a hűtőközegek kémiai összetételük szerint csoportokra vannak osztva. Miután felfedezték, hogy ezeknek a kémiai vegyületeknek egy része káros lehet a környezetre, ezeket környezetbarátabb alternatívákkal helyettesítik (lásd az 5.2.ábrát). A folyamat nem könnyű, és bár vannak alternatívák a régi hűtőközegekre, az újak általában nem hibátlanok.

a következő részben a hűtőközegek különböző csoportjait tárgyaljuk, néhány példát adunk meg, és ismertetjük alkalmazási területüket.

CFC = fluorozott-klórozott szénhidrogének

a fluorozott-klórozott szénhidrogének klórt tartalmazó hűtőközegek. A 90-es évek eleje óta tiltják őket negatív környezeti hatásaik miatt. Példák a CFC-kre: R11, R12 és R115. A berendezések és rendszerek CFC-kkel történő átalakítása még nem fejeződött be. Éppen ellenkezőleg, az ilyen típusú hűtőközegek illegális piaca világszerte virágzik, és becslések szerint a CFC-rendszerek legfeljebb 50% – át korszerűsítették világszerte.

HCFC = klórozott-fluorozott szénhidrogének

a CFC-k lassú kivezetése azt mutatja, hogy költséges folyamat. Ugyanakkor, és ami még fontosabb, megmutatja a HCFC-k rendelkezésre állását körülvevő problémákat és bizonytalanságot is, amelyeket hivatalosan ideiglenes (2030-ig) CFC-k helyettesítőjeként jeleztek. Az Európai Unió elhamarkodott intézkedései, amelyek a HCFC-k betiltásával csúcsosodtak ki, azonnal a hűtésre, majd hamarosan (legkésőbb 2004-ben) a légkondicionálásra, felborították az iparág programjait és terveit.

a HCFC-k kevesebb klórt tartalmaznak, mint a CFC-k, ami alacsonyabb ODP-t jelent (lásd 5.3 pont). Példák a klórozott-fluorozott szénhidrogénekre: R22, R123 és R124 (lásd 5.3 ábra).

HFC = fluorozott szénhidrogének

a fluorozott szénhidrogének olyan hűtőközegek, amelyek nem tartalmaznak klórt, és nem károsak az ózonrétegre (ODP = 0, lásd 5.3 pont). A globális felmelegedésre gyakorolt hatásuk azonban nagyon nagy a hagyományos hűtőközegekhez képest. A HCFC-kre vonatkozó tilalom óta rendelkezésre álló leggyakoribb hfc-hűtőközegek az 5.1. táblázatban találhatók (Lásd még az 5.4. ábrát):

5.1 táblázat a halogénezett szénhidrogének leggyakoribb hűtőközegei.

a táblázatban szereplő hűtőközegekre vonatkozó néhány megjegyzés az alábbiakban található:

• R32 és R125 ritkán használatos egyetlen hűtőközegként, de csak különösen kedvező termodinamikai tulajdonságokkal rendelkező keverékekben.
• az R245c-t és az R245fa-t szinte kizárólag az Egyesült Államokban és meglehetősen kísérleti módon használják.
• az R404A-t az r502 alternatívájaként fejlesztették ki hűtőszekrények és fagyasztók számára.
• R134a volt az első HFC vezették be, hűtő, légkondicionáló, nagy sikerrel, mert szinte nem igényel változások a tervezett berendezések R22. Azonban nagyon korlátozott hatékonyságot kínál, körülbelül 40% – kal alacsonyabb, mint az R22-nél. Következésképpen a gyártónak két lehetősége van: vagy elfogadni egy adott rendszerben a hőteljesítmény jelentős csökkentését, vagy növelni annak méreteit (és költségeit) ugyanazon kapacitás elérése érdekében. Ezért az R134a-t elsősorban nagy rendszerekben (250 kW felett) használják, amelyek megengedhetik maguknak a magasabb költségeket.
• R407C, mint R134a, termodinamikailag hasonló R22 működik, mint egy “csepp” hűtőközeg. Az r134a-val ellentétben, amely tiszta vegyület, az R407C 7 K-es siklóval rendelkezik, így alig használható kis lakossági (háztartási) berendezésekben. Ennek a korlátozásnak két oka van: a lakóberendezéseket a többi berendezésnél inkább hirtelen véletlen veszteségeknek vetik alá, és általában a helyszínen szervizelik. Hirtelen szivárgás esetén a 7K csúszás megváltoztathatja a keverék arányait, mivel a leginkább illékony komponensek relatív veszteségei aránytalanul magasak lesznek. Ha szabványos utántöltőt használnak, nincs garancia arra, hogy az új hűtőközeg-keverék ugyanolyan arányban van, mint a szivárgás előtt. Magas csúszása miatt ezt a hűtőközeget csak közepes kapacitású rendszerekben (50-250 kW) használják, amelyeket általában szakképzett személyzet végez.
• az R410A nagyon vonzó termodinamikai tulajdonságokkal rendelkezik, nagyobb energiahatékonysággal rendelkezik, mint az R22, nincs siklás, ezért nincs probléma a töltésvesztés és utántöltés után megmaradt keverékkel. Azonban üzemi nyomása majdnem kétszerese az R22-nek, ezért az egész rendszer újratervezését igényli nagyobb kompresszorokkal, tágulási szelepekkel stb.a
• R507A-t sikeresen alkalmazzák ipari és kereskedelmi hűtésben.
• az r508b-t ritkábban használják alacsony hőmérsékleti ciklusokban. Az R507A és az R508B kedvező termodinamikai tulajdonságokkal rendelkezik, és nem okoz problémát a hőmérséklet-csúszás, mivel ezek azeotróp keverékek.

FC = Fluorokarbonok

Fluorokarbonok (5.5 ábra) nem tartalmaznak klórt, és nem károsak az ózonrétegre. Ezek azonban rendkívül stabilak, magas GWP-vel rendelkeznek (vö. 5.3 pont). Az r218 egy fluorokarbon példája, az FCs pedig az r403 és R408 keverékekben is jelen van.

HC = szénhidrogének

a szénhidrogének nagyon korlátozott megoldást jelentenek a hűtőközegekkel kapcsolatos környezeti problémákra. Ezek ártalmatlanok az ózonrétegre (ODP = 0), és alig vannak közvetlen zöld házhatásuk (GWP<5), de nagyon gyúlékonyak. A HCs hűtőközegként való használata Európára korlátozódik, mivel sok más ország máshol betiltotta a gyúlékony gáz használatát a nyilvánosság jelenlétében. Az ISO 55149 és az EN 378.2000 szabványok szerint ezt Európában is alkalmazni kell. Az IEC 355.2.20 szabvány azonban lehetővé teszi a HCs használatát háztartási hűtőszekrényekben, legfeljebb 150 g hűtőközeg-töltéssel.

Ez a szabvány megnyitotta az utat néhány európai hűtőszekrény-gyártó számára, hogy gyúlékony izobutén, R600a háztartási hűtőszekrényeket gyártson.

ezeket a környezetvédők lelkesen elfogadták, és nagy sikereket értek el a piacon.

NH3 = ammónia

Az ammónia, R717, vonzó hűtőközeg alternatíva. 1840 óta hűtőrendszerekben, 1860 óta gőzkompresszióban használják. Tulajdonságait tekintve magas osztályú hűtőközegnek kell tekinteni. Emellett ODP-je és GWP-je 0. Azonban, bár ez egy szelfáló gáz, azaz a szivárgások könnyen észlelhetők a szag miatt, az ammónia még alacsony koncentrációban is nagyon veszélyes, mert a szag gyakran pánikot okoz. Ez a fő oka annak, hogy az ammóniát visszavonták a szakképzetlen emberek által használt alkalmazásokból, és csak ipari alkalmazásokra tartották fenn.

Ez a kereskedelmi hűtésben is meglehetősen gyakori, bár a biztonsági előírások megkövetelik, hogy másodlagos elosztó hurokkal használják. Nyilvánvaló, hogy ez a másodlagos hurok csökkenti a hatékonyságot.

CO2 = szén-dioxid

r744, szén-dioxid, számos vonzó tulajdonsággal rendelkezik:Nem gyúlékony, nem okoz ózoncsökkenést, nagyon alacsony toxicitási index (A1 biztonság), nagy mennyiségben kapható, alacsony költséggel. Ugyanakkor alacsony hatékonysággal és magas üzemi nyomással is rendelkezik (körülbelül 10-szer nagyobb, mint az R134a). Ez utóbbi két ok miatt erőfeszítéseket kell tenni hűtési ciklusának és kapcsolódó technológiájának, különösen a hőcserélőknek és a tágulási eszközöknek a javítására. Úgy tűnik, hogy az autóipar egyik legfontosabb CO2-alkalmazása a légkondicionálás. A hőszivattyúk a CO2 előnyeit is élvezhetik a magasabb hőmérséklet miatt, amely még nagyon alacsony környezeti hőmérsékleten is előállítható.

összefoglaló táblázat

5.táblázat.2 összefoglaló táblázat a különböző típusú hűtőközegek.

<< vissza / következő >>