A HFO-k színre lépnek hűtő- és légkondicionáló berendezésekben


image
Interjú Dr. Nacer Achaichia-val, aki a Honeywell, a fluortartalmú termékek világszintű gyártójának Refrigerants Technical Leader EMEAI munkatársa.
Achaichia úr, ügyfeleink kíváncsiak a hűtőközegek
jövőjére és azok felhasználására. Manapság új termékek jelennek meg a hűtő- és klímatechnikai piacon, és a velük kapcsolatos, gyakran ellentmondásos viták nem teszik lehetővé számukra, hogy világosan lássák a jövőjüket. Felvázolná nekünk a szénhidrogének, az ún. természetes hűtőközegek, a HFO-k és az egyéb helyettesítők helyzetét és bemutatná nekünk a holnap megoldásait?
 

N..A.: Az un. szintetikus hűtőközegek fejlődését az tette lehetővé, hogy a természetesnek nevezett hűtőközegek veszélyesek és kevéssé hatékonyak voltak, valamint felhasználásuk költséges volt. Az un. természetes hűtőközegek reneszánsza alacsony GWP-jüknek köszönhető. Manapság a HFO-k új generációja nem csupán a HFCkhez hasonló teljesítménnyel és biztonsági jellemzőkkel bír, hanem mindenekelőtt jó környezeti tulajdonságokkal rendelkezik, amit az alacsony GWP jellemez. Számos feltételnek kell teljesülnie a megfelelő hűtőközeg kiválasztásához. Nincs egy bármilyen alkalmazáshoz megfelelő megoldás,ezért a hűtőközegek széles termékskálája áll rendelkezésre a különböző igények kielégítéséhez. Van létjogosultsága a természetes hűtőközegeknek, így látunk példát szénhidrogének alkalmazására a háztartási hűtésben, ahol a hűtőközeg töltet a biztonsági előírásoknak megfelelően elég kicsi. A CO2 előnyös tulajdonságokkal rendelkezik például az alacsony hőmérsékletű berendezésekhez, ezért alkalmazzák a kereskedelmi mélyhűtésben, különösen az északi országokban. A CO2 magas környezeti hőmérsékleten tapasztalt műszaki korlátainak leküzdésére hibrid CO2/HFC rendszerek kerültek kifejlesztésre. Ez a megoldás a jövőben is létezni fog hibrid CO2/HFO rendszerekkel a szénlábnyom csökkentése érdekében. Az alkalmazások döntő többsége számára a HFO hűtőközegek lesznek a holnap választásai. Már jelen pillanatban is vannak HFO keverékeink szinte az összes meglévő hűtőközeg helyettesítésére.

Egészen pontosan mik a hidrofluorolefinek (HFO-k) legfőbb jellegzetességei? Miért ajánlja ezt az alternatívát?


N. A.: A hidrofluorolefinek egy olyan telítetlen molekulacsoport, amelyben legalább egy szén-szén kettős kötés van. Ezek a molekulák erősen reaktívak a légkörben és épp ezért viszonylag rövid az élettartamuk. Ez közrejátszik abban, hogy e hűtőközegek GWP-je alacsony. A HFO-k kiváló környezeti tulajdonságokkal bírnak, ami hosszú távon kedvező hatással lehet a klímaváltozásra, valamint alacsony GWP-jüknek és energiahatékonyságuknak jövőbeli jogi szabályozásnak is.
A legtöbb HFO felhasználási feltételei a HFC-khez hasonlóak. A mérnökök által az évek során felhalmozott tapasztalatok és a kifejlesztett alkalmazások nem vesznek tehát el, és a meglévő berendezések kis módosítással vagy akár módosítás nélkül is használhatók.

 

A Honeywell SolsticeTM alacsony GWP-jű hűtőközegei

 

Solstice™ HFO keverékek közepes és magas nyomású alkalmazásokhoz

 

Ezek az új molekulák toxikusak?

N.A.: A Honeywell a biztonságot nagyon komolyan veszi. Az új molekulákat alapos toxikológiai vizsgálatnak vetettük alá. A toxikológiai vizsgálatok célja az összetevő lehetséges veszélyeinek felmérése és annak a egengedhető expozíciós szintnek meghatározása, aminek nincs kedvezőtlen, tartós vagy visszafordíthatatlan hatása az emberekre és a környezetre.

Vannak biztonsággal kapcsolatos ipari szabványok, például az ISO 5149 és az EN 378 szabvány. A hűtőközegeket két toxicitási kategóriába sorolják, A osztály az alacsony toxicitás, és B osztály a magasabb toxicitás esetében. Mindkét fő HFO molekula, a HFO 1234yf és a HFO 1234ze az A osztályba tartozik, s az ezeket a molekulákat tartalmazó keverékek ugyancsak A osztályúak lesznek.

 

Sok kérdés merült fel az új termékek gyúlékonysága apcsán. Mit tudna elmondani nekünk erről?

N.A.: Tájékoztatásul, az ammónia 100 és 300 mJ között gyullad meg, a szénhidrogének minimális gyulladási energiája pedig 1 mJ alatt van, ezért ezek a termékek gyúlékonynak minősülnek.
A két első elérhető HFO molekula esetében a gyúlékonysági jellemzők már elemzésre kerültek. Megállapíthatjuk, hogy a HFO-1234ze (E) 30°C alatti környezeti hőmérsékleten egyáltalán nem gyúlékony. A HFO-1234yf minimális gyulladási energiája 5000 és 10000mJ között van, ami jelentősen meghaladja az R-32 30 és 100 mJ közötti gyulladási energiáját. Ebből kifolyólag a hűtőközegek biztonsági osztályozása az ASHRAE 34 szabvány és az ISO 817 szabvány szerint módosításra került az új hűtőközegek alacsony gyúlékonyságának figyelembe vétele érdekében. Egy új, 2L megnevezésű osztály került létrehozásra alacsony gyúlékonyságú, 10cm/s alatti égési rátájú hűtőközegek számára. Ez igaz a HFO 1234yf-re, amelyet 1,5 cm/s-os égési rátájával jóváhagytak az R-134a gépjárműiparban való helyettesítésére.

 
A klímaszerelőknek át kell alakítaniuk a meglévő rendszereket az új molekulák használatához?


N.A.
: Szemben a CO2-vel, a HFO-kat úgy fejlesztették ki, hogy megfeleljenek a HFC hűtőközegek jelenlegi tulajdonságainak. Minden egyes HFC hűtőközeg helyett megtaláltuk az alternatívát. Ezért felhasználhatók a meglévő berendezésekben kis átalakítással vagy akár átalakítás nélkül.

 

Nagy beruházást igényel a HFC berendezések HFO hűtőközegekre történő átalakítása?

N.A.
: Ahogy említettem, az új hűtőközegeket a meglévő berendezésekben történő használatra fejlesztették ki kis átalakítással vagy átalakítás nélkül. Ez minimális beruházási költséget jelent.

 

Konkrétan melyek a jelenleg elérhető molekulák és azok mely hűtő- és klímatechnikai alkalmazásokra szolgálnak?

N.A.
: Jelenleg három tiszta hűtőközeg és az ezekből készített számos keverék érhető el.
Az R-134a-hoz hasonló tulajdonságú   Solstice™ yf alkalmazható a jelenlegi R-134a alkalmazásokban, természetesen fi gyelembe véve az A2L besorolását. Ma főleg a gépjármű klimatizálásban használják. A Solstice™ ze ugyancsak az R-134a helyettesítésére szolgáló HFO, alacsonyabb azonnali hűtőteljesítménnyel, de jobb hatékonysággal. ok folyadékhűtőben használják az új Solstice™ ze HFO-t. Még a Turbocor turbókompresszor is működtethető ezzel a hűtőközeggel.

Mikor lesznek elérhetőek a piacon HFO-k az egyéb alkalmazások számára?

N. A.
: A Solstice™ yf és a Solstice™ ze jelenleg is elérhető. A Solstice™ yf korlátozott mennyiségben elérhető a gépjárműipar számára, míg a Solstice™ ze korlátozás nélkül hozzáférhető. A különböző HFO-bázisú keverékek még fejlesztés alatt állnak, de már elérhetőek azon partnerek számára, akik részt kívánnak venni a tesztelésben. A jelenlegi fázisban különböző gépgyártókkal értékeljük ezeket a keverékeket, mind a hűtő-, mind a klímatechnikai alkalmazások esetében. Ezek a keverékek 2013-ban lesznek elérhetők.

Végezetül, milyen visszajelzéseket kaptak az új molekulák használatával kapcsolatban?

N.A
.: A SolsticeT™ ze folyadékhűtőkben történő alkalmazásával kapcsolatos gyakorlati tapasztalatok nagyon pozitívak. Valóban, a mérések jobb COP-t mutattak, mint az R-134a esetében. Különböző kompresszor technológiák esetén is alkalmazható. A Danfoss Turbocor turbókompresszor is elérhető ezen alkalmazásokhoz. A tendencia világos: a jövő folyadékhűtői 1234ze-vel lesznek töltve.

 

A Honeywell Solstice alacsony GWP-jű hűtőközeg keverékei

Solstice HFO keverékek közepes és magas nyomású alkalmazásokhoz