Dobry czynnik chłodniczy - czyli jaki?

przez Panasonic 17-11-2022 Nieskategoryzowane

Dzisiejszy rynek oferuje wiele rozwiązań dotyczących czynników chłodniczych. Czynniki często wykazują szkodliwy wpływ na środowisko. Jednocześnie ciągle zmieniają się przepisy prawne, które ich dotyczą. Między innymi rozporządzenie F-GAZ wprowadziło sporo ograniczeń. Czym jest więc dobry czynnik chłodniczy?

Czynnik chłodniczy

Dobry czynnik chłodniczy to przede wszystkim czynnik bezpieczny. Musi on spełniać wymagania dotyczące bezpieczeństwa, takie jak dopuszczalne normy palności oraz toksyczności. Musi to być czynnik odpowiednio dobrany do danego zastosowania, o odpowiedniej wydajności oraz efektywności. Kluczowe znaczenie mają właściwości termodynamiczne takiego czynnika chłodniczego, jak temperatura skraplania, czy temperatura parowania. Bardzo ważny jest także wpływ czynnika na środowisko - im mniejszy, tym jest on bardziej dla niego przyjazny.

Klasyfikacja czynników chłodniczych pod kątem bezpieczeństwa

Klasyfikację czynników chłodniczych można podzielić na dwie grupy. Pierwszą jest toksyczność czynnika, drugą jego palność. Każdy czynnik chłodniczy składa się z dwóch lub trzech znaków alfanumerycznych. Litera A lub B oznacza toksyczność czynnika, gdzie A oznacza, że czynnik jest nisko toksyczny, za to B oznacza czynnik o wyższej toksyczności. Cyfry 1, 2, 3, oznaczają jego palność: cyfra 1 - czynniki niepalne, cyfra 3 - czynniki wysoko palne.

Rozporządzenie F-GAZ dotyczące czynników chłodniczych

W 2014 roku weszło w życie rozporządzenie F-GAZ, które klasyfikuje czynniki chłodnicze pod kątem wpływu na środowisko naturalne. Rozporządzenie to wprowadziło dwa oznaczenia:

ODP, czyli potencjał niszczenia warstwy ozonowej
GWP, czyli potencjał tworzenia efektu cieplarnianego.

Im niższe współczynniki ODP oraz GWP, tym bardziej czynnik chłodniczy jest przyjazny dla środowiska.

Rozporządzenie wprowadziło obowiązki i zakazy dla operatorów urządzeń, monterów, serwisantów, importerów i sprzedawców. Przykładowo, operatorzy urządzeń zostali objęci obowiązkiem prowadzenia internetowej karty urządzenia (w internetowym CRO), a także okresowych przeglądów szczelności (dotyczy to urządzeń ze zładem powyżej 5 ton ekwiwalentu CO2). Monterzy i serwisanci muszą posiadać uprawnienia f-gazowe i mają wykonywać coroczne sprawozdania dla podmiotów handlujących czynnikami, a także dokumentować wszelkie procedury, za to importerzy i sprzedawcy mają obowiązek etykietowania urządzeń rodzajem i ilością czynnika chłodniczego. Naniesione zostały również na nich ograniczenia w obrocie czynnikami chłodniczymi i urządzeniami.

Czynniki najczęściej stosowane w chłodnictwie

W tabeli zestawiono czynniki najczęściej stosowane w chłodnictwie. Jak można zauważyć, czynniki chłodnicze, które są bezpieczne dla ludzi, niekoniecznie są bezpieczne dla środowiska. Wyjątek stanowi dwutlenek węgla, który ma bardzo niskie wskaźniki zarówno ODP jak i GWP, ma także klasę bezpieczeństwa A1- czyli jest najbezpieczniejszy dla człowieka.

Najczęściej stosowane czynniki chłodnicze w chłodnictwie

Czynniki najczęściej stosowane w chłodnictwie:

CFC - chlorofluorowodory, wysokie ODP;
HCFC - wodorochlorofluorowęglowodory, niskie ODP, wysokie GWP;
HFC - wodorofluorowęglowodory, zerowe ODP, niskie GWP;
HF0 - wodorofluorik olefin, zerowe ODP, niskie GWP;
HC - węglowodory, zerowe ODP, znikome GWP;
Amoniak, CO2 - zerowe ODP, zerowe lub znikome GWP.

Trendy w chłodnictwie

Powyżej przedstawiono czynniki stosowane w chłodnictwie najczęściej. A jak będzie wyglądał rynek czynników chłodniczych w najbliższych latach?

Jeżeli przyjrzymy się lodówkom do użytku domowego, rynek będzie zdominowany przez dwa czynniki chłodnicze: propan i izobutan. Tak samo wygląda sytuacja w chłodnictwie o małych mocach (czyli urządzeniach od 1,5 do 5 kW). Coraz częściej na rynku pojawiać się będą urządzenia z dwutlenkiem węgla. Niszowe instalacje będą posiadać mieszanki HFC oraz HF0 o niskim współczynniku GWP. W komercyjnym chłodnictwie o średnich mocach (do 20 kW) wycofywane będą czynniki HFC o wysokich współczynnikach GWP oraz będą one głównie zastępowane przez mieszanki HFC i HF0 o niskim poziomie GWP. W scentralizowanych komercyjnych agregatach chłodniczych (do 500 kW) dominującym czynnikiem chłodniczym będzie dwutlenek węgla, natomiast w przemysłowym chłodnictwie amoniak, a także dwutlenek węgla.

Dwutlenek węgla jako czynnik chłodniczy

Dwutlenek węgla często jest postrzegany jako czynnik chłodniczy przyszłości. Dlaczego warto wybrać CO2? Dwutlenek węgla jest naturalnym czynnikiem chłodniczym, o współczynnikach GWP=1 oraz ODP=0, co oznacza że nie zagraża środowisku. Nie jest on ograniczony limitami nałożonymi przez rozporządzenie F-GAZ. Jest nietoksyczny, niepalny, niewybuchowy, ma także małe straty mocy na długości instalacji. Co ważne, CO2 posiada wysoką wydajność chłodniczą. Instalację wyposażoną w dwutlenek węgla należy jednak odpowiednio zabezpieczyć.

Zabezpieczenie instalacji chłodniczej z dwutlenkiem węgla

Dwutlenek węgla jest czynnikiem chłodniczym, który ma wyższe ciśnienia pracy niż czynniki z grupy HFC. Ciśnienie w instalacji może wzrosnąć nawet do 100 barów po stronie sprężarki, gdy układ nie pracuje (dla porównania czynnik 404a miałby ciśnienie 28 bar).

Przygotowując się do pracy z dwutlenkiem węgla należy przede wszystkim posiadać wiedzę z zakresu chłodnictwa. Układ taki pracuje na dużo wyższych ciśnieniach, trzeba więc używać odpowiednich komponentów przystosowanych do pracy z CO2 tj. parowniki, rurociągi, agregat chłodniczy. Warto pamiętać, że sprężarka, intercooler i gas cooler muszą być zawsze zlokalizowane na zewnątrz lub w pomieszczeniu technicznym. Dwutlenek węgla nie może być retrofitem, czyli zamiennikiem w instalacjach z czynnikami HFC ze względu na na wyższe ciśnienia pracy.

Więcej informacji znajdziesz w materiale wideo:

Agregaty transkrytyczne z naturalnym czynnikiem chłodniczym CO2 do średniej wielkości obiektów