Czynniki chłodnicze - freon w pompie ciepła lub klimatyzatorze. Jaki wymiennik do nich stosować?

1821 Wyświetlenia 9 Lubię
Wysłany dnia: 2024-03-19
 

W tym artykule skupimy się na najczęściej stosowanych czynnikach chłodniczych, czasem nazywanych również freonami lub czynnikami chłodzącymi - używanych w pompach ciepła, klimatyzatorach i lodówkach. Zbadamy, dlaczego starsze z nich stopniowo są zastępowane nową alternatywą, jaką jest czynnik chłodniczy R32. Przyjrzymy się również różnicom między podstawowymi czynnikami chłodniczymi oraz jakie to ma konsekwencje i znaczenie dla nas, jako użytkowników.

Czynnik chłodniczy R32 - co to jest i dlaczego starsze czynniki chłodnicze powoli mają być wycofane?

✅ W branży chłodniczej oraz grzewczej wykorzystującej szeroko pojęte freony, F-gazy i podobne - czyli czynniki chłodnicze takie jak np. R404a, R410A, R407c, R134a - trwa aktualnie pewna ewolucja (niektórzy powiedzieliby nawet, że rewolucja), która polega na dostosowaniu się do ogólnych trendów ekologicznych. Ma być wydajniej - i ekologiczniej. 

♻️ Poszukuje się ciągłego udoskonalenia pomp ciepła, klimatyzatorów, jednostek chłodniczych - pod kątem minimalizowania ich wpływu na środowisko, np. poprzez zastąpienie starszych czynników chłodniczych nowymi. Tu właśnie pojawia się R32 - który według zaleceń unijnych ma ten wpływ mieć mniejszy.

Z drugiej strony jest to częściowo motywowane także naturalnym rozwojem technologicznym i jakościowym. R32 ma posiadać szereg zalet, które dają mu przewagę nad innymi czynnikami chłodniczymi - np. popularnym R410a czy R134a - które z czasem zostaną wycofane, a nawet najprawdopodobniej zakazane administracyjnie. Przez wiele osób z branży pomp ciepła R32 jest uznawany jednak za najlepsze rozwiązanie na ten moment.

Dlaczego R32 jest lepszy do pomp ciepła lub klimatyzacji?

Postaramy się wypunktować to zagadnienie, abyśmy mieli pełną jasność dlaczego R32 jest lepszy do pomp ciepła i klimatyzacji - i jakie są jego przewagi na wcześniej stosowanymi czynnikami chłodniczymi, typu R134a, R410A, R407C itp:

  • ✅ Przede wszystkim absorpcja ciepła przez R32 jest wyższa - toteż efektywność pomp ciepła wzrasta co najmniej o kilka procent - bez zwiększania zużycia poboru energii. R32 również lepiej przekazuje ciepło na ciecz - przepływając przez wymiennik ciepła (skraplacz) niż starsze R134a, R410A czy R407C
  • ♻️ Ma szereg przewag ekologicznych - nie ma wpływu na powiększanie się dziury ozonowej, czego nie można powiedzieć o jego poprzednikach.
  • Nie przyczynia się do ocieplenia klimatu w takim stopniu jak starsze czynniki (to oczywiście argument, który należy wspomnieć niezależnie od tego czy wierzymy we wpływ człowieka na globalne ocieplenie)
  • Jest łatwiejszy w recyklingu (R32 jest jednoskładnikowy, więc szybciej się rozkłada)

☑️ Ostatecznie, nie wiem czy można to uznać za pełnoprawny argument, ponieważ jest to wymuszone decyzją polityczną, ale R32 ma jedną bardzo, ale to bardzo ważną przewagę. Mianowicie wkrótce inne czynniki chłodnicze mogą stać się niedostępne na rynku, z powodu dyrektyw unijnych. Mimo wszystko - jest to jego zaleta, że będzie nadal dostępny.

Ewentualne wady czynnika R32 w stosunku do np. R134a

✅ Z punktu widzenia użytkowania czy doboru komponentów do pomp ciepła starszy R134a miał jednak pewną zaletę - mianowicie pracował na niższych ciśnieniach w porównaniu do podobnego pułapu temperatur, co R32. Podobnie było z R407C.

Miało to znaczenie - ponieważ osiąganie wysokich ciśnień oraz gwałtowne wzrosty ciśnień - wymagały i wymagają doboru wymiennika ciepła, który będzie mógł obsłużyć wysokie ciśnienie odpowiednio R134a, R410a, czy R407c - teraz R32. Taki skraplacz jeśli nie jest dobrany prawidłowo - tzn. nie jest wymiennikiem certyfikowanym do użytkowania z F-gazami - może ulec awarii i dojdzie do wycieku czynnika chłodniczego. Zdecydowanie odejście do lamusa R134a i R407C spowoduje, że zwykłe wymienniki płytowe nie będą mogły być do tego używane, ponieważ po prostu nie wytrzymają takich ciśnień. Bezwzględnie trzeba będzie do tego stosować specjalne wymienniki ciepła, przygotowane do pracy w charakterze skraplacza do R32.

Poniżej diagram, który to ukazuje:

Czynnik chłodniczy R32 i R134a ciśnienie

Zmiana na R32 w Twojej kotłowni z pompą ciepła

✅ Czy trzeba przygotować kotłownię z pompą ciepła na R32? Jest kilka podstaw, które należy wiedzieć zanim taka (chyba nieunikniona prędzej czy później) decyzja zapadnie.

  • ✔️ warto zamontować czujniki wycieku gazów w kotłowni lub pomieszczeniu, gdzie znajduje się pompa ciepłą z R32 (sam gaz jest bezbarwny i bezzapachowy - nie zorientujemy się o jego wycieku)
  • ✔️ wymiana i serwisowanie urządzeń wymaga uprawnień do tzw. F-gazów - sprawdź czy ekipa, która to robi ma takie uprawnienia
  • ✔️ pompa ciepła powinna stać w pomieszczeniu, które ma odpowiednią wielkość / kubaturę (z reguły producenci pomp ciepła udostępniają tego typu zalecenia - ale nie zawsze wspomni Ci o nich instalator)

Jak dobrać wymiennik płytowy do R32, R134a lub R410a ?

✅ Przede wszystkim nie powinien być to wymiennik ciepła - pierwszy lepszy z Allegro. Powinniśmy przede wszystkim mieć pewność, że jest to wymiennik płytowy tzw. wysokociśnieniowy - ale o tym wspominaliśmy powyżej.

W ofercie marki Nordic Tec - wymienniki płytowe do R32, R134a czy R410a - są w specjalny sposób oznaczone - oraz posiadają w opisie informacje o mocy nominalnej potencjalnej jednostki klimatyzacji lub pompy ciepła - podanej w kilowatach (kW). Jest to zdecydowane ułatwienie i dobór nie musi trwać dłużej niż kilkadziesiąt sekund. Moc ta została obliczona dla mniej więcej optymalnych parametrów pracy - przy założeniu czynnika R410a i temperaturze skraplania na poziomie 40oC. Można to przekładać również na czynnik R32 lub R134a - czy inne - ponieważ w tym zakresie czynniki te są do siebie bardzo podobne.

Dobór wymiennika do freonu z przewymiarowaniem

✅ Warto jest dobrać wymiennik płytowy z pewnym zapasem - tj. dla jednostek pomp ciepła do 10-12 kW - dobrać wymiennik tak aby zostało w zapasie np. 1,5-2 kW. Dla przykładu do klimatyzatora 3,5 kW - dobieramy wymiennik ciepła chłodniczy 5 kW, a dla jednostki 7 kW - wymiennik 9 kW. Gwarantuje nam to optymalną pracę także w przypadku ustawienia innych mniej korzystnych parametrów pracy jednostki.
Dla dużych jednostek - tu raczej już pomp ciepła niż klimatyzatorów - np. w granicach 15-20 kW - warto nawet ten zapas nieco zwiększyć, co najmniej do 2-3 kW, a dla jednostek powyżej 30 kW - nawet 3-4 kW.

________________________

Sprawdź także wpis dotyczący podstaw lutowania w układach klimatyzacji i pomp ciepła - także w kontekście wymienników ciepła do czynnika chłodniczego i ich łączenia z rurkami miedzianymi.

________________________

Charakterystyka podstawowych czynników chłodniczych

Poniżej przedstawimy podstawowe informacje dotyczące najczęściej stosowanych lub pojawiających się w opisie urządzeń czynników chłodniczych. Możesz je spotkać w pompach ciepła, klimatyzatorach, ale także i lodówkach. Pierwszy czynnik chłodniczy tzw. Freon-12 - o oznaczniu R-12 został wynaleziony już w 1928. Rozwój tej działki przemysłu zaszedł jednak tak daleko, że wszystkie pierwotne czynniki chłodnicze w zasadzie zostały już wycofane i zastąpione nowszymi.

☑️ Czynnik chłodniczy R32

Czynnik chłodniczy R32, czyli difluorometan (albo CH2F2), jest jednym z ekologicznych, przyjaznych dla środowiska fluorowęglowodorów - wykorzystywanych w klimatyzacji i pompach ciepła. Zwraca się uwagę na ekologiczność R32 - dzięki czemu zyskał sympatię ustawodawców i twórców dyrektyw EU. Dzięki mniejszemu potencjałowi ocieplania klimatu oraz swojej jednoskładnikowej strukturze, R32 jest coraz bardziej preferowanym wyborem w nowoczesnych systemach chłodzenia, zapewniając skuteczność i minimalny wpływ na środowisko.
R32 to prawdopodobnie przyszłość - ponieważ trudno odmówić mu większej wydajności.

☑️ Czynnik chłodniczy R134a

Czynnik chłodniczy R134a to jedno z popularnych fluorowęglowodorów stosowanych jako czynnik chłodniczy - tradycyjnie w klimatyzacji, lodówkach, zamrażarkach. Jest to substancja bezbarwna, nietoksyczna i w zasadzie niepalna - czyli bezpieczna.

R134a zyskał na popularności jako substytut dla bardziej szkodliwych czynników, takich jak R12. Jest on względnie bardziej przyjazny dla środowiska, o mniejszym potencjale do niszczenia warstwy ozonowej oraz niższym wpływie na efekt cieplarniany.

Jako czynnik chłodniczy - R134a charakteryzuje się dobrymi właściwościami termodynamicznymi, co pozwala na efektywne chłodzenie pomieszczeń i zachowanie stabilnej temperatury w lodówkach i zamrażarkach. Toteż w chłodzeniu wydaje się - szczególnie wydajny.

☑️ Czynnik chłodniczy R407c

Czynnik chłodniczy R407C - a to już azeotropowa mieszanina gazów (głównie trifluoroetanu, pentafluoroetanu oraz difluorometanu). Nadal popularny czynnik chłodniczy stosowany jako zamiennik dla czynnika R22, który był uznany bardziej szkodliwy dla warstwy ozonowej i został wycofany ustawowo w licznych krajach.

R407C ma dobre właściwości chłodnicze, co czyni go popularnym wyborem w klimatyzacji oraz w systemach chłodniczych. Stosowany często w duyżych obiekrach -  takich jak systemy klimatyzacyjne dla budynków, supermarketów, chłodnie przemysłowe oraz systemy chłodzenia i zamrażania.

Jedną z cech R407C jest to, że jest to azeotropowa mieszanina. Oznacza, to mniej więcej - że jego skład pozostaje stały podczas kondensacji i parowania, co ułatwia obsługę i konserwację systemów chłodniczych.

☑️ Czynnik chłodniczy R410a

Niezwykle popularny niegdyś. Czynnik chłodniczy R410A jest stosowany głównie w klimatyzacji oraz pompach ciepła. Jest to mieszanina 2 fluorowęglowodorów: difluorometanu (R32) i pentafluoroetanu (R125). R410A zyskał popularność jako zamiennik dla starszych czynników chłodniczych, takich jak osławiony szkodliwy R22.

Główną zaletą R410A jest jego wysoka wydajność energetyczna i efektywność chłodnicza - co przyznają nawet zwolennicy R32. Systemy chłodzenia i klimatyzacji pracujące z R410A mogą osiągać niezłe wyniki energetyczne, czasem lepsze niż systemy pracujące z innymi czynnikami chłodniczymi. Wpływ na środowisko nadal nie jest tragicznie zły, uznaje się go za umiarkowany.

☑️ Czynnik chłodniczy R290 - propan

Czynnik chłodniczy R290 - ciekawa pozycja - znany również jako propan, jest jednym z naturalnych czynników chłodniczych stosowanych w urządzeniach chłodniczych, takich jak chłodziarki, zamrażarki, klimatyzatory i oczywiście - pompy ciepła. Jest to czysty węglowodór, który charakteryzuje się niskim potencjałem do niszczenia warstwy ozonowej, nie przyczynia się też zbytnio do ocieplenia klimatu. Można go spotkać w ogromnej ilości PC na rynku.

R290 - propan zyskuje na popularności jako ekologiczna alternatywa dla sztucznych fluorowęglowodorów, które mogą być szkodliwe dla środowiska (wg niektórych). Propan oferuje dość dobre właściwości termodynamiczne i dobrą efektywność energetyczną, co sprawia, że jest atrakcyjnym wyborem dla producentów urządzeń chłodniczych. Szczególnie w kontekście coraz większego nacisku na ekologię

Jedną z zalet R290 jest to- że jest to substancja łatwo dostępna i stosunkowo tania - czy to w produkcji czy to przetwarzaniu. Pomimo pewnych wyzwań związanych z bezpieczeństwem, takich jak jego łatwopalność (to na pewno), propan jest powszechnie stosowany w wielu krajach jako czynnik chłodniczy, szczególnie w mniejszych systemach, np. małych jednostkach klimy.

☑️ Czynnik chłodniczy R404a

Czynnik chłodniczy R404A - czyli mieszanina fluorowęglowodorów, składająca się głównie z 3 innych gazów. Nadal szeroko stosowany w systemach chłodniczych komercyjnych, takich jak chłodnie i zamrażarki, zarówno w supermarketach, jak i w magazynach spożywczych.

Właściwości termodynamiczne - oceniane jako dobre - co czyni R404a skutecznym czynnikiem chłodniczym - także do szerokiego zakresu temperatur. Jest stosunkowo stabilny chemicznie.

Jednakże, ze względu na duży potencjał cieplarniany, R404A już jest częściowo na odstawce -  został objęty ograniczeniami i regulacjami dotyczącymi jego użytkowania w niektórych krajach, szczególnie w zastosowaniach nowych urządzeń. Istnienie przypuszczenie, że w przyszłości odejdzie do lamusa tak jak osławiony R22.

☑️ Czynnik chłodniczy R22 - protoplasta wszystkich czynników (wycofany)

Czynnik chłodniczy R22, znany również jako freon-22, to dziś w zasadzie ,,wymarły gatunek", a przynajmniej ,,wymierający" -  spotyka się go coraz rzadziej bo w 1997 duża część państw podpisując tzw. protokół z Kioto zdecydowała się na jego wycofanie. Opisujemy go więc jako ciekawostkę. Był to chloropochodny fluorowęglowodór, który charakteryzował się bardzo przyzwoitą efektywnością chłodniczą.

R22 był powszechnie wykorzystywany w różnego rodzaju systemach klimatyzacyjnych, chłodziarkach, zamrażarkach i nawet pierwszych pompach ciepła. Jednakże, jego stosowanie miało negatywny wpływ na warstwę ozonową - więc mimo, że rządził na rynku czynników chłodniczych przez 4 czy 5 dekad - został uznany za szkodliwy. W wyniku międzynarodowych umów R22 został wycofany z produkcji i stopniowo zastępowany przez bardziej ekologiczne alternatywy, takie jak R410A czy R134a. Obecnie stosowanie R22 jest ograniczone, a jego użycie jest regulowane przez sztywne przepisy dotyczące ochrony środowiska. Co ciekawe jego następcy - czyli R410a i R134a - nie zagrzali miejsca na rynku aż tak długo. Ich czas jest policzony i będą zastąpione przez lepszy R32. Świadczy to chyba o tym jak szybko rozwija się branża i technologia. Złośliwi twierdzą, że świadczy to jednak o szybkim rozwoju lobby.

________________

Aktualizacja: maj 2024

 
Opublikowany w: Wymienniki ciepła i wszystko z nimi związane, Czynniki chłodnicze i Wymienniki ciepła do gazu, Pompy ciepła i wszystkie aspekty ich funkcjonowania

Zostaw komentarz

Kod bezpieczeństwa