Nowe czynniki chłodnicze w pompach ciepła dla domów

W urządzeniach chłodniczych i klimatyzacyjnych, także w pompach ciepła, coraz większego znaczenia nabierają nowe czynniki chłodnicze. Dzieje się tak, choć zgodnie z prawem unijnym i polskim, na razie wymagania dotyczące stosowania tych czynników w domowych pompach ciepła nie są zbyt surowe. To się jednak może zmienić (trwa przegląd unijnego rozporządzenia F-gazowego). Dodatkowym aspektem są kwestie praktyczne, takie jak wpis do CRO czy kontrola szczelności oraz parametry termodynamiczne nowych czynników.

Najbardziej popularnym, ale też sprawdzonym (m.in. przez powszechne dziś zastosowanie w klimatyzacji) czynnikiem chłodniczym jest R32 (difluorometan, CH2F2) – jednoskładnikowa substancja o o GWP=675, która zresztą wchodziła w skład czynnika R410A. R32, oprócz odpowiednio niskiego GWP, cechuje się lekką palnością, co wymusza stosowanie dodatkowych środków ostrożności, jednak dla mniejszych urządzeń nie mających znaczenia praktycznego. Jednocześnie wyróżnia się dobrymi cechami technicznymi:

  • wymaga mniejszego napełnienia niż R410A – dla urządzenia o tej samej wydajności chłodniczej potrzeba nawet o 15-30% czynnika R32 mniej;
  • ma lepszą przewodność cieplną i mniejszą lepkość – sprawne procesy przemian cieplnych i mniejsze opory przepływu przekładają się na większą wydajność chłodniczą i efektywność energetyczną;
  • wyższa sprawność energetyczna oznacza, że napełniona tym czynnikiem pompa ciepła może mieć klasę klasę A+++
  • ułatwia pracę instalatora – czynnik jest jednorodny (m.in. może być ładowany zarówno w stanie ciekłym, jak i gazowym, podczas gdy R410A – tylko w stanie ciekłym).

Niski GWP oznacza, że dla wielu urządzeń nie ma potrzeby rejestracji w CRO, ani przeprowadzania corocznych kontroli szczelności. Często dla wielu urządzeń typu split o tej mocy z czynnikiem R410A taka procedura jest konieczna.

R454C – mniej znany, ale korzystny

Czynnikiem cechującym się GWP mniejszym od 150 jest niepalny czynnik R454C, który powoli zaczyna pojawiać się w ofercie niektórych producentów. Według jednego z producentów, urządzenia z tym czynnikiem (przykład takiego rozwiązania widoczny jest na zdjęciu głównym) mają współczynnik COP o 15% wyższy niż odpowiednie urządzenia na R410A. Przy zastosowaniu tego czynnika temperatura zasilania systemu grzewczego wynosi 75°C przy zastosowaniu samej pompy ciepła (bez użycia np. grzałek elektrycznych).

Coraz popularniejszy propan

Propan (C3H8) cechuje się niskim potencjałem globalnego ocieplenia – GWP=3. Urządzenia na ten czynnik nie podlegają ustawie F-gazowej:  nie dotyczy ich obowiązek kontroli szczelności, nie będą też miały na nie wpływu przyszłe obostrzenia wynikające z tej ustawy. Dzięki dobrym własnościom termodynamicznym propanu urządzenia na R290 mogą zapewnić temperaturę wody grzewczej na zasilaniu do 70°C (dla temperatury zewnętrznej nawet do -10°C) oraz zapobiegać zamarzaniu wymienników przy niskim zużyciu energii. Własności te pozwalają uzyskać dla pomp ciepła na R290 COP nawet o 20-40% wyższy niż ich odpowiedniki na czynniki syntetyczne. Zasadniczym wyzwaniem związanym z propanem jest palność tego czynnika. Jest on też cięższy od powietrza, może więc gromadzić się w zagłębieniach podłoża. Propan ma klasę A3. Dlatego wielkość napełnienia pompy ciepła w powiązaniu z usytuowaniem oraz konstrukcja obudowy wentylowanej musi być zgodna z normą PN-EN 378. Pompy ciepła na propan podlegają też Rozporządzeniu Ministra Rozwoju w sprawie wymagań dla urządzeń ciśnieniowych i zespołów urządzeń ciśnieniowych. Dolna granica wybuchowości występuje przy stężeniu propanu w powietrzu wynoszącym 2,1%, a górna – przy 9,5%. W pomieszczeniach zamkniętych łatwo może dojść do zapłonu. Pompy ciepła na propan oferowane są jako napełnione fabrycznie i hermetycznie zamknięte urządzenia monoblokowe w wykonaniu zewnętrznym, a zastosowane sprężarki muszą spełniać wymagania do zastosowania w strefach zagrożonych wybuchem, według dyrektywy ATEX (2014/34/UE).

Warto przeczytać także:

Leave a Comment