Rashladna sredstva u toplotnim pumpama - Clivet SEE Bosnia

Kako funkcionišu rashladna sredstva u toplotnim pumpama i koji je njihov uticaj na okoliš

Toplotne pumpe su tokom proteklih godina postale sve popularnije kao sistemi za grijanje i hlađenje, ali mnogi ljudi ne znaju da ovi sistemi za rad koriste rashladna sredstva. U ovom članku ćemo istražiti kako funkcionišu rashladna sredstva u toplotnim pumpama i koji je njihov uticaj na okoliš.

Zahvaljujući karakteristikama za uštedu energije i efikasnost, toplotne pumpe ne samo da su inovativni sistem za grijanje, hlađenje i proizvodnju tople vode za domaćinstvo, već i ključni element strategije Evropske unije za borbu protiv klimatskih promjena. Tako je, jer, kao što svi znamo, primarni cilj evropskog Zelenog dogovora je postizanje klimatske neutralnosti do 2050. godine u svim zemljama EU.

Dekarbonizacija

Evropa uvodi regulacije za upotrebu rashladnih sredstava s primarnim ciljem brzog ostvarivanja dekarbonizacije. Toplotne pumpe su važan saveznik u ostvarivanju ovog cilja, pošto ekstrakcija energije potrebne za njihov rad iz zemlje, zraka ili podzemnih voda za rezultat ima potpuno odsustvo plinova od sagorijevanja.

Energetska efikasnost toplotnih pumpi

Kao proizvodi povezani s energijom, toplotne pumpe su obuhvaćene Direktivom 2009/125/EC Evropskog parlamenta od 21. oktobra 2009. godine, kojom se uređuje njihov ekološki dizajn i definišu minimalne specifikacije za ekološki dizajn. Direktiva koja je tokom godina dovela do implementacije brojnih regulativa, kao što je Regulativa 813/2013 o pojedinačnim i kombinovanim sistemima za grijanje, kojom je samo u 2021. godini ušteđeno 120 milijardi eura energije. Direktiva 2010/30/EU od 19. maja 2010. godine je uvela oznake energetske efikasnosti za proizvode povezane s energijom, uključujući toplotne pumpe, koje ističu njihovu potrošnju navođenjem klase energetske efikasnosti i određenih drugih parametara.

Upotreba obnovljive energije

Kada je riječ o obnovljivoj energiji, ne može se izostaviti takozvana Direktiva o obnovljivoj energiji (2009/28/EC), koja je usmjerena na razvoj i širenje upotrebe čiste energije u svim sektorima u evropskoj ekonomiji, koja je svoje ciljeve tokom godina neprestano proširivala. Nakon postizanja početnog cilja od najmanje 20% proizvodnje obnovljive energije do 2020. godine, s rastom potrošnje sa 12,5% 2010. godine na 21,8% u 2021. godini, Evropska komisija je predložila postizanje 40% do 2030. godine. Uz RePowerEU, plan pokrenut u maju 2022. godine u odgovoru na rastuće probleme na energetskom tržištu uzrokovanom ruskom invazijom Ukrajine, ideja je da se ovaj postotak poveća na 45%.
Ne samo to, kroz ovu inicijativu, zemlje EU su umanjile svoju zavisnost od ruskih goriva, uštedile oko 20% energije i uvele ograničenje cijena plina i nafte.

Toplotne pumpe

i rashladna tečnost

Kao što smo vidjeli u prethodnome, toplotne pumpe predstavljaju validnu zelenu alternativu bojlerima, pošto „iskorištavaju“ prirodnu dostupnost izvora termalne energije za prenos toplote iz hladnijeg okruženja u toplije. Inovativna tehnologija koja manje zagađuje i garantuje značajne uštede na Vašem računu. Među raznim komponentama koje odlikuju toplotne pumpe, koje su sada sve rasprostranjenije kako u stambenim i komercijalnim, tako i u industrijskim okruženjima, postoji jedan element koji potencijalno može imati značajan uticaj na okoliš, a koji je apsolutno nužan za rad uređaja: rashladno sredstvo.

Pod pojmom rashladno sredstvo, DIN EN 378-1 označava tečnost korištenu u rashladnom sistemu koja, zahvaljujući svojim fizičkim svojstvima, omogućuje prenos toplote. To je proces u kom rashladno sredstvo prolazi kroz kolo koje čine kompresor (2), kondenzator (3), termoekspanzioni ventil (4) i isparivač (1), prelazeći iz tečnog agregatnog stanja u gasovito i obrnuto.

Pojam rashlađivač se često nepravilno koristi kao sinonim za rashladnu tečnost. Rashlađivači, međutim, nisu dovoljni da osiguraju pravilno funkcionisanje toplotne pumpe, pošto uklanjaju toplotu iz datog predmeta samo kada je temperatura okoline niža. Rashladne tečnosti, međutim, uklanjaju toplotu čak i kada je temperatura okoline veća od temperature predmeta koji se hladi.

Koje su karakteristike i glavne vrste rashladnih sredstava?

Jasno, nisu sva rashladna sredstva ista. Naprotiv, postoje značajne razlike zavisne od polja primjene u kom se koriste. Međutim, neke karakteristike su im zajedničke, kao što je veoma stabilna hemijska struktura i visok koeficijent performansi. Ne samo to, većina rashladnih tečnosti ima nisku zapreminu isparavanja, pretvaraju se u tečnost pod niskim pritiskom i mogu se pohvaliti niskom tačkom ključanja.

Rashladne tečnosti se mogu podijeliti u tri glavne kategorije: čiste organske tečnosti, kao što su voda i amonijum, ugljikovodici, kao što je butan, izobutan, propan i propilen i halogenizovani ugljikovodici, tačnije hidrofluorokarboni (HFC), hlorofluorokarboni (CFC), hidrohlorofluorokarboni (HCFC) i perfluorokarboni (PFC). Ali koja se rashladna sredstva najčešće koriste u toplotnim pumpama? Izdvojimo prvo one koji se ne mogu koristiti. CFC-ovi i HCFC-ovi, na primjer, su zabranjeni jer se smatraju jednim od glavnih krivaca za uništenje ozonskog sloja. Umjesto toga, trenutni standard predviđa upotrebu HFC-ova i u toplotnim pumpama i u sistemima za klimatizaciju generalno, kako u zgradama tako u vozilima.

Regulacija 517/2014 o F-plinovima

Emisija stakleničkih plinova, koji se obično nazivaju F-plinovima, u okoliš izaziva zagrijavanje koje je značajno veće nego u slučaju ugljendioksida. Zbog toga Evropska unija sve više ograničava vrste rashladnih plinova koji se mogu koristiti u uređajima za grijanje i hlađenje. Regulacija 517/2014 o F-plinovima, objavljena 2014. godine, uspostavila je brojne obaveze koje na snagu stupaju progresivno i koje će u potpunosti stupiti na snagu 2025. godine. Cilj? Umanjenje emisija F-plinova za 79% do 2030. godine, u poređenju s prosjekom 2009–2012. Ali koja su specifična ograničenja nametnuta ovom regulativom? Prvi konkretni koraci su se odnosili na komercijalne rashladne sisteme, kao što su rashladni pultovi i prostorije u skladištima i supermarketima. Zapravo, na početku 2020. godine, legislativom je zabranjena upotreba HFC plinova s potencijalom globalnog zagrijavanja (GWP) jednakim ili većim od 2.500 u ovom tipu sistema. Od 2022. godine, GWP će morati biti niži od 150.

Regulativa je zatim proširena na opremu industrijskih rashladnih postrojenja sa snagom većom ili jednakom 40 kW, u kojima je od 1. januara 2022. godine zabranjena upotreba plinova s GWP-om manjim od 150, uz izuzetak glavnog kola kaskadnih sistema, u kojima rashladna tečnost mora imati GWP manji od 1.500. Što se tiče stambenih klima uređaja s punjenjem plina manjim od 3 kg, odnosno klasičnih split jedinica, nova regulativa će se primjenjivati tek od 2025. godine, kada više neće biti moguće koristiti rashladna sredstva s potencijalom globalnog zagrijavanja većim od 750 u svim novim modelima.

Kako odabrati odgovarajuće rashladno sredstvo?

Glavni kriterij pri izboru jednog rashladnog sredstva umjesto nekog drugog jeste njegova namjena (klimatizacija, hlađenje, toplotna pumpa itd.), a uz to postoje mnogi drugi faktori koje treba uzeti u obzir, uključujući okolišne i sigurnosne aspekte, kao i one termodinamičke i ekonomske.

U pogledu sigurnosti, dva svojstva koja odlikuju rashladna sredstva su toksičnost i zapaljivost. Za precizniji pregled i klasifikaciju rizika, Američko društvo inžinjera grijanja, hlađenja i klimatizacije (ASHRAE) je identifikovalo dvije klase za prvu karakteristiku (A = niska toksičnost, B = visoka toksičnost) i tri klase za drugu (1 = nezapaljivo, 2 = zapaljivo, 3 = veoma zapaljivo). Primjeri toga? Ugljikovodici kao što je rashladni propan (R290) i butan (R600) spadaju u klasu A3 pošto su netoksični, ali su istovremeno veoma zapaljivi, dok većina hidrofluorokarbona (HFC) spada u klasu A1.

rashladna sredstva kompanije Clivet poštuju okoliš

Clivet

Kao što smo vidjeli, od 2025. godine, za nove kupovine će biti potrebno izabrati klima uređaje i toplotne pumpe (s punjenjem plinom manjim od 3 kg) koje koriste rashladna sredstva sa indeksom GWP-a manjim od 750. Clivet je već neko vrijeme usaglašen s tim zahtjevima, te koristi rashladno sredstvo s nižim indeksom GWP-a od najčešće korištene mješavine u prošlosti, kao što je R-410A. To rashladno sredstvo je plin R-32 koji se, iako se smatra dijelom nove generacije, godinama koristio kao 50% komponenta iste mješavine R-410A. Novi R-32, koji se koristi u svim Clivet split i monoblok toplotnim pumpama, zapravo odlikuje ODP (potencijal trošenja ozona) jednak 0 i indeks GWP-a od 675 (približno trećina plina R-410A, čiji u prosjeku iznosi 2088).