GAZY CHŁODNICZE DZIŚ I JUTRO

Początki komercyjnego chłodnictwa

Czynniki chłodnicze rozpoczęły swoją karierę w XIX w. Pierwsza maszyna była napełniona wodą i kwasem siarkowym, a twórca tego rozwiązania Ferdynand Carre opatentował urządzenie na wodę i amoniak. Sprężarki amoniakalne umożliwiły budowę systemów chłodniczych do morskiego transportu wołowiny. Do chłodziw naturalnych, takich jak dwutlenek węgla, amoniak, powietrze, czy dwutlenek siarki, dołączyły syntetyki, w tym R-12, R-22. Następnie stwierdzono, że produkty na bazie chloru niszczą powłokę ozonową. R12 emitowany do atmosfery powoduje rozpad ozonu stratosferycznego.

Dzisiaj w chłodnictwie korzysta się z dwóch grup substancji roboczych - syntetycznych i naturalnych. Te syntetycze, zwane też F-gazami, to fluorowane gazy cieplarniane typu HFC. (Chlorowane już wycofano). Posiadają wpływ na efekt cieplarniany, a siłę tego wpływu wyraża współczynnik GWP. Stąd wynikają regulacje, których rezultatem ma być ograniczenie, a finalnie wycofanie tych substancji z obrotu. Osoby związane zawodowo z chłodnictwem i klimatyzacją są obowiązane posiadać certyfikat oraz odpowiedni zestaw sprzętu do montażu, przeglądów, serwisów i demontażu.

Dział chłodnictwa zorganizowany przez Państwowy Instytut Eksportowy na Powszechnej Wystawie Krajowej w Poznaniu w roku 1929

Szczelność urządzeń wymagana

Warto wspomnieć, że urządzenia chłodnicze, klimatyzacyjne i pompy ciepła zawierające f-gazy podlegają kontroli szczelności. Inteligentne systemy zarządzania urządzeniami posiadają zwykle wbudowaną sygnalizację wycieku.

Ochrona środowiska i dziura ozonowa

Jednym z popularnych czynników, stosowanych w nowoczesnych klimatyzatorach, czy pompach ciepła jest bezpieczny dla zdrowia i życia człowieka gaz R32. Jego potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP) wynosi 0. Niski potencjał GWP (675) daje zdecydowaną przewagę nad rozwiązaniami z czynnikiem R410A (GWP 2088). Ważne kwestie środowiskowe to mała ilość czynnika w układzie oraz niski poziom hałasu emitowany przez urządzenia. R32 pozwala też na pracę urządzeń w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych.

Czynnik R134a stosowany jest w klimatyzacji samochodowej. Z uwagi na ograniczenie GWP>150 jego następcami są R1234yf z grupy HFO oraz naturalny R744 (CO₂). R1234yf może być jednak niebezpieczny dla człowieka, z kolei R744 wymaga instalacji przystosowanych do wyższych ciśnień.

"Naturalny" kierunek rozwoju

Rozwijanym intensywnie kierunkiem rozwoju branży chłodniczej jest stosowanie naturalnych czynników chłodniczych o bardzo niskim GWP. Należą do nich amoniak, dwutlenek węgla, izobutan, czy propan (czyli właściwie powrót do początków rozwoju branży). Nie podlegają prawu f-gazowemu, jednak własności takie jak palność, toksyczność czy wysokie ciśnienia użytkowe - wymuszają dodatkowe ograniczenia zarówno formalne jak i techniczne. Liderzy branży wskazują, że w chłodnictwie komercyjnym głównym czynnikiem przyszłości będzie dwutlenek węgla. CO₂ jest wykorzystywany w rozwiązaniach dla branży spożywczej - w dużych marketach i małych sklepach detalicznych, ostatnio coraz częściej w planowany sposób w sklepach inteligentnych, łącząc chłodzenie z odzyskiem ciepła i ogrzewaniem powierzchni. Wpływa to nie tylko na klimat ale również na obniżenie kosztów eksploatacji. Praktyczną zaletą są właściwości fizyczne, dzięki którym jest możliwość stosowania do CO₂ mniejszych przekrojów rur oraz mniejszych sprężarek.

Producenci prześcigają się w zastosowaniu czynników o niskim GWP i w ramach CSR komunikują o bezpieczeństwie swoich rozwiązań. Dobrym przykładem jest nietoksyczny propan R290 (GWP:3) stosowany w układach z hermetycznymi i półhermetycznymi agregatami sprężarkowymi. Stosowany jako zamiennik za R22, R404A, R502, R507.  Jest to gaz palny i wybuchowy, zatem dla  bezpieczeństwa instalatorów wymaga odpowiednich butli z właściwymi oznaczeniami. Pojemniki muszą być też przystosowane do odpowiednich ciśnień. R290 zasila małe układy zamknięte o niskim napełnieniu, stosuje się w nich również nietoksyczny izobutan R600a (GWP:3).

W Polsce czynniki chłodnicze są atestowane przez Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego.

210915