degli HC sono la disponibilità a basso costo, dato che sono sottoprodotti dell'estrazione e lavorazione di petrolio e gas, e la dimostrazione in molteplici studi dell’effettivo risparmio energetico risultante dall’utilizzo dei sistemi HC. In questo contesto gli idrocarburi da tempo si dimostrano validi sostituti dei fluorocarburi e di altri refrigeranti dannosi per l'ambiente.

TECNOLOGIE A IDROCARBURI
L'importanza degli HC è stata finora ben evidente nelle utenze domestiche e nei congelatori, in cui il refrigerante isobutano (R600a), utilizzato per la prima volta nel frigorifero GreenFreeze, è ora in uso in tutto il mondo. Si può ormai dire lo stesso per i sistemi di refrigerazione commerciale; nei supermercati e in molti altri posti si utilizza principalmente il propano (R290) in sostituzione del refrigerante dannoso per lo strato di ozono. Una situazione analoga si verifica nel campo del condizionamento dell’aria. Qui troviamo HC in edifici residenziali e uffici. Inoltre, alcune pompe di calore per acque sotterranee utilizzano il propano a basso consumo energetico (R290).
I sistemi HC utilizzano lo stesso circuito di raffreddamento dei sistemi con refrigeranti sintetici. Il propano (R290) è un refrigerante compatibile con le apparecchiature e le attrezzature progettate per il refrigerante sintetico tradizionale R22, dannoso per l'ozono; pertanto è un sostituto diretto dalle prestazioni di gran lunga superiori rispetto al suo concorrente sintetico.
In sintesi, la tecnologia HC presenta i seguenti vantaggi:
1. Nessun effetto distruttivo sullo strato di ozono
2. Riduzione significativa delle emissioni di gas serra
3. Potenziale di riscaldamento globale basso e quindi minor impatto sul riscaldamento globale
4. Efficienza energetica maggiore
5. Facilità d’uso
6. Migrazione al nuovo sistema con un investimento estremamente ridotto

REQUISITI DI SICUREZZA
Essendo a rischio di incendio gli HC sono soggetti a linee guida e leggi internazionali sulla sicurezza. L’utilizzo è limitato a una carica di 150 g per sistema, ma il superamento di questo valore è ufficialmente consentito in Europa in determinate condizioni favorevoli. Tutti i produttori di sistemi HC devono attenersi alle norme di sicurezza e i loro addetti devono comprendere e applicare le procedure prescritte per la manipolazione sicura degli HC. Le norme di sicurezza governative richiedono test di simulazione delle perdite e si applicano norme rigorose per l'isolamento dei componenti elettrici in prossimità dei flussi di refrigerante. Inoltre, molti apparecchi domestici e commerciali, come frigoriferi domestici, congelatori, pompe di calore, refrigerazione commerciale e compressori, sono soggetti a normative di sicurezza internazionali.

PANORAMICA DEL MERCATO
Il propano (R290) e altri idrocarburi sono ben radicati nella refrigerazione commerciale e sono già in corso sviluppi analoghi nel condizionamento dell’aria.

REFRIGERANTE INFIAMMABILE R290
L’R600a e l’R290 sono idrocarburi. Questi refrigeranti sono infiammabili e possono essere utilizzati solo in apparecchiature che soddisfano i requisiti specificati nell'attuale revisione della norma EN/IEC 60335-2-24 (per la copertura di potenziali rischi derivanti dall'uso di refrigeranti infiammabili).
Di conseguenza, l'R600a e l'R290 sono gli unici refrigeranti che possono essere utilizzati negli elettrodomestici perché soddisfano le norme sopraccitate. L'R600a e l'R290 sono più pesanti dell'aria e la concentrazione al suolo è sempre la più elevata. L'R600a può essere conservato e trasportato solo in contenitori approvati e deve essere maneggiato secondo le linee guida in vigore.

UTILIZZI TIPICI

1. Frigoriferi e congelatori domestici
2. Portabevande refrigerati
3. Macchine del ghiaccio e banchi frigoriferi
4. Apparecchiature per la refrigerazione commerciale
5. Refrigeratori per birra
6. Erogatori di bevande
7. Deumidificatori
8. Pompe di calore

Designazione e classificazione di sicurezza ASHRAE
R290 - Propano
Gruppo di sicurezza A3

Utilizzi

• Condizionamento dell’aria
• Refrigerazione commerciale e domestica
• Banchi frigoriferi commerciali, celle frigorifere, espositori commerciali, macchine del ghiaccio, distributori automatici refrigerati, magazzini frigoriferi
• Congelatori e frigoriferi domestici

Il refrigerante R290, o propano, può sostituire altri refrigeranti dall’elevato impatto ambientale in frigoriferi domestici/commerciali, pompe di calore, condizionatori... Ha un potenziale di riduzione dello strato d’ozono ODP nullo e un potenziale di riscaldamento globale GWP trascurabile. Inoltre, è un componente dei gas di petrolio provenienti da fonti naturali. Il refrigerante R290 era utilizzato nel passato e ora ha trovato ampio impiego per molteplici applicazioni in Europa. Data la disponibilità del propano in tutto il mondo, il suo utilizzo in sostituzione dei CFC/HFC/HFO è stato ampiamente discusso.

Materiali

1. Questo contenuto non è esplicitamente indicato nella norma DIN 8960. Sono elencate e limitate solo le impurità. Il contenuto principale è il resto fino al 100%.
2. Dai calcoli termodinamici un contenuto di isomeri R600/R600A fino al 5% nel propano R290 non è critico, non supera i criteri di scorrimento della temperatura e ha un impatto estremamente ridotto sulla pressione, con una temperatura inferiore a -271,15 °C all'evaporazione.
3. Per il compressore nell'R290 è accettabile un contenuto di isobutano fino all'1% circa.
4. Questo è il valore massimo per ogni singola sostanza dei molteplici idrocarburi insaturi.
5. Questo è il valore massimo per ogni singolo composto aromatico.
6. Questo è un valore preliminare da rivedere quando si disporrà di maggiore esperienza. A causa della maggiore pressione del propano la fase vapore conterrà concentrazioni più elevate dello stesso. Per evitare problemi di demiscelazione la carica deve essere sempre effettuata dalla fase liquida.

Tabella 4: Infiammabilità del propano
A causa dell'infiammabilità del propano in vari intervalli di concentrazione sono necessarie precauzioni di sicurezza sull'apparecchio stesso e nello stabilimento di produzione. Le valutazioni del rischio alla base di queste due situazioni sono molto diverse. Il principale punto di partenza in comune è che gli incidenti devono avere due presupposti essenziali. Una è la miscela infiammabile di gas e aria e l'altra è sorgente d’innesco di un certo livello di energia o temperatura. Questi due elementi devono essere entrambi presenti perché si verifichi la combustione, quindi è necessario evitare questa combinazione.

Il propano (HC-290) viene utilizzato da alcuni produttori per portabevande refrigerati plug-in, congelatori a pozzetto e vetrine per la ristorazione. Queste unità hanno solitamente capacità di refrigerazione superiori rispetto ai frigoriferi domestici che richiedono il propano refrigerante a pressione più elevata. Quando si rispettano i requisiti di sicurezza previsti dalla legge (ad es. IEC 60335-2-89) il propano è il refrigerante ideale per tali unità. Può essere utilizzato insieme ai componenti disponibili, si miscela bene con gli oli minerali e determina temperature di fine compressione più basse e spesso ha un'efficienza energetica superiore del 10-15% rispetto all'unità HFC comparabile. Inoltre, i rapporti e le differenze di pressione sono inferiori all'HFC, con conseguente riduzione delle emissioni acustiche.

Anche l'R290 (propano) può essere utilizzato come refrigerante sostitutivo. Essendo un composto organico (idrocarburo), ha un potenziale di riduzione dell'ozono nullo e un effetto diretto di riscaldamento globale trascurabile.
I livelli di pressione e la capacità di refrigerazione sono simili a quelli dell'R22 e il comportamento in temperatura è vantaggioso tanto quanto quello dell'R134a.
Non ci sono particolari problemi con i materiali. A differenza dell'NH3 sono adatti anche i materiali in rame, pertanto può essere utilizzato in compressori semiermetici ed ermetici. I comuni oli minerali dei sistemi HCFC possono essere utilizzati come lubrificanti in un vasto campo di applicazione. Gli esteri di polioli (POE) e le polialfaolefine (PAO) vantano proprietà ancora più favorevoli.
Gli impianti di refrigerazione con R290 sono in funzione da molti anni in tutto il mondo, soprattutto in ambito industriale: si tratta di un refrigerante "collaudato".
Parallelamente l'R290 viene utilizzato anche in sistemi compatti più piccoli con basse cariche di refrigerante, come condizionatori d’aria e pompe di calore domestici. Inoltre, si osserva una crescente tendenza di utilizzo dell'R290 nei sistemi di refrigerazione commerciale e nei chiller.
L'R290 è estremamente adatto come refrigerante in pompe di calore e chiller. Per molte applicazioni di raffreddamento e riscaldamento in una pompa di calore aria-acqua (anche in un ampio intervallo di capacità), o quando viene utilizzato in un chiller/refrigeratore di salamoia per il condizionamento dell’aria comfort, il raffreddamento di processi industriali, la conservazione di prodotti refrigerati, il raffreddamento di macchinari e alimenti. Generalmente in modalità di raffreddamento per tutti gli impeghi che richiedono una temperatura di mandata del sistema compresa tra -40 °C e +20 °C. Per impieghi al di sotto dei -15 °C è più adatto il propene. In modalità riscaldamento per le pompe di calore, che poi funzionano in modo efficiente anche a temperature ambiente molto basse, con una temperatura di mandata fino a 65 °C per l'intero campo di applicazioni.

Vantaggi:

• GWP molto basso (3), ODP pari a zero (0).
• Non interessato dalla normativa sui gas fluorurati.
• Refrigerante adeguato alle esigenze del futuro, disponibile e poco costoso.
• Bassi costi di servizio ed esercizio.
• Basse temperature di fine compressione -> evaporazione intensa con un sistema monofase.
• Quantità di riempimento ridotta grazie al buon rapporto densità/calore di evaporazione.
• Buona compatibilità con i materiali.
• Pressione di esercizio.
• Non pericoloso per l'acqua.

Svantaggi:

• Infiammabile.

 
Con l'ulteriore riduzione della quota GWP, i produttori di refrigeranti si affideranno sempre di più alla produzione di refrigeranti naturali e a basso GWP per sfruttare la loro capacità produttiva. Inoltre, l'R290 non è soggetto a brevetto, quindi non ci saranno tasse di brevetto.
L'EPA raccomanda alle società di ristorazione di scegliere il refrigerante R290 (noto anche come idrocarburo o HC), che è naturale, atossico e non danneggia lo strato di ozono. Approvato nel 2011, l'HC ha un basso GWP ed è uno dei refrigeranti più rispettosi dell’ambiente ed economici disponibili. L'R290 è anche un'ottima alternativa ai refrigeranti idroflurocarbonici (HFC) R134a (utilizzati nei frigoriferi) e R404a (utilizzati nei congelatori). L'utilizzo di questo refrigerante può anche ridurre le spese complessive per l’energia fino al 28%.
I refrigeranti HC possono essere prodotti a livello nazionale e, a differenza degli HFC, non sono dannosi se entrano a contatto con la pelle o vengono inalati. L'R290 ha anche un grado di purezza più elevato rispetto al propano standard. Inoltre, il suo ridotto tenore di umidità garantisce che non danneggi il sistema di refrigerazione e i suoi componenti. Vengono utilizzati più di 1,5 miliardi di frigoriferi e congelatori HC nelle case su scala globale e ci sono anche 2 milioni di unità commerciali in uso.

Se inizialmente si temeva che questi frigoriferi a propano potessero comportare rischi di esplosione, gli studi dimostrano che la possibilità che ciò accada è inferiore allo 0,001%, anche nelle cucine a gas. Infatti, la maggior parte delle unità R290 contiene meno propano di prodotti comuni come accendini, deodoranti per ambienti e vernici spray. I sistemi R290 possono anche essere anche dispersi nell'atmosfera, il che significa che il refrigerante non deve essere recuperato. Si prega di notare che l'R290 può essere utilizzato solo su apparecchiature nuove e non può essere installato in un secondo momento.
R290 è il nome comune del propano ad alta purezza, estremamente adatto all'uso come refrigerante. Viene già utilizzato negli impianti di refrigerazione e condizionamento dell’aria a media e bassa temperatura in alternativa ai refrigeranti HCFC.
L'uso dell'R290 è in aumento grazie al suo basso impatto ambientale e alle eccellenti prestazioni termodinamiche. Non è tossico e ha un potenziale di riduzione dello strato di ozono (ODP) pari a 0 e un potenziale di riscaldamento globale (GWP) pari a 3.
Il Regolamento UE sui gas fluorurati vuole ridurre gradualmente i gas fluorurati e prevenirne il rilascio nell'atmosfera. L'R290 non contiene fluoro o cloro e quindi non è interessato dalle normative.

Si tratta di una soluzione adeguata alle esigenze del futuro grazie alla sua ampia disponibilità e al prezzo contenuto. Non è inoltre pericoloso per l'acqua.

• Basso GWP (3)
• ODP pari a zero (0)
• Refrigerante adeguato alle esigenze del futuro, ampiamente disponibile e poco costoso
• Basse temperature di fine compressione con conseguente evaporazione intensa con sistema monofase
• Non interessato dal Regolamento UE sui gas fluorurati
• Quantità di riempimento ridotta grazie al buon rapporto densità/calore di evaporazione
• Buona compatibilità con i materiali
• Pressione di esercizio
• Nessun rischio di contaminazione dell'acqua

Il propano in qualità di refrigerante offre all’utenza un'alternativa che rifugge questi ostacoli e allo stesso tempo offre una serie di vantaggi. A differenza dell'ammoniaca, per esempio, non comporta problemi per i materiali poiché è compatibile con il rame ed è utilizzabile anche con compressori semiermetici ed ermetici. La compatibilità con quest'ultimo è fondamentale perché possa essere utilizzato in sistemi completamente sigillati.
Il propano è rispettoso dell’ambiente, altamente efficiente ed offre alte prestazioni. Nel 2011 l'EPA ha approvato l’uso di propano in piccole quantità in frigoriferi e congelatori commerciali autonomi. Utilizzandolo si potrebbero eliminare efficacemente i problemi di conformità all'EPA che rivenditori di generi alimentari e altre figure dovranno affrontare con i refrigeranti nel prossimo futuro. Rispetto ai sistemi che utilizzano l'R-22 e l'R-134° serve una carica di refrigerante inferiore del 40% per un sistema R-290 delle stesse dimensioni. Questi refrigeranti hanno un GWP di 1.810 e 1.430 rispettivamente, rispetto al GWP di solo 3 dell'R-290. L'R-404A, un HFC attualmente utilizzato, ha un GWP di quasi quattromila. Gli idrocarburi in genere funzionano a temperature di scarico più basse, il che migliora l'affidabilità del sistema. Il flusso di massa relativamente basso del propano (55-60% circa rispetto all'R-22) consente inoltre di ridurre notevolmente la carica di refrigerante. Tuttavia, funziona a livelli di pressione e capacità di refrigerazione simili a quelli dell'R-22. I sistemi R-290, di conseguenza, possono essere progettati per soddisfare criteri simili, ma con un impatto ridotto e una maggiore efficienza.
Gli operatori della refrigerazione industriale da tempo riconoscono questi e altri vantaggi. Gli impianti in tutto il mondo utilizzano da molti anni l'R-290 in operazioni su vasta scala, al punto che uno studio di Bitzer (un produttore di compressori citato in ACHR News) lo ha definito "un refrigerante collaudato".
Oltre alle applicazioni di refrigerazione industriale, la refrigerazione a propano viene utilizzata anche su scala più ridotta. "L'R-290 può essere utilizzato in sistemi più piccoli e compatti con basse cariche di refrigerante, come condizionatori e pompe di calore domestici", si legge nel rapporto. "Inoltre si osserva una tendenza all'aumento del suo utilizzo nei sistemi di refrigerazione commerciale e nei chiller" Nel dimensionamento dei componenti si può tenere conto che richiede un flusso di massa relativamente basso (55-60% circa rispetto all'R-22), pertanto si necessita una carica di refrigerante inferiore rispetto all'R-22 in sistemi di dimensioni simili.

Vantaggi dell’R290
È interessante notare che, analizzando le prestazioni termodinamiche dell’R290 come refrigerante, ci si rende conto dei numerosi vantaggi. Vediamone alcuni:

• Temperatura di scarico del gas dal compressore
  L’R290 e soprattutto l’R600a (isobutano) hanno una temperatura di scarico inferiore rispetto agli altri refrigeranti. Il vantaggio di una bassa temperatura di scarico ha un effetto positivo sui materiali del compressore, sui componenti e sulla stabilità dell’olio. Se la temperatura di scarico del gas è troppo alta l’olio lubrificante si decompone.
• Scambio termico più elevato, basso rapporto di pressione
  Grazie alle eccellenti proprietà termodinamiche del propano, come il maggiore scambio termico e il basso rapporto di pressione (pressione da condensazione a evaporazione), è possibile progettare apparecchi con scambiatori di calore più piccoli, il che potrebbe portare a una riduzione dello spazio fisico richiesto, facilitando la progettazione e l’installazione.
• Densità inferiore
  La densità del propano è di gran lunga inferiore a quella dei fluorocarburi (meno della metà di quella dell’R134a e dell’R410a) e questo, unito al maggiore scambio termico, comporta una carica di refrigerante molto più bassa. A questo proposito sono stati effettuati diversi test di analisi con compressori alternativi; ciò ha mostrato un potenziale dimezzamento della carica di R290 rispetto all’R32 e una riduzione a quasi un terzo rispetto all’R134a.
• Confronto di efficienza
  Rispetto all’R410A, l’EER per l’R290 e l’R600a è superiore di una percentuale che oscilla tra il 5% e il 12%. Questo confronto semplicistico dell’EER è indicativo del forte potenziale di efficienza energetica per le operazioni condotte con i sistemi HC.
• Confronto dell’inviluppo del compressore per diversi refrigeranti
  In questo caso possiamo vedere come il propano sia un refrigerante efficiente e flessibile in diverse condizioni operative. Può passare da temperature di evaporazione molto basse a temperature di condensazione elevate.

Ciò consente di progettare un’ampia gamma di prodotti, dai chiller (ad alta, media e bassa temperatura) alle pompe di calore.

Nel complesso questi confronti dimostrano che con il propano è possibile utilizzare compressori di dimensioni inferiori, nonché scambiatori di calore. Anche considerando refrigeranti con GWP medio come l'R513a e opzioni con GWP basso come l'R1234ze e l'R1234yf, il confronto è a favore dell'R290, anche se si considera lo stesso modello di compressore alternativo.
In conclusione, promuovere un uso sempre maggiore di fluidi refrigeranti naturali come il propano R290 (GWP = 0,02) e l'isobutano R600a (GWP = 0,006) è uno dei modi in cui il settore HVAC può contribuire a salvare il pianeta.
La strada è ben tracciata, il settore sta indubbiamente percorrendola e si attendono quanto prima risultati eccellenti da tutti i principali attori sul mercato.

Refrigeranti a base di idrocarburi
Idrocarburi come l'R290 (propano), l'R600a (isobutano) o l'R1270 (propene/propilene) sono refrigeranti naturali atossici a basso GWP dalle eccellenti proprietà termodinamiche. Offrono un'alternativa efficiente in termini energetici e rispettosa dell'ambiente agli HFC in vari usi, come la refrigerazione domestica e commerciale, il condizionamento dell’aria, le pompe di calore o gli impieghi a temperature ultrabasse.

Proprietà termodinamiche degli idrocarburi
I refrigeranti idrocarburici sono chimicamente stabili in un ampio intervallo di temperature, atossici e rispettosi dell'ambiente, dato che hanno un GWP estremamente basso e un ODP nullo. Gli idrocarburi vantano inoltre eccellenti proprietà termodinamiche e proprietà fisiche e chimiche che li rendono particolarmente efficienti in termini energetici[1]. Nei sistemi di refrigerazione a compressione di vapore e condizionamento dell’aria i refrigeranti idrocarburici più utilizzati includono l’R290 (propano), il R600a (isobutano), il R1270 (propene/propilene)

Principali proprietà termodinamiche e ambientali dei refrigeranti idrocarburici

Impieghi dei refrigeranti idrocarburici nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell’aria
Gli idrocarburi possono essere utilizzati sia in un sistema progettato specificamente per il loro uso sia in sostituzione di altri refrigeranti con alcune modifiche all'apparecchiatura. In attrezzature riadattate è di fondamentale importanza che il lubrificante e le misure di sicurezza siano compatibili.

Idrocarburi nella refrigerazione e nel condizionamento dell’aria domestica
In molti Paesi è ancora diffuso l'uso degli HFC nei condizionatori d’aria domestici. Tuttavia, in Cina, nel Sud-Est asiatico e in Sud America le linee di produzione si stanno convertendo all’R290 (propano). I requisiti restrittivi delle norme di sicurezza ne limitano l'introduzione sul mercato, a eccezione delle unità piccole e portatili. I sistemi di condizionamento dell’aria a base di idrocarburi sono in commercio per impieghi a bassa carica all’interno, come mini-split, condizionatori d’aria da finestra e portatili, e più recentemente in impianti split e canalizzati su tetto.
I refrigeranti infiammabili come il propano possono essere utilizzati in condizioni di sicurezza nei condizionatori d’aria da finestra grazie alle dimensioni compatte e al basso volume della carica di refrigerante. In uno studio l'R290 è stato utilizzato come sostituto drop-in in un sistema di condizionamento dell’aria ambientale con HCFC-22 con l'aggiunta di uno scambiatore di calore ad aspirazione di liquido. Con il nuovo sistema si è raggiunto un aumento del 38% del COP. In un altro studio un prototipo di condizionatore d’aria da finestra ad alta efficienza a R290 ha raggiunto la stessa capacità di raffreddamento di un modello di riferimento a R410A e ha ottenuto un EER superiore del 17% a quello delle unità promosse dal programma Energy Star dell'Agenzia statunitense per la Protezione dell'Ambiente.

Idrocarburi nella refrigerazione commerciale
Secondo un recente articolo di rassegna l'HCFC-22, l'HFC-404A e l'HFC-134a dominano ancora le apparecchiature refrigerate di piccole dimensioni per la vendita al dettaglio. Tuttavia, l'adozione di idrocarburi come l’R290 e l’R600a nelle vetrine e nei congelatori sta gradualmente avanzando grazie alle tecnologie di riduzione delle cariche. Per esempio, è stata registrata una riduzione del consumo energetico del 28% quando si utilizza l'R290 nei portabevande refrigerati con sportello in vetro rispetto ai vecchi portabevande a HFC-134a. In Cina i risultati di uno studio sulle prestazioni hanno dimostrato una significativa riduzione del consumo energetico quando si utilizza l’R290 in una vetrina verticale, sia in condizioni di congelamento che di refrigerazione.

Idrocarburi nel condizionamento dell’aria degli autoveicoli
Le norme di sicurezza regionali e i requisiti di carica per l'uso di refrigeranti infiammabili non sono uniformi nel condizionamento dell’aria per il settore automobilistico. Per esempio, secondo il rapporto di valutazione RTOC 2018 dell'UNEP, i retrofit con idrocarburi erano legali in alcuni Stati australiani ma illegali in altri e negli Stati Uniti. I refrigeranti a base di idrocarburi potrebbero essere utilizzati nei nuovi sistemi, a condizione che i problemi di sicurezza siano ridotti, per esempio introducendo un circuito secondario in loop che consenta di separare i refrigeranti infiammabili e gli spazi occupati.

Idrocarburi in impieghi a temperature ultrabasse
L'R170 (etano) e l'R1150 (etene) sono gli unici refrigeranti idrocarburici con punti di ebollizione normali adatti alla refrigerazione a temperature ultrabasse (inferiori a -50°C). L'R170 è indicato per le apparecchiature commerciali a bassa temperatura e per le grandi apparecchiature commerciali e industriali. In uno studio teorico sono stati utilizzati l’R170 e l’R1150 nello stadio più basso di un sistema a cascata. Rispetto agli altri refrigeranti selezionati, l'R170 ha ottenuto prestazioni superiori per il COP ma non in termini di capacità di raffreddamento volumetrica. Altri studi che hanno analizzato l'uso di un eiettore in un sistema di refrigerazione a cascata R290/R170 hanno rilevato prestazioni superiori in termini di COP, capacità di raffreddamento e riduzione del consumo di elettricità.

Idrocarburi negli impieghi in pompe di calore
Nelle pompe di calore di grande capacità l'uso degli idrocarburi è limitato dalla carica massima di 500 g richiesta dalla norma IEC e gli HFO sono quindi più adatti. Per i sistemi di piccola e media capacità, tuttavia, le pompe di calore a compressione che utilizzano refrigeranti a base di idrocarburi hanno un grande potenziale di sviluppo negli impieghi commerciali.
Secondo il rapporto di valutazione RTOC 2018 dell'UNEP in Europa è stato venduto un numero limitato di scaldabagno a pompa di calore a bassa carica che utilizzano l'R290. Tuttavia, un rapporto più recente dell'UNEP indica che l'R290 è in rapida crescita negli apparecchi monoblocco per il riscaldamento dell'acqua ove le restrizioni di sicurezza ne consentono l'uso.

Efficienza energetica e impatto ambientale dei refrigeranti a base di idrocarburi
I refrigeranti a base di idrocarburi sono un'alternativa efficiente in termini energetici agli HFC. Utilizzando gli idrocarburi, diversi studi hanno riportato risparmi energetici che vanno dal 4,4 al 18,7% rispetto all'HFC-134a e dal 2,65 al 13,5% rispetto all'HCFC-22. Diversi studi hanno inoltre riportato riduzioni delle cariche di refrigerante del 40-56% con gli idrocarburi rispetto all'HFC-134a e una riduzione del 12,9-58% rispetto all'HCFC-22. Ciò è dovuto alla minore densità degli idrocarburi rispetto agli HFC. Una carica di refrigerante inferiore contribuisce a ridurre il consumo di refrigerante e, di conseguenza, le possibili emissioni diCO2-eq durante le perdite e a fine vita. In uno studio recente è stato utilizzato l'impatto totale equivalente di riscaldamento (TEWI) per determinare che l'utilizzo di idrocarburi invece degli HFC e la progettazione ottimizzata di un sistema di refrigerazione hanno ridotto congiuntamente le emissioni di CO2-eq.

Gli idrocarburi sono particolarmente adatti alle pompe di calore più piccole, ai monoblocchi e ai condizionatori monosplit. Sono adatti a sistemi collettivi (palazzi e condomini) e a impieghi industriali, se è possibile adottare adeguate misure di gestione del rischio. Gli idrocarburi sono meno adatti ai sistemi multisplit e VRF di grandi dimensioni a causa dei costi elevati e delle limitazioni dovute alle misure di sicurezza richieste.