Czynnik R290 – co ma do zaoferowania?

widok na instalację podłogową

Co odróżnia propan od reszty czynników? Jak jego właściwości termodynamiczne wpływają na technologię propanowych pomp ciepła? Jak wyglądają koperty pracy różnych urządzeń zasilanych tym właśnie czynnikiem? Jak wypada R32 na tle propanu? Na te pytania odpowiadamy razem z ekspertem z firmy Panasonic Heating & Cooling Solutions, Stanisławem Glodnym.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

widok na instalację podłogową

Podziel się

Różne urządzenia - ten sam czynnik

Jak wyglądają koperty pracy dla urządzeń zasilanych tym samym czynnikiem chłodniczym? Czy wykorzystanie danego czynnik roboczego determinuje z góry możliwe osiągi pompy ciepła?

Koperty pracy mogą one się różnić pomiędzy urządzeniami zasilanymi tym samym czynnikiem chłodniczym. Czynnik posiada własne charakterystyczne właściwości termodynamiczne, natomiast to zastosowanie danej technologii definiuje sposób ich wykorzystania

informuje Stanisław Glodny, ekspert Panasonic Heating & Cooling Solutions

Poniższe grafiki są zestawieniem kopert pracy urządzeń od 6 różnych producentów. Można z nich odczytać, że charakterystyczne temperatury dla obiegu czynnika nie są identyczne. Jest tak, choć mogłoby się wydawać, że to czynnik jest determinujący dla osiągów danego urządzenia. Jednak to technologia jaką dysponuje dany producent będzie go ograniczać bądź pozwoli na pełne wykorzystanie jego właściwości termodynamicznych. Jak to wygląda obecnie na rynku czynnika R290?

Zestawienie kopert pracy urządzeń na czynnik R290. Źródło: materiały Panasonic
Zestawienie kopert pracy urządzeń na czynnik R290. Źródło: materiały Panasonic

Charakterystyczną cechą wspólną tych kopert pracy jest pokazanie, że możliwe do osiągnięcia są temperatury rzędu 70-75 st. Celsjusza. Różni je natomiast możliwość utrzymania tej maksymalnej temperatury wraz ze zmianą temperatur zewnętrznych. (…) Koperty mogą się różnić i każdy producent, który wprowadza na rynek urządzenie na dany czynnik, zgodne z posiadaną technologią proponuje konkretny zakres pracy. To, że urządzenie jednej firmy ma konkretny zakres temperatur nie oznacza, że każde inne urządzenie od innego producenta ma taki sam zakres pracy.

tłumaczy Stanisław Glodny, ekspert Panasonic Heating & Cooling Solutions

R32 vs R290 – który czynnik ma lepsze właściwości termodynamiczne?

Często się mówi, że naturalny czynnik R290 ma dobre właściwości termodynamiczne. Jak w praktyce przekłada się to na jego ciśnienia pracy i jak wypada na tle konkurencji? Poniższa grafika jest zestawieniem ciśnień jakie osiągają czynniki R32 i R290 w danych temperaturach.

Wykres ciśnień pracy czynnika R32 i R290.  Źródło: materiały Panasonic

Jak można zauważyć na wykresie, dla tych samych parametrów pracy, czynnik R32 uzyskuje temperaturę skraplania równą 60 st. Celsjusza i ciśnienie pracy wynoszące 39,33 bary. Analogicznie w przypadku czynnika R290, dla tej samej temperatury skraplania ciśnienie wynosi 21,17 bara. Co to daje?

Przez to, że punkt krytyczny dla czynnika R290 znajduje się w wyższej temperaturze, możliwe jest osiąganie niższych wartości ciśnienia roboczego przy tej samej temperaturze skraplania czynnika

informuje Stanisław Glodny, ekspert Panasonic Heating & Cooling Solutions

Niższe ciśnienia pracy są pożądane przez producentów PC. Jak te właściwości termodynamiczne wpływają na pracę urządzeń w praktyce?

Zgodnie z wyjaśnieniami eksperta, po stronie wysokiego ciśnienia, czynnik R32 pracuje z wyższym ciśnieniem przy tej samej temperaturze w porównaniu z R290. Co to oznacza w praktyce? Przede wszystkim samo urządzenie, materiały z którego zostało wykonane poddawane jest mniejszym obciążeniom. Gdybyśmy chcieli podnieść temperaturę w przypadku czynnika R290 do 70 st. Celsjusza to osiągniemy ciśnienie około 32-33 bary. Nadal będzie to ciśnienie niższe niż w przypadku czynnika R32. W tym miejscu objawia się kolejna rzecz tłumacząca przebieg historii wykorzystania czynników. Kolokwialnie rzecz ujmując, czynnik R32 jest trudny w obyciu. Z wykresu można odczytać, że temperatura osiągana na końcu procesu sprężania jest dużo wyższa niż ta, w której następuje proces skraplania czynnika. W praktyce może ona wynosić nawet do 100 st. Celsjusza. Są to duże obciążenia dla systemu. Dla porównania, w przypadku czynnika R290 w temp. 60 st. Celsjusza dla końca procesu sprężania należy się spodziewać około 65-70 st. Celsjusza temperatury czynnika. Parametry czynnika R290 są dużo mniej obciążające dla urządzenia niż w przypadku innych czynników. 

Mniejsze ciśnienie robocze, większa gęstość energii

Wszystkie właściwości czynnika R290 łącznie z jego dużą gęstością mocy sugerują, że zużyjemy go mniej do napełnienia naszej instalacji. Jest to co najmniej mylące. Propanowe pompy ciepła będą miały pokaźniejsze podzespoły niż pompy zasilane innym czynnikiem. Jak podkreśla ekspert, czynnik R290 ma większą gęstość energii. Ta sama masowa ilość czynnika jest w stanie przenieść większą ilość energii, jednak ta sama masa czynnika zajmuje więcej przestrzeni Urządzenia na propan wymagają większej objętości pewnych podzespołów, dlatego w praktyce są większe, mają np. większe sprężarki.

Warto wspomnieć, że analogiczna sprężarka dla czynnika R32 ma pojemność od 22 do 23 cm3, a dla czynnika R290 będzie to już około 40-42 cm3. Potrzeba zatem dwukrotnie większej sprężarki, o większej obudowie i większej masie

Stanisław Glodny, ekspert Panasonic Heating & Cooling Solutions

Czy taka większa objętość urządzenia daje dodatkowe możliwości manipulacji technologią propanowych pomp ciepła?

 W tym miejscu otrzymujemy pole do zoptymalizowania parametrów związanych z hałasem. Skoro urządzenie jest większe i mniej obciążone, to automatycznie będziemy w stanie uzyskać niższe poziomy mocy akustycznej. Nie jest to skutkiem bezpośrednio mniejszego hałasowania sprężarki, ale też innych zabiegów stosowanych w tego typu urządzeniach.

Stanisław Glodny, ekspert Panasonic Heating & Cooling Solutions

Należy pamiętać, że ciśnienie akustyczne to wartość mierzalna, występująca w konkretnym miejscu np. na granicy działki, natomiast moc akustyczna jest to skumulowana wartość w źródle.

Źródło: Webinarowa Środa

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia