kølemidler er opdelt i grupper efter deres kemiske sammensætning. Efter opdagelsen af, at nogle af disse kemiske forbindelser kan være skadelige for miljøet, erstattes de med mere miljøvenlige alternativer (se figur 5.2). Processen er ikke let, og selvom der er alternativer til gamle kølemidler, er de nye normalt ikke fejlfri.

i det følgende afsnit diskuteres forskellige grupper af kølemidler, nogle eksempler er givet, og deres anvendelsesområder er beskrevet.

CFC = chlorfluorcarboner

chlorfluorcarboner er kølemidler, der indeholder chlor. De er blevet forbudt siden begyndelsen af 90 ‘ erne på grund af deres negative miljøpåvirkninger. Eksempler på CFC ‘ er er R11, R12 og R115. Konvertering af udstyr og systemer, der bruger CFC ‘ er, er endnu ikke afsluttet. Tværtimod blomstrer det ulovlige marked for denne type kølemidler over hele verden, og det anslås, at ikke mere end 50% af CFC-systemer over hele verden er blevet opgraderet.

HCFC = hydrochlorfluorcarboner

den langsomme udfasning af CFC ‘ er viser, at det er en kostbar proces. Men Og endnu vigtigere viser det også problemerne og ubeslutsomheden omkring tilgængeligheden af HCFC ‘er, som officielt blev angivet som midlertidige (indtil 2030) erstatninger for CFC’ er. Den Europæiske Unions forhastede handlinger, der kulminerede med forbuddet mod HCFC ‘ er, straks til køling og snart (Senest 2004) til klimaanlæg, har forstyrret branchens programmer og planer.HCFC ‘erne indeholder mindre chlor end CFC’ er, hvilket betyder en lavere ODP (se pkt.5.3). Eksempler på hydrochlorfluorcarboner omfatter R22, R123 og R124 (se figur 5.3).

HFC = hydrofluorcarboner

hydrofluorcarboner er kølemidler, der ikke indeholder klor, og som ikke er skadelige for osomonlaget (ODP = 0, se pkt.5.3). Imidlertid er deres indvirkning på den globale opvarmning meget stor sammenlignet med traditionelle kølemidler. De mest almindelige HFC-kølemidler, der er tilgængelige siden forbuddet mod HCFC ‘ er, er vist i tabel 5.1 (se også Figur 5.4):

tabel 5.1 de mest almindelige kølemidler blandt halogenerede carbonhydrider.

nogle kommentarer til kølemidlerne i tabellen er angivet nedenfor:

• R32 og R125 anvendes sjældent som enkeltkølemidler, men kun i blandinger med særligt gunstige termodynamiske egenskaber.
• R245c og R245fa bruges næsten udelukkende i USA og på en ret eksperimentel måde.
• R404A er udviklet som et alternativ til R502 til køleskabe og frysere.
• R134a var den første HFC, der blev introduceret i køling og klimaanlæg med stor succes, fordi det kræver næsten ingen ændringer i udstyret designet til R22. Det giver dog en meget begrænset effektivitet, cirka 40% lavere end den, der opnås med R22. Derfor har producenten to valg: enten at acceptere en væsentlig reduktion i den termiske kapacitet i et givet system eller at øge dens dimensioner (og omkostninger) for at opnå den samme kapacitet. Af denne grund bruges R134a hovedsageligt i store systemer (over 250 kV), der har råd til de højere omkostninger.
• R407C er ligesom R134a termodynamisk ligner R22 og fungerer som et “fald i” kølemiddel. I modsætning til R134a, som er en ren forbindelse, har R407C en glide på 7 K, hvilket gør den næppe anvendelig i små boligudstyr (husholdningsudstyr). Der er to grunde til at retfærdiggøre en sådan begrænsning: boligudstyr er mere underlagt pludselige utilsigtede tab end andet udstyr, og det serviceres normalt på stedet. I tilfælde af pludselig lækage kan en 7K glide resultere i ændringer i blandingens proportioner, fordi de relative tab af dets mest flygtige komponenter vil være uforholdsmæssigt høje. Hvis der anvendes en standardpåfyldning, er der ingen garanti for, at den nye kølemiddelblanding har de samme proportioner, som den havde før lækagen. På grund af sin høje glide anvendes dette kølemiddel kun i mellemkapacitetssystemer (50-250 kV), som normalt betjenes af faglært personale.
• R410A har meget attraktive termodynamiske egenskaber, højere energieffektivitet end R22, ingen glide og dermed ikke noget problem med blandingen tilbage efter ladningstab og påfyldning. Det har dog et driftstryk, der næsten er dobbelt så stort som R22, og kræver derfor en redesign af hele systemet med større kompressorer, ekspansionsventiler osv.
• R507A anvendes med succes i industriel og kommerciel køling.
• R508B anvendes mindre hyppigt i lavtemperaturcykler. R507A og R508B har gunstige termodynamiske egenskaber og ingen problemer med temperaturglider, fordi de er aseotrope blandinger.

FC = fluorcarboner

fluorcarboner (figur 5.5) indeholder ingen klor og er ikke skadelige for osomonlaget. De er dog ekstremt stabile, og de har en høj GVP (jf. punkt 5.3). R218 er et eksempel på et fluorcarbon, og FCs er også til stede i blandingerne R403 og R408.

HC = carbonhydrider

carbonhydrider er en meget begrænset løsning på miljøproblemerne forbundet med kølemidler. De er ufarlige for ossonelaget (ODP = 0) og har næppe nogen direkte Green house-effekt (GVP<5), men de er meget brandfarlige. Brugen af HCs som kølemidler er begrænset til Europa, fordi mange andre lande andre steder har forbudt brugen af brandfarlig gas i offentlighedens tilstedeværelse. I henhold til standarderne ISO 55149 og EN 378.2000 skal dette også gælde i Europa. Standarden IEC 355.2.20 tillader dog brugen af HCs i husholdningskøleskabe med kølemiddelopladninger op til 150 g.

denne standard har åbnet vejen for nogle europæiske køleskabsproducenter til at producere husholdningskøleskabe med brandfarlig isobuten, R600a.

disse er blevet accepteret entusiastisk af miljøforkæmpere og har opnået stor succes på markedet.

NH3 = ammoniak

ammoniak, R717, er et attraktivt kølemiddelalternativ. Det har været brugt i kølesystemer siden 1840 og i dampkomprimering siden 1860. Med hensyn til dets egenskaber bør det betragtes som et højkvalitets kølemiddel. Desuden er dens ODP og GVP 0. Selvom det er en selfalerting gas, dvs.lækager let kan detekteres af lugten, er ammoniak meget farlig, selv ved lave koncentrationer, fordi lugten ofte forårsager panik. Dette er hovedårsagen til, at ammoniak blev trukket tilbage fra applikationer til brug af ufaglærte og kun tilbageholdt til industrielle applikationer.

det er også ret almindeligt i kommerciel køling, selvom sikkerhedsforskrifter kræver, at det bruges med en sekundær distributionssløjfe. Det er klart, at denne sekundære sløjfe reducerer effektiviteten.

CO2 = kulsyre

R744, kulsyre, har flere attraktive egenskaber: ikke-brandfarlig, forårsager ikke udtømning af osomon, meget lavt toksicitetsindeks (sikkerhed A1), tilgængelig i store mængder og lave omkostninger. Det har dog også en lav effektivitet og et højt driftstryk (cirka 10 gange højere end R134a). Af de to sidstnævnte grunde er der behov for en indsats for at forbedre dens kølecyklus og tilhørende teknologi, især varmevekslere og ekspansionsenheder. En stor kommende CO2-applikation ser ud til at være aircondition i bilindustrien. Varmepumper kan også drage fordel af CO2 på grund af den højere temperatur, der kan opnås selv ved meget lave omgivelsestemperaturer.

oversigtstabel

tabel 5.2 Oversigt over de forskellige typer kølemidler.

<< tilbage / næste >>