Chladící media, chladivo do tepelného čerpadla nebo klimatizaci. Jak se liší a jaký výměník na ně použít?

4306 Pohledy 12 Líbilo se
Vloženo na: 02.05.2024
 

V tomto příspěvku se zaměříme na nejpoužívanější chladiva, někdy nazývaná také freony nebo chladicí látky - používaná v tepelných čerpadlech, klimatizacích a lednicích. Zjistíme, proč se starší z nich postupně nahrazují novou alternativou, a to chladivem R32. Budeme také zkoumat rozdíly mezi základními chladivy a jaké to má důsledky.

Chladivo R32 - co to je a proč se pomalu vyřazují starší chladící látky?

✅ V chladicím a vytápěcím průmyslu, který široce využívá freony, F-plyny a podobné - tedy chladicí látky jako například R404a, R410A, R407c, R134a - právě probíhá určitá evoluce (někteří by dokonce řekli revoluce), která spočívá v přizpůsobení se obecným ekologickým trendům. Má to být efektivnější - a ekologičtější.

♻️ Hledá se neustálé zdokonalení tepelných čerpadel, klimatizačních jednotek, chladících zařízení - s cílem minimalizovat jejich dopad na životní prostředí, například nahrazením starších chladících látek novými. Zde právě vstupuje do hry R32 - který podle evropských doporučení má mít menší vliv na životní prostředí.

Z druhé strany je to částečně motivováno také přirozeným technologickým a kvalitativním vývojem. R32 by měl mít řadu výhod, které mu dávají převahu nad ostatními chladícími látkami - například populární R410a nebo R134a - které budou s časem vyřazeny a dokonce pravděpodobně administrativně zakázány. Pro mnoho lidí z odvětví tepelných čerpadel je R32 však považován za nejlepší řešení v současné době.

Proč je R32 lepší pro tepelná čerpadla nebo klimatizace?

Pokusíme se vypíchnout toto téma, abychom měli jasno, proč je R32 lepší pro tepelná čerpadla a klimatizace - a jaké jsou jeho výhody oproti dříve používaným chladicím látkám, jako je R134a, R410A, R407C atd:

  • ✅ Především je absorpce tepla R32 vyšší - což zvyšuje účinnost tepelných čerpadel o alespoň několik procent - aniž by se zvýšila spotřeba energie. R32 také lépe přenáší teplo do kapaliny - proudící skrz výměník tepla (kondenzátor) než starší R134a, R410A nebo R407C.
  • ♻️ Má řadu ekologických výhod - nemá vliv na zvětšování ozonové díry, což nelze říci o jeho předchůdcích.
  • Nepřispívá k oteplování klimatu v takové míře jako starší látky (samozřejmě je to argument, který je třeba zmínit, ať už věříme či nevěříme na vliv člověka na globální oteplování).
  • Je snadněji recyklovatelný (R32 je jednosložkový, takže se rozkládá rychleji).

☑️ Nakonec, nevím, zda lze to považovat za plnohodnotný argument, protože je to nařízením politického rozhodnutí, ale R32 má jednu velmi, velmi důležitou výhodu. Konkrétně, brzy mohou ostatní chladicí látky na trhu chybět kvůli směrnicím EU. Přesto je to jeho výhoda, že bude stále k dispozici.

Možné nevýhody chladicího média R32 ve srovnání s například R134a

✅ Z hlediska používání nebo výběru komponentů pro tepelná čerpadla měl starší R134a určitou výhodu - pracoval při nižších tlacích ve srovnání se stejným teplotním rozsahem jako R32. Stejně tak tomu bylo u R407C.

To mělo význam - protože dosažení vysokých tlaků a prudké nárůsty tlaku - vyžadovaly a vyžadují volbu výměníku tepla, který bude schopen obsloužit vysoký tlak odpovídající R134a, R410a nebo R407c - nyní R32. Takový kondenzátor, pokud není správně vybrán - tj. není výměník certifikován pro použití s F-plyny - může selhat a dojít k úniku chladicího média. Bezpodmínečně bude třeba k tomu použít speciální výměníky tepla, připravené k práci jako kondenzátor pro R32.

Níže je diagram, který to ukazuje:

tlak chladicího média tepelná čerpadla Blog Nordic tec

Změna na R32 ve vaší kotelně s tepelným čerpadlem

✅ Je třeba připravit kotelnou s tepelným čerpadlem na R32? Existuje několik základních informací, které byste měli znát, než takové rozhodnutí (které je pravděpodobně dříve nebo později nevyhnutelné) padne.

  • ✔️ Je vhodné nainstalovat senzory úniku plynů v kotelně nebo v místnosti, kde se nachází tepelné čerpadlo s R32 (sám plyn je bezbarvý a bez zápachu - nepoznáme jeho únik).
  • ✔️ Výměna a servis zařízení vyžaduje oprávnění k tzv. F-plynu - zkontrolujte, zda tým provádějící tyto úkony má tato oprávnění.
  • ✔️ Tepelné čerpadlo by mělo být umístěno v místnosti s dostatečným objemem / kubaturou (většinou výrobci tepelných čerpadel poskytují taková doporučení - ale instalatér vám o nich nemusí vždy říci).

Jak vybrat deskový výměník pro R32, R134a nebo R410a?

✅ Především by to neměl být jen tak nějaký deskový výměník z e-shopu. Měli bychom si být jisti, že se jedná o tzv. vysokotlaký deskový výměník - ale o tom jsme již mluvili výše.

V nabídce značky Nordic Tec jsou deskové výměníky pro R32, R134a nebo R410a označeny speciálním způsobem a mají v popisu informace o nominálním výkonu potenciální klimatizační jednotky nebo tepelného čerpadla - uvedené v kilowatech (kW). Jedná se o značné usnadnění a výběr by neměl trvat déle než několik desítek sekund. Tento výkon byl vypočten pro přibližně optimální pracovní parametry - za předpokladu činidla R410a a teploty kondenzace na úrovni 40°C. To lze převést také na činidlo R32 nebo R134a - nebo jiné - protože v tomto rozsahu jsou tyto činidla velmi podobná.

Výběr výměníku pro chladivo s rezervou

✅ Je dobré vybrat deskový výměník s určitou rezervou - tj. pro jednotky tepelných čerpadel do 10-12 kW - vybrat výměník tak, aby byl rezervován např. 1,5-2 kW. Například pro klimatizační jednotku 3,5 kW - vybereme chladičový výměník 5 kW a pro jednotku 7 kW - výměník 9 kW. Toto nám zaručí optimální provoz i v případě nastavení jiných méně výhodných parametrů jednotky. Pro velké jednotky - spíše tepelná čerpadla než klimatizace - např. v rozmezí 15-20 kW - je dokonce vhodné tuto rezervu zvýšit, minimálně o 2-3 kW, a pro jednotky nad 30 kW - dokonce o 3-4 kW.

________________________

Charakteristika základních chladicích médií

Níže představíme základní informace o nejčastěji používaných nebo uváděných chladicích médiích v zařízeních. Můžete se s nimi setkat v tepelných čerpadlech, klimatizacích, ale také v chladničkách. První chladicí médium, tzv. Freon-12, označovaný jako R-12, byl objeven již v roce 1928. Vývoj této oblasti průmyslu však pokročil tak daleko, že v podstatě všechny původní chladicí médiá již byla stažena z oběhu a nahrazena novějšími.

☑️ Chladivo R32

Chladivo R32, známé také jako difluorometan (nebo CH2F2), patří mezi ekologické a šetrné k životnímu prostředí fluorované uhlovodíky používané v klimatizacích a tepelných čerpadlech. Zvláštní pozornost je věnována ekologičnosti R32, díky čemuž získal přízeň zákonodárců a tvůrců směrnic EU. Díky nižšímu potenciálu oteplování atmosféry a své jednosložkové struktuře se R32 stává stále preferovanější volbou v moderních chladících systémech, poskytujících efektivitu a minimální dopad na životní prostředí. R32 je pravděpodobně budoucností, protože mu je obtížné odporovat větší účinnost.

☑️ Chladivo R134a

Chladvo R134a je jedním z populárních fluorovaných uhlovodíků používaných jako chladící médium - tradičně v klimatizacích, lednicích a mrazničkách. Jedná se o bezbarvou, netoxickou a v podstatě nehořlavou látku - tedy bezpečnou.

R134a získal popularitu jako substitut pro více škodlivé látky, jako je R12. Je relativně šetrný k životnímu prostředí, s menším potenciálem poškození ozonové vrstvy a nižším dopadem na skleníkový efekt.

Jako chladící médium - R134a se vyznačuje dobrými termodynamickými vlastnostmi, co umožňuje efektivní chlazení místností a udržení stabilní teploty v lednicích a mrazničkách. Proto se zdá být velmi účinným v chlazení.

☑️ Chladivo R407c

Chladivo R407c - a to už azeotropická směs plynů (převážně trifluorethanu, pentafluorethanua difluorethanu). Stále oblíbené chladící médium používané jako náhrada za chladivo R22, které bylo považováno za škodlivější pro ozonovou vrstvu a bylo zákonně staženo v mnoha zemích.

Chladivo R407C má dobré chladicí vlastnosti, což z něj činí oblíbenou volbu v klimatizaci a v chladicích systémech. Často R407c je používaný v velkých objektech - jako jsou klimatizační systémy pro budovy, supermarkety, průmyslové chladicí komory a chladící a mrazící systémy.

Jednou z vlastností R407C je to, že je to azeotropická směs. To znamená, že jeho složení zůstává konstantní během kondenzace a odpařování, což usnadňuje údržbu a servis chladicích systémů.

☑️ Chladivo R410A

Dříve neuvěřitelně populární. Chladivo R410A se používá hlavně v klimatizacích a tepelných čerpadlech. Jedná se o směs dvou fluorovaných uhlovodíků: difluormethanu (R32) a pentafluorethanu (R125). R410A získal popularitu jako náhrada za starší chladící média, jako je osudný škodlivý R22.

Hlavní výhodou chladiva R410A je jeho vysoká energetická účinnost a chladicí účinnost - což přiznávají dokonce i zastánci R32. Systémy chlazení a klimatizace pracující s R410A mohou dosahovat slušných energetických výsledků, někdy dokonce lepších než systémy pracující s jinými chladícími médii. Ekologický dopad stále není tragicky špatný, považuje se za mírný.

☑️ Chladivo R290 - propan

Chladivo R290 - zajímavá položka - známá také jako propan, je jedním z přírodních chladících médií používaných v chladících zařízeních, jako jsou lednice, mrazáky, klimatizace a samozřejmě - tepelná čerpadla. Jedná se o čistý uhlovodík, který se vyznačuje nízkým potenciálem poškození ozonové vrstvy a minimálním přispíváním k oteplování klimatu. Lze ho nalézt v obrovském množství tepelných čerpadel na trhu.

Chladící médium R290 - propan získává na popularitě jako ekologická alternativa k umělým fluorovaným uhlovodíkům, které mohou být škodlivé pro životní prostředí (podle některých). Propan nabízí poměrně dobré termodynamické vlastnosti a dobrou energetickou účinnost, což ho činí atraktivním výběrem pro výrobce chladících zařízení. Zejména s ohledem na rostoucí tlak na ekologii.

Jednou z výhod R290 je to, že jde o látku, která je snadno dostupná a relativně levná - ať už při výrobě, nebo zpracování. Navzdory určitým bezpečnostním výzvám, jako je jeho hořlavost (to je určitě), je propan běžně používán v mnoha zemích jako chladící médium, zejména v menších systémech, například v malých klimatických jednotkách.

☑️ Chladivo R404a

Chladivo R404a - tedy směs fluorovaných uhlovodíků, především složená ze 3 jiných plynů. Stále široce používaná v komerčních chladících systémech, jako jsou chladicí boxy a mrazáky, jak v supermarketech, tak v potravinářských skladech.

Termodynamické vlastnosti - hodnocené jako dobré - což činí chladivo R404a účinným chladicím médiem - i pro široký rozsah teplot. Je poměrně chemicky stabilní.

Nicméně kvůli vysokému skleníkovému potenciálu je R404A již částečně na odstřel - byl podroben omezením a regulacím týkajícím se jeho používání v některých zemích, zejména v aplikacích nových zařízení. Existuje domněnka, že v budoucnosti se stane to samé jako u oslavného R22.

☑️ Chladivo R22 - prapůvodce všech chladicích médií (stažen)

Chladivo R22, známé také jako freon-22, je dnes v podstatě „vyhynulý druh“, nebo alespoň „vyhynutí“ - setkáváme se s ním čím dál méně, protože v roce 1997 se velká část států při podpisu tzv. Kjótského protokolu rozhodla jej stažení. Popíšeme jej tedy jako zajímavost. Jednalo se o chloropochodný fluorovaný uhlovodík, který se vyznačoval velmi slušnou chladicí účinností.

Jako chladící médium R22 byl široce využíván v různých typech klimatizačních systémů, chladničkách, mrazničkách a dokonce i v raných tepelných čerpadlech. Nicméně jeho používání mělo negativní dopad na ozonovou vrstvu - ačkoli vládl na trhu chladicích médií po dobu 4 nebo 5 dekád - byl považován za škodlivý. V důsledku mezinárodních dohod byl R22 stažen z výroby a postupně nahrazován ekologičtějšími alternativami, jako jsou R410A nebo R134a.

V současné době je používání chladiva R22 omezeno a jeho použití je regulováno přísnými předpisy týkajícími se ochrany životního prostředí. Co je zajímavé, jeho nástupci - tedy R410a a R134a - nezůstali na trhu příliš dlouho. Jejich čas je omezen a budou nahrazeny lepším R32. To možná svědčí o tom, jak rychle se odvětví a technologie vyvíjejí. Někteří zlomyslně tvrdí, že to však svědčí o rychlém rozvoji lobbistů.

 
Publikováno v: Chladivo a výměníky tepla pro plyn, VŠEOBECNÉ, Tepelná čerpadla a všechny aspekty jejich fungování

Zanechat komentář

Bezpečnostní kód
Souhlas s používáním souborů cookie