Le pompe di calore con R290 (propano) rappresentano una soluzione di riscaldamento a basse emissioni di carbonio, in grado di soddisfare il fabbisogno di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria delle abitazioni.
Oltre a essere un refrigerante a basso GWP (Global Warming Potential), questo gas refrigerante si rivela particolarmente efficace in termini di efficienza energetica. Uno studio, condotto da un team del Politecnico di Torino, ha valutato la fattibilità e il potenziale risparmio energetico ottenibile dall’applicazione di pompe di calore a R290 rispetto alle caldaie a condensazione nell’ambito della riqualificazione di edifici residenziali esistenti dotati di impianti di riscaldamento ad alta temperatura. I risultati mostrano che il risparmio energetico è dell’ordine del 20% in termini di energia primaria non rinnovabile.
Tuttavia, vanno poste alcune considerazioni sull’impiego del propano, che è un gas classificato A3, ossia altamente infiammabile. Ciò comporta dei limiti nella progettazione e installazione, ma anche delle opportunità. “R290 è un gas un po’ particolare che cambierà il nostro modo di progettare e di installare e di mantenere gli impianti, quindi un po’ alla volta dobbiamo prendere confidenza”, ha affermato Massimo Salmaso, Education & Training Specialist di Mitsubishi Electric durante un convegno dedicato proprio a limiti e opportunità derivanti dalle pompe di calore con gas propano.
I limiti dell’R290 esistono, ma è bene considerare le opportunità. Tutto parte dal nuovo Regolamento F-Gas, ma è un percorso cominciato ben prima, con il Protocollo di Montreal e, successivamente, con il protocollo di Kyoto. Già da allora si è proceduto a conciliare la necessità di gas refrigeranti performanti con la finalità di tutelare il nostro Pianeta, prima salvaguardando lo strato di ozono e poi volendo ridurre quanto più possibile i gas effetto serra.
Il Regolamento F-Gas è una logica conseguenza di questo percorso. Pone alcuni divieti nell’impiego di alcuni refrigeranti e anche nei quantitativi. Divieti che, però, non sono uniformi, ma progressivi e differenziati per tipologia di prodotto. “Come operatori del settore, siamo stati abituati per anni a lavorare con gas A1, quindi non tossici e non infiammabili, operando nel rispetto delle norme con relativa tranquillità, contando su parametri tutto sommato non così stringenti”. Molti di essi sono già in via di sostituzione in quanto hanno un potenziale di riscaldamento globale (GWP) troppo alto.
Il propano (R290) su questo aspetto è un’alternativa molto interessante. Tuttavia, come detto, è un gas A3, scarsamente tossico, ma altamente infiammabile. Questo ambia completamente l’approccio progettuale e installativo anche solo rispetto a pochi anni fa. “Una premessa è necessaria: si tratta di un gas infiammabile se si trova in determinate condizioni per esserlo. Innanzitutto, R290 ha una percentuale di accensione compresa tra 1,8 e 9,5%. La stanza o l’ambiente in cui si verifica una perdita deve avere una concentrazione di propano entro tale valore. Inoltre, deve esserci una fonte di accensione che supera 0,5 mJ”, ha specificato Salmaso.
Per quanto riguarda le modalità progettuali e installative delle pompe di calore R290, si può contare su due norme, la serie EN 378 e la EN IEC 60335-2-40:2023, che forniscono diverse indicazioni su come progettare, installare e mantenere le macchine che contengono gas tra cui R290. In particolare, la EN 378:3 illustra i requisiti del sito di installazione, specificando le sue caratteristiche e le eventuali concentrazioni massime. Inoltre, nell’allegato A sono riportati i requisiti generali sui dispositivi di protezione individuale da adottare.
La UNI EN 378 fornisce una serie di formule per calcolare la tipologia di macchina e il sito di installazione. Riguardo a quest’ultimo, per evitare fenomeni pericolosi come l’accensione del refrigerante suddivide il sito in quattro ambiti, a seconda che sia: un’unità interna o esterna, un locale di installazione o una zona di rispetto e/o di sicurezza. In funzione di questi ambiti applicativi, la norma fornisce delle formule per calcolare la massima carica ammissibile all’interno di locale.
“Significa che, quando si decide sulla collocazione della pompa di calore R290, si dovrà prevedere un determinato quantitativo di gas all’interno del circuito, oltre cui si dovrà eventualmente dividere la potenza della macchina. Ciò è indicativo di come cambi completamente l’approccio progettuale – ha sottolineato l’esperto di Mitsubishi Electric –. Quindi, potrebbe non essere determinante la potenza frigorifera o termica, bensì il quantitativo massimo che la macchina può sostenere all’interno”.
Tra i limiti da considerare ci sono anche quelli posti dalla EN IEC 60335-2-40:2023. La norma prescrive, alle ditte produttrici, l’onere di dover indicare, nel proprio manuale di installazione, le proprie condizioni di installazione. In questo caso possono essere fatti calcoli differenti.
“Per esempio, il manuale prevede come installare unità esterne in un luogo dove almeno uno dei quattro lati sia aperto o in uno spazio sufficientemente ampio, senza che nelle vicinanze ci siano caditoie o aperture verso locali sotto terra di campagna. Quindi, queste le possibilità sono consentite per una macchina completamente installata in esterno. Tuttavia, ci si può trovare in una situazione in cui la macchina non ha questa possibilità, trovandosi chiusa in una sorta di bocca di lupo, di cortile molto piccolo, di terrazzo che magari non ha degli sfoghi, non ha delle grate, può esserci questa possibilità. Occorre quindi considerare i casi specifici e le relative possibilità applicative”.
Inoltre, per ogni installazione sono specificate le dimensioni della zona di sicurezza. C’è il caso, per esempio, che in un determinato ambiente non debbano essere presenti aperture o comunicazioni con altri locali. E ancora: possono essere indicate le condizioni per installare in uno spazio libero, in uno con muro e tre lati liberi o con tre pareti e un lato libero.
“Un altro elemento importante nell’installazione di pompe di calore con R290 è data dal fatto che le unità monoblocco sono equipaggiate con una valvola di sicurezza e un separatore per evitare perdite o fuoriuscite di propano all’interno dell’abitazione attraverso il circuito dell’acqua”, ha aggiunto l’esperto.
Illustrati i limiti per le pompe di calore R290, sono diverse le opportunità, ovvero le circostanze opportune, adatte, favorevoli. Prima di tutto è bene partire dalle caratteristiche chimiche del propano per cui si propone come gas naturale che mostra i suoi pregi in termini di basso GWP (inferiore a 3), specie se comparato con R410A (2088) e R32 (675).
“Un elemento interessante dell’R290 è che lavora a pressioni più basse, per esempio rispetto all’R32. Questa è un’opportunità per il costruttore, perché tutte le parti del sistema frigorifero sono messe alla prova in maniera più lieve: nell’R32 si arriva a 39,3 bar, nel caso dell’R290 il valore è 23,4 bar. Se poi si considera la pressione di evaporazione, a 4 °C quella dell’R32 è di 7,14 bar, contro un valore di 4,19 del propano, ovvero quasi la metà”.
Un altro pregio delle pompe di calore a R290 è la capacità di produrre temperature di acqua calda mediamente più elevate rispetto a una macchina con R32. Confrontando un set point di acqua calda sanitaria, si potrà contare su una temperatura di 72°C contro i 55°C. Questo è un valore interessante se si deve procedere alla sostituzione di un impianto esistente dove si è obbligati a produrre acqua a 70° gradi: R290 assicura l’opportunità di poterlo fare.
Inoltre, sempre nel confronto, a parità di condizioni (potenza 10.000 W, volume del serbatoio di 200), il volume utile di ACS sarà di 281 litri per R32 e di 388 litri per R290.
Cosa cambierà, nel caso delle pompe di calore R290, con l’emanazione del tanto atteso Conto Termico 3.0? A oggi, il conto termico 2.0 afferma che per accendere alle condizioni previste, la pompa di calore deve avere un COP minimo di un certo tipo, puntuale. Se il produttore certifica che il COP è superiore al valore previsto dal decreto, la macchina può essere oggetto di conto termico, quindi di incentivo. “Il nuovo Conto Termico afferma (nell’ultima bozza) che tutte le pompe di calore sul mercato possono accedere al conto termico. Una delle grandi novità è che vengono premiate quelle che hanno un ETAs superiore, una sorta di rendimento stagionale parametrato all’energia primaria”. A confronto con quello di una pompa di calore con R32, le pompe di calore R290 evidenziano valori più elevati.
Il passaggio da criteri di ammissibilità basati su valori nominali di prestazione energetica a requisiti minimi stagionali, implica anche la revisione dell’attuale metodologia di calcolo degli incentivi per le pompe di calore. Quella presente nell’ultima bozza del Conto Termico 3.0 è formulata in funzione dei parametri stagionali di efficienza energetica dichiarati dai produttori europei ai sensi della regolamentazione Ecodesign, che consentono di quantificare l’effettiva energia termica rinnovabile prodotta dalla pompa di calore nell’arco di un reale periodo di funzionamento.
Una novità importante è l’introduzione del coefficiente KP, un coefficiente di premialità dato dal rapporto tra l’efficienza energetica stagionale della pompa di calore considerata e quella minima per l’immissione sul mercato prevista dal regolamento ecodesign. Tale coefficiente ha lo scopo di premiare le pompe di calore più efficienti. “Ciò significa che se si adotta una macchina con un rendimento stagionale elevato permette di conseguire una percentuale variabile tra il 10% e il 30% in più di incentivo rispetto alla macchina meno performante”, ha evidenziato ancora Salmaso.
Non vanno dimenticate, infine, le tariffe elettriche, che con l’impiego di pompe di calore R290 potranno essere ancora più determinanti nella relazione costi/benefici. “Siamo in un momento di grandi sommovimenti in tale contesto. Oggi, il vantaggio di contare su un’ottima pompa di calore può essere annullato da una pessima tariffa elettrica. La differenza di rendimento tra una buona e un’ottima pompa di calore può essere del 15-20%. Nel caso, invece, delle tariffe, la varietà è molto più elevata”. Serve, quindi, un riferimento da tenere in considerazione: lo è il PUN Index GME, indice di riferimento del mercato elettrico italiano, ovvero il prezzo dell’energia elettrica scambiata sul MGP (mercato del giorno prima) calcolato dal GME (Gestore Mercati Energetici).
“Se si installa una pompa di calore elettrica è bene sapere quanto si paga e quindi occorre avere la consapevolezza della tariffa che si ha”, ha concluso Salmaso. Un utile riferimento è il portale offerte dell’Arera, dove analizzare e individuare la migliore tariffa per ogni caso specifico.
