Reklama
 
 
 
Syntetyczne czynniki chłodnicze – co dalej?
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 14.05.2018

Nie jest prawdą, że fluorowane czynniki chłodnicze zostaną wycofane. Prawdą jest, że obecnie stosowane czynniki, muszą być zastąpione innymi w ciągu najbliższych kilkunastu lat. Zamiana już się rozpoczęła. Do wyboru mamy cztery rozwiązania. 

 

 

Podstawowe cztery ścieżki jakie możemy rozważać projektując/realizując instalację chłodniczą:

 

1. Alternatywne czynniki chłodnicze

2. Regenerowane czynniki chłodnicze

3. Fluorowane czynniki chłodnicze o obniżonym GWP

4. Fluorowane czynniki chłodnicze klasy A2L


 

 

Rok 2018 przyniósł istotne zmniejszenie kontyngentu ekwiwalentu CO2, będącego w dyspozycji firm lokujących fluorowane czynniki chłodnicze na rynku Unii Europejskiej. W porównaniu z rokiem 2015, łączna wielkość dostępnych kwot zmniejszyła się prawie o połowę. W dodatku, zapas czynników zgromadzony w 2014 roku, czyli tuż przed wejściem w życie Rozporządzenia UE 517/2014, został już wykorzystany. Z drugiej strony, w najbliższych latach wchodzą ograniczenia potencjału GWP czynników stosowanych w serwisie urządzeń oraz używanych w nowych urządzeniach. 

 

 

Można zapytać – co dalej z czynnikami syntetycznymi – najpopularniejszymi F–gazami?

 

Historia czynników chłodniczych w pewnym sensie zatacza koło. Jeżeli popatrzeć na początki chłodnictwa na świecie, to już w XIX wieku znano instalacje chłodnicze z amoniakiem czy dwutlenkiem węgla. Nie były to rozwiązania idealne, stąd poszukiwania czynnika, który spełniając parametry chłodnicze, byłby niepalny, nietoksyczny, obojętny chemicznie i działał przy niewielkich ciśnieniach. Na początku lat 30. XX wieku, w laboratorium stworzonym przez DuPont i General Motors, wykorzystano pierwszy czynnik syntetyczny CFC – nazwano go Freon™ 12 (R12). Czynnik okazał się na tyle dobry, prosty w użyciu i efektywny, że stosowanie naturalnych czynników zeszło na drugi plan na następne 50 lat. Dopiero później odkryty wpływ na środowisko czynników zawierających chlor czy fluor (warstwa ozonowa, efekt cieplarniany) dał nowy impuls do rozwoju badań nad czynnikami alternatywnymi. Potrzeba takich prac wynika z konstatacji, że urządzenia chłodnicze oraz klimatyzacyjne są i będą potrzebne. Natomiast niezbędne dla ich działania czynniki chłodnicze muszą spełniać wymagania środowiskowe.

 

 

Alternatywne czynniki chłodnicze

 

Dzisiaj to głównie CO2. Układy transkrytyczne, strumienice, to najczęściej deklarowany docelowy model chłodnictwa w sieciach handlowych. Wysokie ciśnienie robocze, wzrost ciśnienia przy przestoju instalacji, wreszcie duszący efekt wycieku CO2 w zamkniętych pomieszczeniach, to tylko niektóre z problemów związanych z tym czynnikiem. Z kolei amoniak, który ma jedne z najlepszych parametrów chłodniczych, jest czynnikiem palnym i toksycznym, ale próg jego wyczuwalności jest wielokrotnie niższy niż stężenie szkodliwe. Innym stosowanym rozwiązaniem są układy pośrednie z glikolem, jako czynnikiem roboczym. Czynniki alternatywne to także węglowodory oraz nowe, umiarkowanie palne HFO.

 

Jak widać alternatywa istnieje, jednak zmian wymaga wiele standardów w zakresie bezpieczeństwa. Stosowanie alternatywnych czynników chłodniczych (C02 , NH3, HC, HFO) wymaga dodatkowych kwalifi kacji i szkoleń dla pracowników firm zajmujących się budową oraz serwisowaniem systemów.

 

W celu poprawy, uzupełnienia oferty szkoleń w tym zakresie w Unii Europejskiej prowadzony jest projekt „REAL Alternatives for Live”. Jego celem jest rozwinięcie systemu szkoleń teoretycznych i praktycznych, dotyczących stosowania czynników alternatywnych. Ze strony polskiej w projekt zaangażowany jest PROZON. Tam też można uzyskać niezbędne informacje.

 

 

2018 02 63 1

 

 Rys. 1. W zamkniętym kręgu naturalnych i alternatywnych czynników chłodzących

 

 

Regenerowane czynniki chłodnicze

 

Najczęściej stosowanymi w praktyce czynnikami chłodniczymi są: R134a, R404A, R507, R410A, grupa R407…. Substancje nawet te zabronione w stosowaniu ze względu na GWP, powyżej 2500, będą mogły być stosowane, pod warunkiem pochodzenia z odzysku. Niezależnie od typu czynnika, rośnie znaczenie recyklingu. Zmniejszająca się dostępność tradycyjnych czynników również ma na to wpływ.

 

Należy podkreślić jednak, że zgodnie z dobrą praktyką inżynierską, recykling nie jest prostym, ponownym użyciem odzyskanego czynnika. W przypadku substancji jednorodnych (R134a) i mieszanin azeotropowych (R507), czystość i minimalna wilgotność czynnika mogą być zapewnione dość łatwo. Oczywiście analiza składu dałaby pewność z czym mamy do czynienia, jednak ponowne zastosowanie tylko oczyszczonego i osuszonego czynnika jest mało ryzykowne.

 

Natomiast w przypadku mieszanin zeotropowych (wszystkie czynniki R4….) sytuacja jest inna. Takie czynniki w trakcie eksploatacji mogą zmienić skład procentowy. Gdy zmiana przekroczy dopuszczalną tolerancję, mamy do czynienia z czynnikiem o innych (nieznanych) parametrach pracy, co może doprowadzić do awarii układu chłodniczego. Zatem dla wszystkich czynników R4… po odzysku, konieczna jest weryfi kacja składu. Po oczyszczeniu i osuszeniu, czynnik zostaje poddany analizie ilościowej. W przypadku odstępstwa od wymagań receptury, wymagane składniki zostają uzupełnione, co jest poświadczone stosownym certyfi katem. Czynnik może być stosowany tak, jak pierwotny. Profesjonalna regeneracja jest istotnym procesem na rynku RACHP.

 

 

Fluorowane czynniki chłodnicze o obniżonym GWP

 

Od kilku lat na rynku europejskim oferowane są czynniki, które dzięki nowemu składnikowi HFO, łączą funkcjonalność dotychczas stosowanych fluorowanych gazów z obniżonym parametrem GWP. Jest to odpowiedź producentów na wyzwania Rozporządzenia UE 517/2014. Głównym celem jest zastąpienie R404A / R507.

 

Zatem mamy zamienniki takie jak: R448A, R449A, R452A, które zastępują stare czynniki w pracujących instalacjach, a także są stosowane w nowych. Obniżenie GWP z około 4 000 do poziomu poniżej 2 000 jest niezbędne dzisiaj, jednak w perspektywie kilkunastu lat może być niewystarczające. Dalsze zmiany będą konieczne. W ślad za tym idą zamiany czynników tylko dla obniżenia GWP. Przykładem jest R134a, który w motoryzacji został zastąpiony przez R1234yf. W chłodnictwie w pierwszej kolejności R134a jest zastępowany niepalnymi zamiennikami (ASHRAE A1), takimi jak R450A czy R513A o dużo wyższej wydajności chłodniczej czynnik azeotropowy – Opteon™ XP10.

 

 

2018 02 64 1

Rys. 2. Porównanie wydajności Opteon XP10. Obliczenia w/g programu Bitzer (v.6.4.3 rev1302) sprężarka tłokowa 4FES-3Y, temp. kondensacji 40°C, temp ssania gazu 20°C, dochłodzenie cieczy 0 K

 

 

W najbliższych latach będziemy obserwować coraz częściej tego typu zamiany. Zmniejszający się łączny kontyngent ekwiwalentu CO2 będzie powodem wzrostu zapotrzebowania na czynniki o niskim GWP. Jednak w pewnym momencie nawet nowe czynniki o GWP 600 – 2000 nie „zmieszczą” się w kwotach CO2 w wystarczających ilościach. Wtedy nastąpi kolejny cykl zmian. Oprócz rosnącej liczby instalacji z czynnikami naturalnymi, upowszechni się stosowanie czynników fluorowych o minimalnych GWP z klasy A2L.

 

 

2018 02 64 2 2

 

 

Fluorowane czynniki chłodnicze klasy A2L

 

Wprowadzenie przez ASHREA klasy palności 2L – czynniki umiarkowanie palne – znajduje już odzwierciedlenie w niektórych przepisach normy EN378. Jednak szerokie wprowadzenie takich czynników jest jeszcze przed nami. Są opracowane zamienniki dla R404A i R410A, które mają odpowiednie właściwości chłodnicze i dzięki bardzo niskiemu GWP będą spełniały wymagania regulacji F-gazowych.

 

Wprowadzenie tych czynników na rynek wymaga jednak jeszcze dużo pracy. Począwszy od kwalifi kacji u producentów komponentów, po zmiany standardów i samo wdrożenie. Myślę, że o tych czynnikach będziemy jeszcze mieli wielokrotnie okazję słyszeć i czytać.

 

 

 

Janusz KAŁUŻA
– specjalista w zakresie czynników
chłodniczych, konsultant Chemours 

 

 

Reklama

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Pompy ciepła 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

Reklama

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.