Nei sistemi HVAC moderni, come chiller e pompe di calore aria-acqua, il quadro elettrico riveste un ruolo strategico: al suo interno sono alloggiati tutti i componenti fondamentali per il controllo e la gestione del macchinario, dall’elettronica di regolazione ai sensori, dagli attuatori di potenza alle interfacce di comunicazione.
Con l’evoluzione tecnologica del settore e l’adozione sempre più diffusa di refrigeranti naturali a base di idrocarburi, come l’R290 (gas propano), la progettazione del quadro elettrico assume un’importanza ancora maggiore. L’R290, infatti, rappresenta una scelta sostenibile grazie al bassissimo GWP (global warming potential), ma introduce nuove criticità legate all’infiammabilità, che devono essere gestite con particolare attenzione.
Progettazione dell’armadio elettrico: riduzione del rischio
Oltre a garantire la continuità operativa dell’impianto, la progettazione dei quadri elettrici per sistemi HVAC con R290 deve soddisfare specifici requisiti di sicurezza.
L’obiettivo principale è infatti quello di ridurre al minimo la possibilità che il gas refrigerante raggiunga concentrazioni critiche all’interno dell’armadio elettrico, soprattutto in presenza di componenti elettrici che potrebbero costituire una fonte di innesco.
La scelta dei materiali, la compartimentazione dei componenti e la corretta ventilazione diventano quindi elementi chiave per ridurre il rischio di accumulo di refrigerante e prevenire situazioni potenzialmente pericolose.
Normative di riferimento per i sistemi HVAC con gas R290
I componenti elettrici, sia attivi che passivi, devono essere progettati e selezionati nel rispetto delle principali normative di settore, in particolare:
- EN 378, che disciplina la sicurezza e l’impatto ambientale degli impianti di refrigerazione;
- EN IEC 60335-2-40:2023, che definisce i requisiti di sicurezza per pompe di calore, condizionatori e deumidificatori.
Queste norme forniscono indicazioni precise su progettazione, installazione e manutenzione delle macchine, sull’uso di dispositivi di protezione e sulla segmentazione della gamma di prodotti in funzione dei limiti di refrigerante ammessi.
Compartimentazione e sistemi di protezione attiva
Per aumentare ulteriormente il livello di sicurezza, è buona prassi compartimentare le parti a rischio all’interno del quadro elettrico e integrare sensori e algoritmi di controllo in grado di interrompere automaticamente l’alimentazione elettrica in caso di perdita del gas refrigerante.
Relè e contattori dedicati alla gestione degli attuatori devono essere a tenuta stagna, riducendo così la possibilità che il gas entri in contatto con elementi elettrici critici.
Pre-ventilazione e ventilatori certificati ATEX
In molte applicazioni HVAC con gas propano R290 viene implementato un ciclo di pre-ventilazione: i ventilatori vengono attivati alcuni secondi prima dell’avviamento del compressore, con lo scopo di rinnovare l’aria all’interno dell’armadio elettrico ed eliminare eventuali accumuli di gas.
Per questa funzione è fondamentale utilizzare ventilatori certificati ATEX II 3G, realizzati con materiali idonei a ridurre il rischio di scintille elettrostatiche e progettati per mantenere la temperatura, molto al di sotto del punto di innesco del refrigerante, anche in condizioni di rotore bloccato.
Gruppi filtro, materiali e comportamento al fuoco
Quando il ventilatore è installato su un gruppo filtro, diventa altrettanto importante evitare l’ingresso di polveri o umidità all’interno del quadro elettrico. Per questo motivo, le plastiche e le parti strutturali devono possedere caratteristiche di autoestinguenza, conformi a normative come UL 94, con grado V0 o superiore: queste soluzioni riducono in modo significativo la probabilità di innesco o di propagazione di fiamme all’interno dell’involucro.
Ventilazione di emergenza e sistemi di allarme
La norma EN 378 stabilisce inoltre che i componenti elettrici devono essere progettati per evitare la presenza di fonti di accensione nelle aree dove il refrigerante potrebbe accumularsi. Inoltre, devono essere previste misure di ventilazione di emergenza, sistemi di allarme e segnalazioni che permettano di intervenire tempestivamente in caso di anomalia.
Le soluzioni Fandis per sistemi HVAC con refrigeranti infiammabili
Per rispondere a questi requisiti sempre più stringenti, Fandis mette a disposizione una gamma completa di soluzioni per la ventilazione e il thermal management degli armadi elettrici destinati a sistemi HVAC con gas propano R290.
La proposta include ventilatori certificati ATEX, dotati di segnalazioni di allarme e/o tachimetriche, progettati specificamente per applicazioni con refrigeranti infiammabili. Queste soluzioni uniscono sicurezza, affidabilità e conformità normativa, supportando costruttori e progettisti nello sviluppo di sistemi HVAC sostenibili e sicuri.
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