Naturalne czynniki chłodnicze – rodzaje i perspektywy rozwoju

Czynniki chłodnicze a środowisko

Czynnik chłodniczy jest związkiem chemicznym lub mieszaniną odpowiedzialną za wymianę ciepła pomiędzy urządzeniem chłodniczym, pompą ciepła a otoczeniem. Podobnie jak krew w organizmie – czynnik krąży w układzie chłodniczym, którego sercem jest zawsze sprężarka. W ten sposób, w wyniku sprężania i rozprężania, chłodziwo pobiera lub oddaje ciepło.

Niestety czynniki chłodnicze to substancje, które w wyniku niekontrolowanego wycieku stanowią zagrożenie dla środowiska. Ich emisja przyczyna się do niszczenia warstwy ozonowej, co w następstwie prowadzi do efektu globalnego ocieplenia. Dlatego branża czynników chłodniczych od początku polega restrykcjom prawnym – głównie ze strony Unii Europejskiej.

Ze względu na fakt, iż coraz większą wagę przykłada się do zwiększonego bezpieczeństwa stosowania tych substancji, niektóre z nich – takie jak freony CFC (chlorofluorowęglowodory) i HCFC (wodorochlorofluorowęglowodory) musiały zostać wycofane z rynku. Na ich miejsce opracowano mniej szkodliwe preparaty, które każdorazowo muszą być użytkowane zgodnie z obowiązującymi przepisami prawnymi i zasadami bezpieczeństwa.

Na rynku chłodniczych wyróżniamy kilka podstawowych grup: CFC, HCFC, HFC/HC/NH3 oraz HFO. Zgodnie z obowiązującymi regulacjami prawnymi, substancje o wysokim potencjale niszczenia warstwy ozonowej zostały wycofane lub są stopniowo usuwane z obiegu. Nawet jeśli urządzenia starego typu nadal działają korzystając z czynnika chłodniczego CFC, niedozwolone jest ich uzupełnianie tym właśnie materiałem.

Miejsce szkodliwych chłodziw zastępują natomiast preparaty o bliskim zeru lub zerowym wpływie na warstwę ozonową tj. czynniki syntetyczne.

Czynnik R290 – propan

W niektórych modelach pomp ciepła dostępnych na rynku stosuje się naturalny czynnik chłodniczy – niepodlegający ustawie SZWO (tzw. F-gazy). Jest to R290, czyli propan, który jest niewątpliwie czynnikiem przyszłości. Wyróżnia go zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP = 0) oraz niski współczynnik GWP wynoszący zaledwie 3.

GWP to potencjał tworzenia efektu cieplarnianego – im jest niższy, tym mniejszy ma na niego wpływ. Dla porównania – wskaźniki GWP popularnych dziś F-gazów wynoszą zazwyczaj między 1400 a 4000. Są też takie, których GWP sięga 23 000. Dla przykładu:

1. dla R134a GWP wynosi 1430,
2. dla R32 – 675,
3. dla R410A – 2088.
4. dla R404A – aż 3922.

Oznacza to, że emisja 1 kg R404A jest ekologicznie równoznaczna z uwolnieniem do atmosfery prawie 4 ton dwutlenku węgla. Z tego względu rynek pomp ciepła w najbliższej przyszłości będzie dążył do popularyzacji naturalnych czynników chłodniczych i stopniowej eliminacji czynników o wysokim GWP.

Propan w pompach ciepła

Propan ma doskonałe właściwości termodynamiczne, z tego względu znajduje coraz większe zastosowane w urządzeniach grzewczych typu powietrzne pomp ciepła. Wyróżnia je niewielki spadek mocy grzewczej i wysoki COP przy niskich temperaturach zewnętrznych. (Dla HT10, kW/COP przy A2/W35 – 9,1/4,0, przy A-7/W35 – 7,1/3,0).

Pompa ciepła wykorzystująca propan R290 z kolei nie wymaga rejestracji w Centralnym Rejestrze Operatorów – z racji, ze nie zawiera związków chloru, fluoru i ma zerowy wpływ na środowisko. W najbliższej przyszłości stosowanie czynników chloro- i fluoropodobnych, czyli tzw. f-gazów, będzie wiązało się z coraz większymi zaostrzeniami prawnymi.

Minusem czynnika R290 jest palność, jednak ilość propanu w pompach ciepła nawet w największej jednostce rynkowej HT10/20 mocy 22 kW nie przekracza 2,4 kg. Dla porównania – popularna butla turystyczna to 3 kg propanu-butanu. Cały czynnik jest w zamkniętym obiegu w jednostce zewnętrznej, czyli na zewnątrz budynku, dzięki czemu jest to całkowicie bezpieczne rozwiązanie.

Źródło: hkslazar.pl, okieminzyniera.pl