kylmäaineet jaetaan ryhmiin niiden kemiallisen koostumuksen mukaan. Kun on havaittu, että jotkin näistä kemiallisista yhdisteistä saattavat olla haitallisia ympäristölle, ne korvataan ympäristöystävällisemmillä vaihtoehdoilla (KS.kuva 5.2). Prosessi ei ole helppo, ja vaikka vanhoille kylmäaineille on vaihtoehtoja, uudet eivät yleensä ole virheettömiä.

seuraavassa jaksossa käsitellään kylmäaineiden eri ryhmiä, annetaan joitakin esimerkkejä ja kuvataan niiden käyttöaloja.

CFC = Kloorifluorihiilivedyt

Kloorifluorihiilivedyt ovat klooria sisältäviä jäähdytysaineita. Ne on kielletty 90-luvun alusta lähtien niiden kielteisten ympäristövaikutusten vuoksi. Esimerkkejä CFC-yhdisteistä ovat R11, R12 ja R115. CFC-yhdisteitä käyttävien laitteiden ja järjestelmien muuntamista ei ole vielä saatettu päätökseen. Päinvastoin, tämäntyyppisten kylmäaineiden laittomat markkinat kukoistavat kaikkialla maailmassa, ja arviolta enintään 50 prosenttia CFC-järjestelmistä maailmassa on uusittu.

HCFC = osittain halogenoidut Kloorifluorihiilivedyt

CFC-yhdisteiden hidas käytöstä poistaminen osoittaa sen olevan kallis prosessi. Ja mikä vielä tärkeämpää, se osoittaa kuitenkin myös halogenoitujen kloorifluorihiilivetyjen saatavuuteen liittyvät ongelmat ja päättämättömyyden, sillä ne on virallisesti ilmoitettu CFC-yhdisteiden väliaikaisiksi korvaajiksi (vuoteen 2030 asti). Euroopan unionin hätäiset toimet, jotka huipentuivat HCFC-yhdisteiden kieltämiseen välittömästi jäähdytyksessä ja pian (viimeistään vuonna 2004) ilmastoinnissa, ovat järkyttäneet alan ohjelmia ja suunnitelmia.

HCFC-yhdisteet sisältävät vähemmän klooria kuin CFC-yhdisteet, mikä tarkoittaa alhaisempaa ODP-arvoa (KS.kohta 5. 3). Esimerkkejä osittain halogenoiduista kloorifluorihiilivedyistä ovat R22, R123 ja R124 (KS.Kuva 5.3).

HFC = Fluorihiilivedyt

fluorihiilivedyt ovat jäähdytysaineita, jotka eivät sisällä klooria eivätkä ole haitallisia otsonikerrokselle (ODP = 0, KS.kohta 5.3). Niiden vaikutus ilmaston lämpenemiseen on kuitenkin hyvin suuri perinteisiin kylmäaineisiin verrattuna. Yleisimmät HFC-kylmäaineet HCFC-yhdisteiden kiellon jälkeen on esitetty taulukossa 5.1 (KS.myös kuva 5.4):

taulukko 5.1 yleisimmät halogenoitujen hiilivetyjen kylmäaineet.

joitakin huomautuksia taulukossa esitetyistä kylmäaineista on esitetty alla:

• R32: ta ja R125: tä käytetään harvoin yksittäisinä kylmäaineina, vaan ainoastaan seoksissa, joilla on erityisen suotuisat termodynaamiset ominaisuudet.
• R245c ja R245fa ovat käytössä lähes yksinomaan Yhdysvalloissa ja melko kokeellisella tavalla.
• R404A on kehitetty vaihtoehdoksi jääkaapeille ja pakastimille tarkoitetulle r502: lle.
• R134a oli ensimmäinen jäähdytys-ja ilmastointialalla esitelty HFC, jolla oli suuri menestys, koska se ei vaadi juuri lainkaan muutoksia R22: lle suunniteltuihin laitteisiin. Kuitenkin, se tarjoaa hyvin rajallinen tehokkuus, noin 40% pienempi kuin saatu R22. Näin ollen valmistajalla on kaksi vaihtoehtoa: joko hyväksyä lämpökapasiteetin huomattava vähentäminen tietyssä järjestelmässä tai lisätä sen mittoja (ja kustannuksia) saman kapasiteetin saavuttamiseksi. Tästä syystä R134a: ta käytetään pääasiassa suurissa järjestelmissä (yli 250 kW), joilla on varaa korkeampiin kustannuksiin.
• R407C on R134a: n tavoin termodynaamisesti samanlainen kuin R22 ja toimii ”pisarana” kylmäaineena. Kuitenkin, toisin kuin r134a, joka on puhdas yhdiste, R407C: n liito on 7 K, joten se on tuskin käyttökelpoinen pienissä asuin – (kotitalous) laitteissa. On kaksi syytä perustella tällaista rajoitusta: asuinlaitteet ovat muita laitteita alttiimpia äkillisille onnettomuuksille, ja ne huolletaan yleensä paikan päällä. Äkillisen vuodon sattuessa 7K: n liuku voi aiheuttaa muutoksia seoksen osuuksissa, koska sen haihtuvimpien aineosien suhteelliset häviöt ovat suhteettoman suuria. Jos käytetään tavallista täyttöä, ei ole takeita siitä, että uudella kylmäaineseoksella on samat mittasuhteet kuin ennen vuotoa. Korkean liitonsa vuoksi tätä kylmäainetta käytetään vain keskitehoisissa järjestelmissä (50-250 kW), joita yleensä huoltaa ammattitaitoinen henkilökunta.
• R410A: lla on erittäin houkuttelevat termodynaamiset ominaisuudet, parempi energiatehokkuus kuin R22: lla, ei liukumista eikä siten ongelmaa seoksen säilymisessä varauksenhäviön ja täytön jälkeen. Sen käyttöpaine on kuitenkin lähes kaksinkertainen R22: een verrattuna, minkä vuoksi se vaatii koko järjestelmän uudelleensuunnittelua suuremmilla kompressoreilla, paisuntaventtiileillä jne.
• R507A: ta käytetään menestyksekkäästi teollisuuden ja kaupan kylmälaitteissa.
• R508B: tä käytetään harvemmin matalan lämpötilan jaksoissa. R507A: lla ja R508B: llä on suotuisat termodynaamiset ominaisuudet eikä ongelmia lämpötilaliitosten kanssa, koska ne ovat atseotrooppisia seoksia.

FC = Fluorihiilivedyt

Fluorihiilivedyt (Kuva 5.5) eivät sisällä klooria eivätkä ole haitallisia otsonikerrokselle. Ne ovat kuitenkin erittäin vakaita, ja niiden GWP on korkea (vrt. kohta 5. 3). R218 on esimerkki fluorihiilestä, ja FCs: ää esiintyy myös seoksissa R403 ja R408.

HC = hiilivedyt

hiilivedyt ovat hyvin rajallinen ratkaisu kylmäaineisiin liittyviin ympäristöongelmiin. Ne ovat vaarattomia otsonikerrokselle (ODP = 0) ja niillä ei ole juuri mitään suoraa viheriöintivaikutusta (GWP<5), mutta ne ovat helposti syttyviä. HCs: n käyttö kylmäaineina rajoittuu Eurooppaan, koska monet muut maat muualla ovat kieltäneet palavan kaasun käytön yleisön läsnä ollessa. Standardien ISO 55149 ja EN 378.2000 mukaan tätä olisi sovellettava myös Euroopassa. Standardin IEC 355.2.20 mukaan HCs: ää voidaan kuitenkin käyttää kotitalouksien jääkaapeissa, joiden kylmäainepitoisuudet ovat enintään 150 g.

Tämä standardi on avannut joillekin eurooppalaisille jääkaappivalmistajille mahdollisuuden valmistaa syttyvää isobuteenia sisältäviä kotitalouksien jääkaappeja, r600a.

ympäristönsuojelijat ovat ottaneet ne innostuneesti vastaan, ja ne ovat saavuttaneet suurta menestystä markkinoilla.

NH3 = ammoniakki

ammoniakki, R717, on houkutteleva kylmäainevaihtoehto. Sitä on käytetty jäähdytysjärjestelmissä vuodesta 1840 ja höyryn puristuksessa vuodesta 1860. Ominaisuuksiltaan sitä tulisi pitää korkealuokkaisena kylmäaineena. Lisäksi sen ODP ja GWP ovat 0. Vaikka kyseessä on itsesäätyvä kaasu, eli hajusta voi helposti havaita vuotoja, ammoniakki on erittäin vaarallista jo pieninä pitoisuuksina, koska haju aiheuttaa usein paniikkia. Tämä on pääsyy siihen, että ammoniakki poistettiin ammattitaidottomien ihmisten käyttöön tarkoitetuista sovelluksista ja säilytettiin ainoastaan teollisissa sovelluksissa.

se on melko yleinen myös kaupallisessa kylmälaitteessa, joskin turvallisuusmääräykset edellyttävät, että sitä käytetään toisiojakelusilmukan kanssa. On selvää, että tämä toisiosilmukka vähentää tehokkuutta.

CO2 = hiilidioksidi

R744, hiilidioksidilla, on useita houkuttelevia ominaisuuksia: syttymätön, ei aiheuta otsonikatoa, erittäin alhainen myrkyllisyys-indeksi (turvallisuus A1), saatavilla suuria määriä ja alhaiset kustannukset. Sillä on kuitenkin myös alhainen hyötysuhde ja korkea käyttöpaine (noin 10 kertaa suurempi kuin R134a). Kahdesta viimeksi mainitusta syystä sen kylmäkiertoa ja siihen liittyvää teknologiaa, erityisesti lämmönvaihtimia ja laajennuslaitteita, on parannettava. Merkittävä tuleva CO2-sovellus näyttää olevan autoteollisuuden ilmastointi. Lämpöpumput voisivat myös hyötyä CO2: sta, koska lämpötila on korkeampi, jota voidaan saada jopa hyvin alhaisissa ympäristön lämpötiloissa.

yhteenvetotaulukko

Taulukko 5.2 yhteenveto eri kylmäaineiden tyypeistä.

<< back / next >>