Uznani producenci pomp ciepła, ale też firmy grzewcze rozpoczynające produkcję pomp ciepła (np. wychodzące z sektora kotłów węglowych) chętnie wprowadzają do swojego portfolio monoblokowe pompy ciepła na propan (R290) w wykonaniu zewnętrznym. Wraz z zaostrzaniem wymogów rozporządzenia F-gazowego urządzenia na ten czynnik będą zyskiwać na znaczeniu.
Propan – prosty węglowodór nasycony (C3H8) – cechuje się GWP = 3. Urządzenia na ten czynnik nie podlegają ustawie F-gazowej. Upraszcza to ich montaż i eksploatację. Czyni je także rozwiązaniami przyszłościowymi, odpornymi na kolejne obostrzenia w stosowaniu czynników chłodniczych wynikające z rozporządzenia F-gazowego i jego nowelizacji. Poza tym propan ma dobre własności termodynamiczne, więc zasilane nim pompy ciepła mogą działać jako wysokotemperaturowe. Na rynku są urządzenia osiągające temperaturę wody grzewczej na zasilaniu do 70°C. Natomiast zapobieganie zamarzaniu wymienników odbywa się przy niskim zużyciu energii.
Palność propanu
Zasadniczym wyzwaniem jest palność tego czynnika (klasa A3). Dolna granica wybuchowości występuje przy stężeniu propanu w powietrzu wynoszącym 2,1%. Jest on też cięższy od powietrza, może więc gromadzić się w zagłębieniach podłoża. Powoduje to także konieczność spełnienia przepisów dotyczących urządzeń ciśnieniowych oraz dostosowanie sprężarek do wymagań związanych ze strefami zagrożonych wybuchem. Wobec obostrzeń prawnych pompy ciepła na propan oferowane są najczęściej jako urządzenia monoblokowe (napełnione fabrycznie i hermetycznie zamknięte) w wykonaniu zewnętrznym. Ich napełnienie jest niższe niż 2,5 kg, ponieważ powyżej takiego napełnienia ulokowanie pompy ciepła wymaga dodatkowych środków ostrożności.
Pompy ciepła na propan – badanie napełnienia
“Magiczną” granicą napełnienia pomp ciepłą na propan jest 150 g. Zgodnie z normą PN-EN 378 urządzenia o takim napełnieniu propanem mogłyby być stosowane w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi – np. pompy ciepła typu powietrze/powietrze (klimatyzatory z funkcją grzania). Nad takim rozwiązaniem pracuje znany niemiecki Instytut Frauhofera ISE) we współpracy ze znanymi producentami urządzeń grzewczych w ramach projektu LC150. Z eksperymentalnie wykonanych urządzeń najlepsze wyniki osiągnęło rozwiązanie o mocy grzewczej 12,8 kW i COP=4,7, przy napełnieniu wynoszącym 124 g propanu – czyli 9,7 g propanu na 1 kW mocy cieplnej. W istniejących pompach ciepła na propan wskaźnik ten wynosi 60 g propanu na 1 kW mocy cieplnej. Problem z opracowanym rozwiązaniem polega na tym, że do testów zastosowano sprężarkę półhermetyczną, normalnie stosowaną w motoryzacji. Nie jest ona przewidziana do pracy z dużym obciążeniem przez ok. 20 sezonów grzewczych.
Trwają prace nad udoskonaleniem tej sprężarki i dostosowaniu innych podzespołów (ważne jest jak najbardziej znaczne ograniczenie ich wielkości). Twórcy projektu przewidują, że uda się stworzyć obieg chłodniczy o wydajności grzewczej 8-10 kW i maksymalnym napełnieniu 150 g. Druga najlepsza eksperymentalna konfiguracja pozwoliła uzyskać moc grzewczą 8,1 kW przy napełnieniu 164 g i zastosowaniu konwencjonalnej sprężarki hermetycznej. Prace projektowe potrwają do marca 2023 r.
