köldmedier är indelade i grupper beroende på deras kemiska sammansättning. Efter upptäckten att vissa av dessa kemiska föreningar kan vara skadliga för miljön ersätts de med mer miljövänliga alternativ (Se figur 5.2). Processen är inte lätt, och även om det finns alternativ till gamla köldmedier är de nya vanligtvis inte felfria.

i följande avsnitt diskuteras olika grupper av köldmedier, några exempel ges och deras tillämpningsområden beskrivs.

CFC = klorfluorkarboner

klorfluorkarboner är kylmedel som innehåller klor. De har förbjudits sedan början av 90-talet på grund av deras negativa miljöpåverkan. Exempel på CFC är R11, R12 och R115. Omvandlingen av utrustning och system med CFC har ännu inte slutförts. Tvärtom blomstrar den olagliga marknaden för denna typ av köldmedier över hela världen, och det uppskattas att Högst 50% av CFC-systemen över hela världen har uppgraderats.

HCFC = Hydroklorfluorkarboner

den långsamma utfasningen av CFC visar att det är en kostsam process. Men, och ännu viktigare, det visar också problemen och obeslutsamheten kring tillgången på HCFC, som officiellt indikerades som tillfälliga (fram till 2030) ersättare för CFC. Europeiska unionens hastiga åtgärder som kulminerade i förbudet mot HCFC, omedelbart för kylning och snart (senast 2004) för luftkonditionering, har upprört branschens program och planer.

HCFC innehåller mindre klor än CFC, vilket innebär en lägre ODP (se Avsnitt 5.3). Exempel på klorfluorkolväten är R22, R123 och R124 (se figur 5.3).

HFC = fluorkolväten

fluorkolväten är köldmedier som inte innehåller klor och som inte är skadliga för ozonskiktet (ODP = 0, se Avsnitt 5.3). Men deras inverkan på den globala uppvärmningen är mycket stor jämfört med traditionella köldmedier. De vanligaste hfc-köldmedierna som finns tillgängliga sedan förbudet mot HCFC presenteras i tabell 5.1 (se även figur 5.4):

tabell 5.1 de vanligaste köldmedierna bland halogenerade kolväten.

några kommentarer om köldmedierna som presenteras i tabellen ges nedan:

• R32 och R125 används sällan som enstaka köldmedier, men endast i blandningar med särskilt gynnsamma termodynamiska egenskaper.
• R245c och R245fa används nästan uteslutande i USA och på ett ganska experimentellt sätt.
• R404A har utvecklats som ett alternativ till R502 för kylskåp och frysar.
• R134a var den första hfc som introducerades i kyl-och luftkonditionering med stor framgång, eftersom det kräver nästan inga förändringar i utrustningen avsedd för R22. Det erbjuder dock en mycket begränsad effektivitet, cirka 40% lägre än den som erhålls med R22. Följaktligen har tillverkaren två val: antingen att acceptera en väsentlig minskning av värmekapaciteten i ett visst system eller att öka dess dimensioner (och kostnad) för att uppnå samma kapacitet. Av denna anledning används R134a främst i stora system (över 250 kW) som har råd med de högre kostnaderna.
• R407C är, som R134a, termodynamiskt lik R22 och fungerar som ett ”drop in” köldmedium. Till skillnad från R134a, som är en ren förening, har R407C en glid på 7 K, vilket gör den knappt användbar i små bostäder (hushåll) utrustning. Det finns två skäl att motivera en sådan begränsning: bostadsutrustning är mer föremål än annan utrustning för plötsliga oavsiktliga förluster, och den servas vanligtvis på plats. Vid plötslig läckage kan en 7K glid resultera i förändringar i blandningens proportioner, eftersom de relativa förlusterna av dess mest flyktiga komponenter kommer att vara oproportionerligt höga. Om en standardpåfyllning används finns det ingen garanti för att den nya kylmedelsblandningen har samma proportioner som den hade före läckaget. På grund av sin höga glid används detta kylmedel endast i medelkapacitetssystem (50-250 kW), som vanligtvis betjänas av skicklig personal.
• R410A har mycket attraktiva termodynamiska egenskaper, högre energieffektivitet än R22, ingen glid och därmed inga problem med blandningen kvar efter laddningsförlust och påfyllning. Det har emellertid ett arbetstryck nästan dubbelt så stort som För R22, och kräver därför en omdesign av hela systemet med större kompressorer, expansionsventiler etc.
• R507A används framgångsrikt i industriell och kommersiell kylning.
• R508B används mindre ofta i lågtemperaturcykler. R507A och R508B har gynnsamma termodynamiska egenskaper och inga problem med temperaturglider, eftersom de är azeotropa blandningar.

FC = fluorkarboner

fluorkarboner (figur 5.5) innehåller inget klor och är inte skadliga för ozonskiktet. De är dock extremt stabila och de har en hög GWP (jfr. Avsnitt 5.3). R218 är ett exempel på ett fluorkolväte, och FCs finns också i blandningarna R403 och R408.

HC = kolväten

kolväten är en mycket begränsad lösning på miljöproblemen i samband med köldmedier. De är ofarliga för ozonskiktet (ODP = 0) och har knappast någon direkt grönhuseffekt (GWP<5), men de är mycket brandfarliga. Användningen av HCs som köldmedier är begränsad till Europa, eftersom många andra länder på andra håll har förbjudit användningen av brandfarlig gas i allmänhetens närvaro. Enligt standarderna ISO 55149 och EN 378.2000 bör detta också gälla i Europa. Standarden IEC 355.2.20 tillåter dock användning av HCs i hushållskylskåp med köldmedieavgifter upp till 150 g.

denna standard har öppnat vägen för vissa europeiska kylskåpstillverkare att producera hushållskylskåp med brandfarlig isobuten, R600a.

dessa har accepterats entusiastiskt av miljöaktivister och har uppnått stor framgång på marknaden.

NH3 = ammoniak

ammoniak, R717, är ett attraktivt köldmediumalternativ. Den har använts i kylsystem sedan 1840 och i ångkomprimering sedan 1860. När det gäller dess egenskaper bör det betraktas som ett högklassigt kylmedel. Dessutom är ODP och GWP 0. Men även om det är en självalerande gas, dvs. läckor kan lätt upptäckas av lukten, är ammoniak mycket farligt även vid låga koncentrationer eftersom lukten ofta orsakar panik. Detta är den främsta anledningen till att ammoniak drogs tillbaka från applikationer för användning av okvalificerade människor och behålls endast för industriella applikationer.

det är också ganska vanligt i kommersiell kylning, även om säkerhetsbestämmelser kräver att den används med en sekundär distributionsslinga. Självklart minskar denna sekundära slinga effektiviteten.

CO2 = koldioxid

R744, koldioxid, har flera attraktiva egenskaper: icke brandfarligt, orsakar inte ozonutarmning, mycket lågt toxicitetsindex (säkerhet A1), tillgängligt i stora mängder och låg kostnad. Det har emellertid också en låg effektivitet och ett högt arbetstryck (ungefär 10 gånger högre än R134a). Av de två senare skälen behövs ansträngningar för att förbättra kylcykeln och relaterad teknik, särskilt värmeväxlare och expansionsenheter. En stor kommande CO2-applikation verkar vara luftkonditionering i bilindustrin. Värmepumpar kan också dra nytta av CO2 på grund av den högre temperaturen som kan erhållas även vid mycket låga omgivningstemperaturer.

Sammanfattningstabell

tabell 5.2 sammanfattande tabell över de olika typerna av köldmedier.

<< tillbaka / nästa >>