FIGYELEM! Jelen cikk nem a legfrissebb információkat tartalmazza. Az aktuális tájékoztatót itt éri el

Hűtőközegek jelene és jövője

Az alábbiakban adunk közre egy összefoglalót a jelenleg elterjedt hűtőközegek jelenéről és jövőjéről, valamint az új, ezeket felváltó közegek aktuális állapotáról.

Általános hűtőközegekkel kapcsolatos alapfogalmak

ODP: gázok ózon lebontó képességét jelző mérőszám. A ma használatos hűtőközegeknek (HFC-k) már mind 0 az ODP értéke, azaz nem bontja le az ózont, ezért a közegek ezen tulajdonságaira nem térünk ki. A régi, mára betiltott hűtőközegeknek (HCFC-k) jelentős ózont károsító hatása volt, pl. R12, R502, R22. Bár ezen hűtőközegekkel töltött berendezések üzemeltetése nem tiltott, szivárgás esetén utántöltésük már ezen közegekkel nem lehetséges, csak helyettesítő közegekkel.

GWP: gázok üvegház hatást fokozó tulajdonsága számszerűsítve, CO₂ egyenértékre vetítve. Például az R404a hűtőközeg 1 kg-ja a légkörbe kerülvén ugyan olyan üvegház hatást idéz elő, mint 3922 kg CO₂. Az R404a hűtőközeg GWP értéke ezért 3922.

TEWI (Total Equivalent Warming Impact): Hűtőrendszerek (és ide tartoznak a klímák, hőszivattyúk is) teljes életciklusának környezetszennyező hatása, kezdve a gyártás, majd az üzemeltetésének teljes energiaigényétől a megsemmisítéséig. Ezt az értéket növeli egy feltételezett átlagos szivárgási ráta, azaz évi néhány % hűtőközeg elszökése miatti környezeti kár is.

Hűtőközegek kialakulásáról bővebben a Wikipédia-n is tájékozódhat.

Múlt és jelen

A jelenlegi törvényi szabályozás a hűtőközegek kezelésének módját a rendszer töltetének tömege alapján határozta meg, amit 3 - 30 - 300 kg lépcsőkhöz rendelt. A jelenleg kialakulóban lévő, de az Európai Parlament által még el nem fogadott új szabályozás szerint ezt a töltet mennyiség alapú besorolást leváltja a CO₂ egyenértéken alapuló szabályozás. Ez szükséges lépés, mert az új hűtőközegek fejlesztésével olyan gázok kerülnek bevezetésre, melyeknek a mostani közegektől igen jelentősen eltér a GWP értéke, nem vehető velük egy kalap alá. Igazságtalan lenne, ha ugyan az a töltet határ vonatkozna egy drágább és kevésbé környezetszennyező közegre, mint egy régi, sokkal ártalmasabbra.

A továbbiakban részletezett jövőkép jelenleg tervezeti stádiumban van, ki van adva a tagországoknak véleményezésre, tehát még változhat.

FIGYELEM! Az alábbiak még tervezeti stádiumban vannak, az EU parlament még nem fogadta el!

Határidők, középtávú megoldások

Az új, tervezett szabályozás értelmében tehát nem a töltet, hanem a CO₂ egyenérték lesz a meghatározó. Átszámítva az egyes hűtőközegek GWP értékei alapján azok töltetmennyiségére, az alábbi táblázatban szereplő értékeket kapjuk. (A dátumok minden esetben január 1-jével értendők.)

Az ennél nagyobb töltetű hűtőkörökre léptetnék érvénybe az új, még el nem fogadott szabályozást. Mivel a kereskedelmi és ipari hűtésben ezek a töltet mennyiségek még egyedi aggregátos rendszerekben is magasabbak, ezért az alábbiakban kiemelten ezzel foglalkozunk.

Az alábbi ábrán a jellemzően alkalmazott hűtőközegek tervezett korlátozási ütemtervét szemléltetjük, 5t CO₂-nak megfelelő töltet nagyság feletti rendszerek esetén.

R404a hűtőközeggel üzemelő új rendszer átadása 2015. január 1-e után, míg meglévő rendszerek szerviz célú utántöltése 2020. január 1-e után nem lesz lehetséges, mivel az R404a GWP értéke > 2500. Ezzel szemben a 2500-nál kisebb GWP értékű R407f ill. R134a közeggel töltött új rendszerek 2017. január 1-ig lesznek átadhatóak, szerviz célú utántöltése pedig jelen tervezet szerint még nincs korlátozva.

Az R404a - magas GWP értéke (3922) miatt - tehát terv szerint 2020-tól teljesen kiszorításra kerül. Ezen rendszerek tovább üzemeltetésére azonban van megoldás. Már ma is létező helyettesítő közege az R407f, amire minden további beavatkozás nélkül, közeg cserével át lehet térni. Ez a hűtőközeg az alacsonyabb GWP érték mellett valamivel kedvezőbb energetikai paraméterekkel is rendelkezik, ezért már ma is egyre inkább előtérbe kerül új beruházásoknál is.

Látható azonban, hogy szinte minden ma használatos hűtőközeg napjai meg vannak számlálva, új rendszer kivitelezése esetén. A kis töltetű hűtőkörök (pl. split klímák <10kW, blokkhűtők, beépített aggregátos hűtőberendezések stb.) jellemzően 3 kg alatti töltettel rendelkeznek, ezért ezeket ez a tervezet nem fogja érinteni, azok 2017 után is telepíthetőek, üzemeltethetőek, szervizelhetőek lesznek.

A tervezett szabályozás értelmében - az ennél nagyobb töltetű rendszerek esetében - 2017. január 1-jétől csak 150-nél alacsonyabb GWP értékű hűtőközeggel lehet új rendszert feltölteni és üzembe helyezni.

Hosszútávú megoldások

Az már látszik, hogy a vegyiparnak nem maradt sok ideje felmutatni egy olyan megváltó, új hűtőközeget, amelyik környezetbarát (GWP<150, ODP=0), veszélytelen, valamint műszaki paraméterei legalább olyan jók, mint a meglévő közegeké.

Itt jegyzem meg, hogy a jelenlegi környezetszennyező hűtőközegeknek azért vannak előnyei is. Az emberre veszélytelenek, nem mérgezők sem toxikusak, nem gyúlékonyak és nem is robbanásveszélyesek. Üzemi nyomásviszonyuk is normális keretek közt mozog (< 30 bar). Tehát munkavédelmi és baleset megelőzési szempontból ideálisnak mondhatóak.

Egy már évek óta fejlődő új irányvonal a természetes gázokat hozza vissza és alkalmazza hűtőközegként. Ilyen gázok egyike maga a CO₂, aminek kibocsájtásának csökkentéséért a harc ma folyik, vagy az ammónia. Ezen közegek tulajdonságairól lejjebb olvashat.

CFC, HCFC, HFC ... HFO!!!

A környezetvédelmi szabályok szigorodása arra ösztökélte a vegyipari fejlesztő cégeket, hogy olyan úgy vegyületeket alkossanak, melyek kiválthatják a jelenlegi hűtőközegeket és a légkörbe kerülvén kisebb mértékben károsítják azt. A fejlesztések a HFC-k irányából a HFO-k irányában terelődött. Több gyártó is kísérletezik ezekkel az anyagokkal, és teszt jelleggel több hűtőrendszert is üzemeltetnek már. Ezen közegek törzskönyvezése még nem történt meg, ezért ezeknek még nincs szabványos Rxxxx elnevezése. Az egyik legígéretesebb hűtőközeg a DuPont által fejlesztett Opteon XP10, ami a HFO-1234yf közegen alapul (GWP=4), mely hűtőközeg a napokban vált elfogadottá az autóklíma gyártók körében. A HFO-1234yf alacsony GWP értéke (4) hirtelen vonzónak tűnhet, ám ez a közeg sajnos gyúlékony, így nagyobb töltetű rendszerekben alkalmazása nem biztonságos. Ezt a gyúlékonyságot csillapítandó keverik más közegekkel, aminek eredménye a hűtéstechnikai feladatokra fejlesztett Opteon XP10. Így ez már nem gyúlékony, viszont GWP értéke kb. 600, ami bár jelentősen jobb a jelenlegi közegeknél, de még mindig nem éri el a tervezetben szereplő 150-es célértéket. Tulajdonságait tekintve azonban nagyon hasonló az R134a közeghez, így annak kiváltására kiválóan alkalmas. Ezért ez az új közeg alkalmas közép és magas hőmérsékletű hűtőrendszerekben a jelenlegi hűtőközegek kiváltására, ill. kaszkád rendszerekben jó hatásfokkal üzemeltethető felső fokozatban (lásd lejjebb, természetes hűtőközegek tárgykörében).

Jelenleg tehát még nincs olyan hűtőközeg, mely műszaki paramétereiben hasonlítana a jelenlegi közegekhez, GWP értéke viszont a tervezetben szereplő 150-es célérték alatt lenne. Ez egy átmeneti állapot, mert szinte biztosra vehető, hogy a vegyipar újabb és újabb közegekkel fog a közeljövőben előrukkolni, hogy megfeleljen az új környezetvédelmi elvárásoknak.

Természetes hűtőközegek

Hamarosan...