Új, Alacsony GWP potenciálú hűtőközegek (R1234ZE, R32)

Új környezetbarát alacsony GWP potenciálú hűtőközegek

 

A hűtéstechnikában évtizedek óta használunk hűtőközegeket, de az évek során kiderült, olyan, a környezetünkre káros mellékhatásaik vannak, hogy mindenképp korlátozni kell a felhasznált mennyiséget, illetve új hűtőközegeket kell alkalmazni.

Az elsők közt volt , és a mindenki által ismert freonról (CFC) kiderült, hogy iszonyúan bontja az ózonréteget. Nem is maga a hűtőközeg, hanem a benne lévő klór, a légkör felsőbb rétegeiben az UV sugárzás hatására elbomló hűtőközegből kiszabadulva, reakcióba lép az ózon molekulákkal, és egy klór atom akár több tízezerszer ismétlődő reakció során, több ózonmolekulát meg tud semmisíteni.

1987- ben a Montreali Egyezményben sikerült szabályozni a CFC felhasználást, csökkentését, majd teljes kivonását a piacokról. Az újabb hűtőközegekről is (Pl. R22) kiderült, hogy ha kisebb mértékben is, de még mindig károsak az ózonra, de a kilencvenes években előtérbe került a globális felmelegedés is, amelyben szintén kimutatható szerepe volt a hűtőközegeknek is. Az R22 és hasonló, még klórt tartalmazó HCFC gázok csökkentését határozták el, 1997- ben a Kiotói Egyezményben.

Az ezt követő HFC-k (R134a, R407c, R410a) már nem tartalmaznak klórt, az ózonrétegre nem gyakorolnak romboló hatást, de annál inkább előtérbe került az üvegház effektushoz hozzájáruló szerepük.

 

Az újabb hűtőközegek kifejlesztésénél már a klórmentesség mellett a minél semlegesebb hatás elérése volt a cél, mármint az üvegház hatás szempontjából.

Jelenleg úgy látszik, a nagy gyártók két hűtőközeget kezdenek használni, majd az idő, és a kereskedelmi csaták eldöntik, melyik terjed el, melyik lesz a jövő hűtőközege.

Az R32 és R1234ZE közt dúl a hac, és sajnos egyik sem tökéletes, mindegyiknek vannak hiányosságai, és, egyik kereskedelmi, gazdasági szempontból jobb, másik meg környezetvédelmi szempontból.

 

Hűtéstechnikai tulajdonságaik megfelelőek, mindkét hűtőközegnél, az azt éppen felhasználó gyártó dicséri, és tartja a jövő megoldásának. A helyzet még nem dőlt el, a kutatások folynak, ahhoz, hogy eredmény szülessen, az új hűtőközegekkel működő berendezéseket kell fejleszteni, gyártani, használni, és talán majd azután lesz eredmény.

Vizsgáljuk meg mindkét hűtőközegek közelebbről, már csak azért is, mert mindkét hűtőközeg már kapható Magyarországon is, és az ezeket használó berendezések is kezdenek megjelenni.

Az új, negyedik generációs, nagyon alacsony GWP potenciállal rendelkező hűtőközegek, az R1234ZE, és R32, lehetnek a jövő hűtőközegei.

Ózonkárosító hatásuk sokkal kisebb mint az eddig használatos hűtőközegeké.

Az R134a (GWP 1430) és R410a (GWP 2030) hűtőközegek a piaci prognózisok szerint 2030- ig kifutnak, és helyüket az új R1234ZE és/vagy R32 hűtőközegek vehetik át.

Felmerült, hogy az berendezés hatékonysága nem- e csökken az új hűtőközegek alkalmazásával, és a berendezés teljes élettartama alatt a megnövekedett elektromos fogyasztás miatt nem- e ellentétes eredményt érünk el, a többlet elektromos áram termelésével járó GWP növekedéssel. Megnyugtató eredmények születtek, a hűtőköri folyamatoknak azonos, sőt jobbak a hatékonyságai, mint az eddigi berendezéseké, igaz, ehhez új konstrukcióra, fejlesztésekre van szükség.

R1234ZE

Ez az új a HFO (Hidro Fluoro Olefin) családba tartozó hűtőközeg, sokkal gyorsabban lebomlik a légkörben mint a korábbiak, például az R134a 14 év alatt bomlik le, míg az új R1234ZE csupán 15-17 nap alatt.

Ózon károsító hatása nincs, üvegház hatása nagyságrendekkel, kisebb mint az eddigieké (GWP = 6- Global Warming Potential), sőt az újabb kutatások szerint még ennél is kisebb, GWP <1 , vagyis még a bázis, CO2- nál is kisebb a hatása.

Monokomponens, zeotróp hűtőközeg, tehát a hűtőköri folyamatban nincsen glide, a halmazállapot változás egy adott hőmérsékleten megy végbe.


 

R1234ZE jellemzői táblázatos formában a következők:

Hűtőközeg megnevezése

R1234ZE

Termék megnevezés

trans-1,3,3,3-Tetrafluoropropilén

Vegyi képlet

C3H2F4

Felhasználási terület

kereskedelmi és komfort hűtéstechnika, hőszivattyúk-

ODP Ózon károsító hatás)

0

GWP (globális felmelegedési potenciál)

6

Helyettesíthető gáz (hűtőköri tulajdonságok alapján)

R134a

ASHRAE biztonsági osztály

A2L

Gyúlékonyság EU szabályzás szerint

alacsony

Gyulladási hőmérséklet

368°C

Toxikusság:

nem jellemző

Veszélyesség:

belélegezve nagy dózisban zavarodottságot, eszméletvesztést okozhat

Légkörben való lebomlás ideje

15-17 nap

Forráspont

-19°C

Kritikus hőmérséklet

109,4 °C

Kritikus nyomás

36,35 bar

Párolgáshő

162,9 kJ/kg


 

Sajnos az előállítási költsége viszonylag magas, remélhetőleg ez csökkenni fog.

Környezetvédelmileg, jelenlegi ismereteink szerint ez a hűtőközeg tűnik a legjobbnak, szinte semmi üvegházhatás nincs, és semmi ózonkárosító hatása.

Nem számít gyúlékonyak, 30 C alatt nem is képez levegővel olyan elegyet, amely gyúlékony lenne, és ez szintén nagy előnye.

Több anyagról, mint hűtőközegként való alkalmazhatóságáról, pont a gyúlékonysága miatt mondtak le, mint például a propánról.

Az R1234ZE hűtőközeget, helyettesítésként használva R134a hűtőközeg helyett, az eredeti berendezés hűtőteljesítménye kb 25 %- al csökkent, és az R410 a- hoz képest 32 %-al, mert azonos térfogatárammal kisebb kalorikus teljesítményt lehet elérni.

A hűtőköri folyamat hatékonysága viszont 0,2 %- al jobb mint az R134a, és 6 %- al jobb mint az R410a hűtőközegé..


 

De, a jövőbe előretekintve, a gyártók nagyobb térfogatáramú hűtőkörök tervezésével, nagyobb keresztmetszetű csővezetékekkel, és új kompresszorokkal, melyeket direkt erre a hűtőközegre fejlesztettek, egészen jó folyadékhűtő és hőszivattyú berendezéseket alkothatnak, melyek COP- ja jobb is mint a régi hűtőközeggel.

 

R32

Ezt a HFC családba tartozó hűtőközeget már egy ideje használja a klíma és hűtőipar. Elterjedése, és ennek segítése főleg a Japán gyártóknak köszönhető. Sajnos nem ad végleges megoldást a környezetvédelmi problémákra, még mindig elég magas GWP potenciállal rendelkező hűtőközeg, és még gyúlékonynak is számít. Az elterjedését viszont olcsósága, jó hatékonysága, és a korábbi berendezésekkel való szinte teljes kompatibilitása segíti.

Monokomponens, zeotróp hűtőközeg, tehát a hűtőköri folyamatban nincsen glide, a halmazállapot változás egy adott hőmérsékleten megy végbe.

R32 jellemzői táblázatos formában a következők:

Hűtőközeg megnevezése

R32

Termék megnevezés

Difluoromethán

Vegyi képlet

CH2F2

Felhasználási terület

kereskedelmi és komfort hűtéstechnika, hőszivattyúk-

ODP Ózon károsító hatás)

0

GWP (globális felmelegedési potenciál)

675

Helyettesíthető gáz (hűtőköri tulajdonságok alapján)

R410a

ASHRAE biztonsági osztály

A2L

Gyúlékonyság EU szabályzás szerint

magas, 1. osztály

Gyulladási hőmérséklet

~648 °C

Toxikusság:

nem jellemző

Veszélyesség:

belélegezve nagy dózisban zavarodottságot, eszméletvesztést okozhat

Légkörben való lebomlás ideje

nap

Forráspont

-51,65 °C

Kritikus hőmérséklet

78,4 °C

Kritikus nyomás

53,8 bar

Párolgáshő

360,24 kJ/kg

 

Az R32 az Európai szabályzás szerint gyúlékonynak számít, ás az égés során, mint a legtöbb HFC esetében, veszélyes hidrogén- fluoridok keletkeznek. Az ASHRAE szerint viszont közepesen gyúlékonynak számít és azonos osztályba sorolják mint az R1234ZE hűtőközeget. Nyilvánvalóan itt a vizsgálat módszerbeli különbségében van az eltérés.

Hűtőköri folyamatban kisebb térfogatáramra van szükség mint az R410a hűtőközeg esetében, és a hatékonysága a hűtőkörnek kb. 20 % al jobb annál.


 

A legnagyobb probléma vele, hogy a GWP potenciálja csak harmada az eddig használatos hűtőközegekhez képest, tehát meg sem közelíti ebből a szempontból az R1234ZE hűtőközeget.

Ezt valamelyest kompenzálja a hűtőköri folyamat magas hatékonysága, de az R12134ZE esetében sem beszélhetünk romlásról, hiszen annak is jobb a hűtőköri hatékonysága mint a korábbi hűtőközegeké.


 

Nagy kérdés a piacon, melyik hűtőközeg fog elterjedni. Az R32- vel kisebb, hatékony berendezések tervezhetőek, gyárthatóak, igaz, környezetvédelmi szempontból még nem ideálisak, és gyúlékonyak is.

Az R1234ZE végleges megoldásnak tűnik környezetvédelmi szempontból, kiváló hűtéstechnikai hatékonyságuk van, de új készülékeket kell tervezni a magasabb hűtőközeg térfogatáram miatt, és magas ára gátolja a terjedését.

Elképzelhető, hogy a két hűtőközeg egyszerre fog a piacon szerepelni, mint ahogy eddig is megszokhattuk, mindig is több hűtőközeg volt jelen.

Amennyiben a környezetvédelmi szempontok felértékelődnek, márpedig ez a tendencia látszik erősödni Európában, akkor az alacsonyabb GWP potenciállal rendelkező R1234ZE fog jobban terjedni, és minél gyakoribb lesz, vélhetően az ára is annál inkább csökken, és elhárul ezáltal az elterjedés legfőbb akadálya.

Olyan beruházások esetében ahol Green Building szemlélet érvényesül, vagy valamilyen környezetvédelmi minősítést akar a beruházó, ott nem kérdés, a szinte semmi üvegház hatású hűtőközeget, az R1234ZE- t fogják választani.

Európa mindig is elől járt a környezetvédelemben a világon, ennek megfelelő hatósági szabályozásokkal, ide értve a klímatechnikai gyártóknak kiosztott felhasználási GWP kvótákat a fluorozott szénhidrogénekre (HFC), amilyen az R32 is, amelyek a gyártókat is az alacsonyabb GWP potenciálú hűtőközegek felhasználásának irányába terelik.

És befejezésképpen álljon itt egy idézet a 14/2015. Korm. Rendeletből, amely az 517/2014/EU rendelet adoptációja:

10. Fluorozott szénhidrogénekkel előtöltött berendezések forgalomba hozatala Magyarország területén

13. § (1) 2017. január 1. napjától Magyarország területén fluorozott szénhidrogénekkel előtöltött hűtő-, légkondicionáló és hőszivattyú-berendezéseket forgalomba hozni az alábbi feltételek együttes teljesülése esetén lehet:

a) a forgalmazó által forgalomba hozott fluorozott szénhidrogén mennyiség az Európai Bizottság által meghatározott kvótarendszerben a tárgyévre vonatkozóan beszámításra került,b) a forgalmazó az Európai Bizottság által működtetett elektronikus kvóta-nyilvántartásban regisztrálta magát.

b) a forgalmazó az Európai Bizottság által működtetett elektronikus kvóta-nyilvántartásban regisztrálta magát,

c) a forgalmazó az a) és a b) pontra vonatkozóan a gyártó vagy importőr által kiállított megfelelőségi nyilatkozattal és teljes körű megfelelési dokumentációval rendelkezik,

d) a forgalmazó regisztrált az adatbázisban, jelentéstételi és adatszolgáltatási kötelezettségének a jelen rendeletben és az 517/2014/EU európai parlamenti és tanácsi rendeletben foglaltak eleget tesz.

(2) A gyártó és az importőr a megfelelőségi nyilatkozatot és a teljes körű megfelelési dokumentációt öt évig köteles megőrizni, és azt ellenőrzés során a Hatóság rendelkezésére bocsátani.


Oktoklíma Kft.
  • 1039 Budapest Királyok útja 27.
  • Telefon: 00 36 1 433 2360
  • Telefon: 00 36 1 433 2361
  • Fax: 00 36 1 240 3617
  •  
  • Cégjegyzékszám: 01-09-686666
  • Adószám: 11987123-2-41
  • Számla szám: 11742087-20084871-00000000
Térkép, útvonal
Oktoklíma kft. címe