Jakie czynniki chłodnicze w pompach ciepła są najpopularniejsze?

Obecnie stosuje się dość dużo czynników roboczych, ale najpopularniejsze, stosowane w rozwiązaniach domowych to przede wszystkim wodorofluorowęglowodory, czyli fluorowane gazy cieplarniane takie jak R410A, czy wciąż jeszcze stosowane R134a i R407C, nowe z tej grupy R32 i R1234ze, oraz oczywiście zdobywające popularność czynniki naturalne jak R290 czyli propan i R744 czyli CO2.

Taka różnorodność czynników jest podyktowana oczywiście środowiskiem i warunkami w jakich pracują, ale również jest to odpowiedź producentów na wymagania postawione przez UE w zakresie ograniczania stosowania czynników mających negatywny wpływ na efekt cieplarniany.

Przypomnę, że zgodnie z rozporządzeniem 517 z kwietnia 2014 roku, począwszy od 2015 roku w 7 kolejnych etapach do roku 2030 należy ograniczyć wprowadzanie f-gazów do obrotu a więc właśnie wodorofluorowęglowodorów. Przy czym wartości % kolejnych ograniczeń wyrażone są w formie ekwiwalentu CO2 – odpowiedniku.

Wspomniane wcześniej F-gazy charakteryzują się oddziaływaniem na efekt cieplarniany, podobnie jak dwutlenek węgla. Dla każdego z czynników określono wskaźnik GWP, który informuje nas jak silnie dany czynnik uwolniony do atmosfery przyczyni się do efektu cieplarnianego w odniesieniu do CO2.

I tak np. czynnik R410A posiada wartość GWP=2088, a więc 1 kg uwolniony do atmosfery wpływa na efekt cieplarniany tak jak 2088 kg CO2 . R134a to GWP=1430, a np. nowe czynniki z grupy f-gazów R32 charakteryzują się wartością GWP=675, czy stosowany od niedawna R1234ze o GWP zaledwie 7.
Kolejne ograniczenia zmuszają producentów urządzeń chłodniczych to stosowania czynników o mniejszym oddziaływaniu na środowisko a więc czynników o niższym GWP.

Nowo wprowadzane czynniki to R32, czy dwutlenek węgla – który ma największy potencjał?

Tak jak wspomniałem wcześniej, producenci są zmuszani do szukania nowych rozwiązań, a to jest zawsze świetna metoda do innowacji. Być może sam czynnik R32 nie jest nowością, bo warto może przypomnieć, że jest on składnikiem czynnika R410A, wciąż najpopularniejszego w pompach ciepła, ale konieczność zastosowania go do samodzielnej pracy wymusza zmiany konstrukcyjne i dalszą poprawę efektywności tak aby nowy produkt lepiej odpowiadał potrzebom rynku.

Przykładem są nowe pompy ciepła firmy Viessmann Vitocal 100-S, które znacznie poprawiły swoje parametry efektywności w stosunku do poprzedniego modelu.

R32 jest czynnikiem świetnie sprawdzającym się w układach klimatyzacji, dlatego też pompy ciepła z tym czynnikiem posiadają świetne parametry podczas pracy w trybie chłodzenia. Niemniej jednak również na potrzeby centralnego ogrzewania sprawdza się doskonale, przy czym środowisko pracy powinno być niskotemperaturowe, a więc ogrzewanie płaszczyznowe np. ogrzewania podłogowe.

Czynnik naturalny R744 a więc CO2 to bardzo ciekawy czynnik, jednak pracuje w obiegu nadkrytycznym co zmusza producentów do budowy urządzeń od zera. Wymaga dużych różnic temperatur pracy po stronie skraplania (a poprawniej: chłodnicy gazu), a więc możliwe jest jego stosowanie ale bardziej w obszarach technologii czy przemysłu. Urządzenia pracujące na tym czynniku charakteryzują się jednak bardzo dobrymi współczynnikami efektywności i bez problemu osiągają temperatury pracy zarezerwowane do tej pory dla kotłów.

Jakie znaczenie ma zastosowany czynnik chłodniczy?

Pozwolę sobie na nieco inaczej odpowiedź na to pytanie. Czynniki robocze stosowane obecnie podzielone są na grupy ze względu na toksyczność i palność. Litera A oznacza czynniki o niskiej toksyczności, natomiast B o wysokiej. Liczba 1 oznacza czynniki niepalne, 2 i 2L czynniki palne lub umiarkowanie palne, oraz liczba 3 czynniki wybuchowe, czy łatwo palne.

Zastępowane obecnie czynniki jak R410A czy R134a należą do grupy A1 a więc charakteryzują się niewielką toksycznością i są niepalne. Nowe czynniki, jak R32 czy naturalny propan R290 są czynnikami palnymi, a więc stosując je należy zapewnić dodatkowe bezpieczeństwo dla użytkowników.

W skrócie należy zapewnić, aby w razie uwolnienia się całej zawartości czynnika roboczego z instalacji do pomieszczenia, nie zagroziło to bezpieczeństwu ludzi przebywających w tym pomieszczeniu.

Norma PN-EN378:2018, zawiera dokładne wzory, które pozwalają na obliczenie maksymalnego napełnienia instalacji czynnikiem roboczym, a po przekształceniu może określić z kolei minimalne wymagania dotyczące kubatury i powierzchni pomieszczenia dla zadanego napełnienia instalacji czynnikiem.

Wracając do pytania – jakie znaczenie ma czynnik ? Ma znaczenia w odniesieniu do wymagań bezpieczeństwa.

Dawid Pantera

Menadżer Marketingu Produktu - Viessmann Sp. z o.o.