I refrigeranti zeotropici sono miscele di diversi componenti chimici che, a differenza dei refrigeranti azeotropici, non evaporano e non si condensano a temperatura costante. Invece, il processo di cambiamento di fase avviene in un certo intervallo di temperature, chiamato "glide". Ciò significa che durante l'evaporazione o la condensazione, i componenti della miscela possono variare la loro proporzione nelle fasi gassosa e liquida, influenzando i parametri operativi dell'impianto frigorifero o di condizionamento.
Uno dei principali vantaggi dei refrigeranti zeotropici è la possibilità di adattarne le proprietà attraverso una selezione appropriata dei componenti della miscela. Ciò permette di ottenere parametri simili a quelli dei refrigeranti in fase di eliminazione, come l'R22, riducendo al contempo l'impatto ambientale - ad esempio abbassando l'indice ODP (potenziale di riduzione dell'ozono). Molte miscele zeotropiche, come l'R407C, sono state progettate proprio per sostituire i gas più vecchi e dannosi.
La natura dei refrigeranti zeotropici richiede maggiore attenzione nella gestione rispetto ai refrigeranti omogenei. A causa della diversa pressione di vapore dei singoli componenti, in caso di perdite la composizione della miscela può cambiare, riducendo l'efficienza dell'apparecchio. Nella pratica, ciò significa che in caso di perdita di refrigerante si consiglia di svuotare completamente l'impianto e riempirlo con una nuova miscela di fabbrica. Inoltre, la presenza del "glide" richiede misurazioni precise di temperatura e pressione per valutare correttamente lo stato del sistema.
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Tra i refrigeranti zeotropici più comuni troviamo:
(anche se quest'ultimo è tecnicamente una miscela quasi-azeotropica). Sono utilizzati in condizionatori, pompe di calore, impianti frigoriferi e molte altre applicazioni. La scelta del refrigerante specifico dipende dai requisiti tecnici dell'apparecchio, dall'efficienza energetica e dalle normative ambientali vigenti.
I refrigeranti zeotropici non hanno un singolo "scopritore" in senso stretto, poiché sono il risultato di anni di ricerche condotte da diversi team di ingegneri e chimici in aziende specializzate nel settore della refrigerazione e del condizionamento.
Il loro sviluppo ha acquisito maggiore slancio negli anni '80 e '90 del XX secolo, quando si iniziò a eliminare gradualmente i freon dannosi per lo strato di ozono (come l'R12 o l'R22) in seguito agli accordi del Protocollo di Montreal. Fu un periodo in cui il dibattito ecologico si concentrava principalmente sul cosiddetto buco dell'ozono - più o meno come oggi si parla del riscaldamento globale. All'epoca, produttori come DuPont (ora Chemours), Honeywell o Arkema iniziarono a sviluppare miscele di gas che sostituissero i refrigeranti omogenei e fossero più rispettose dell'ambiente, concentrandosi sulle percezioni ecologiche del tempo. Oggi si sta parzialmente tornando a freon o gas a componente singola. Ad esempio, l'R32 - che è attualmente molto utilizzato - grazie alla sua omogeneità è più facile da smaltire, quindi la questione non è così semplice.
In pratica, la "scoperta" dei refrigeranti zeotropici è più un processo tecnologico e ingegneristico che una singola scoperta attribuibile a una persona.
I refrigeranti zeotropici svolgono un ruolo importante nel moderno settore HVACR, permettendo di soddisfare normative ambientali e tecniche sempre più rigorose. Tuttavia, il loro utilizzo richiede conoscenza e precisione per sfruttarne appieno i vantaggi ed evitare problemi operativi.
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