Czynniki chłodnicze i ich rodzaje

Klimatyzacja to rozwiązanie, które cieszy się coraz większą popularnością zarówno w budynkach prywatnych, jak i obiektach firmowych. Aby cała instalacja mogła wydajnie pracować, konieczny jest odpowiednio dopasowany czynnik chłodniczy. Czym właściwie jest ta substancja i jakie jej rodzaje są najczęściej stosowane?

Przenośny zbiornik z czynnikiem chłodniczym R134A, źródło: Iglotech

Charakterystyka czynników chłodniczych

Czynnik chłodzący w klimatyzacji to płyn roboczy, który wykazuje właściwości termodynamiczne, uczestnicząc w procesie wymiany ciepła. Wrząc w warunkach niskiego ciśnienia i niskiej temperatury czynnik chłodniczy pobiera ciepło, które później zostaje oddane w trakcie skraplania pod wpływem wyższej temperatury i ciśnienia. W kolejnym etapie w układzie zachodzi ochładzanie powietrza, które jest następnie dystrybuowane przez jednostkę wewnętrzną instalacji, zapewniając optymalny mikroklimat we wnętrzu budynku.

Najważniejsze cechy ziębnika są dobierane pod kątem miejsca pracy urządzenia chłodzącego. Może on charakteryzować się niepalnością, niepodatnością na wybuchy, brakiem toksycznego wpływu czy odpornością na niskie temperatury. Poszczególne czynniki chłodnicze różnią się między sobą także składem fizykochemicznym.

Wycofane czynniki chłodnicze

Ze względu na fakt, iż coraz większą wagę przykłada się do zwiększonego bezpieczeństwa stosowania tych substancji, niektóre z nich – takie jak freony CFC i HCFC – musiały zostać wycofane z obiegu. Na ich miejsce opracowano mniej szkodliwe preparaty, które każdorazowo muszą być użytkowane zgodnie z obowiązującymi przepisami prawnymi i zasadami bezpieczeństwa.

Przepisy dotyczące stosowania czynników chłodniczych

Z uwagi na nieustanny wzrost efektu cieplarnianego, spowodowany między innymi przez emisję F-gazów z instalacji chłodzących, konieczne było wprowadzenie odpowiednich regulacji prawnych, umożliwiających redukcję wydzielania szkodliwych substancji. Zgodnie z unijnym rozporządzeniem, ograniczona została dostępność ziębników typu CFC i HCFC oraz urządzeń korzystających z gazów fluorowanych. Dotyczy to również popularnego czynnika chłodniczego R22.

Ponadto od 2020 roku zakazano serwisowania instalacji klimatyzacyjnych z użyciem gazów R404A i R507A. Do 2029 roku także zużycie czynników HFC ma być stopniowo zmniejszane. Przepisy narzucone przez Unię Europejską przyczyniły się do znacznego wzrostu cen F-gazów, zmuszając producentów instalacji chłodzących do stosowania alternatywnych substancji, które są bardziej przyjazne dla środowiska.

Butle z czynnikiem chłodniczym mogą mieć małe rozmiary, źródło: Iglotech

Rodzaje czynników chłodniczych

W segmencie czynników chłodniczych wyróżniamy kilka podstawowych grup: CFC, HCFC, HFC/HC/NH3 oraz HFO. Zgodnie z obowiązującymi regulacjami prawnymi, substancje o wysokim potencjale niszczenia warstwy ozonowej zostały wycofane lub są stopniowo usuwane z obiegu. Nawet jeśli urządzenia starego typu nadal działają korzystając z czynnika chłodniczego CFC, niedozwolone jest ich uzupełnianie tym właśnie materiałem. Miejsce szkodliwych chłodziw zastępują natomiast preparaty o bliskim zeru lub zerowym wpływie na warstwę ozonową. Najpopularniejsze ziębniki przedstawia poniższa tabela czynników chłodniczych.

Butla z czynnikiem chłodniczym, źródło: Iglotech

Izobutan oraz propan butan jako czynnik chłodniczy

W związku z mocno ograniczonym zakresem czynników chłodniczych, zgodnym z obowiązującą ustawą F-gazową, coraz więcej firm specjalizujących się w montażu instalacji interesuje się takimi ziębnikami, jak propan lub izobutan. Są one neutralne dla środowiska i nie potęgując zjawiska efektu cieplarnianego. Nieustannie trwają badania nad nowymi substancjami bazującymi na czynnikach HFC i HFO o zerowym wskaźniku ODP. Jakie cechy wykazuje popularny propan butan jako czynnik chłodniczy?

Propan – określany symbolem R-290 – to węglowodór występujący w naturalnej postaci, wykazujący właściwości zbliżone do czynnika chłodzącego R22. Jednocześnie nie niszczy on warstwy ozonowej oraz wykazuje niski potencjał wpływu na globalne ocieplenie. Jest stosowany w chłodziarkach i zamrażarkach, z powodzeniem zastępując inne szkodliwe dla środowiska substancje w obiegu zamkniętym. Bywa wykorzystywany również w pompach ciepła i klimatyzatorach, wymagając jednak zachowania szczególnej ostrożności ze względu na jego łatwopalność. Z uwagi na łatwą dostępność i pożądane właściwości, może on stopniowo zastępować inne czynniki z grup CFC, HCFC i HFC.

Drugim naturalnym czynnikiem chłodzącym jest izobutan, oznaczany symbolem R-600a. Ten izomer butanu jest standardową substancją w domowych i przemysłowych urządzeniach chłodniczych, wykazując niski potencjał GWP. Podobnie jak propan, z powodu wysokiej palności wymaga specjalistycznego serwisowania oraz instalacji zgodnych z wymaganiami dla palnych czynników chłodniczych.

Chłodziarki, zamrażarki czy instalacje klimatyzacyjne są obecne w większości gospodarstw domowych i budynków firmowych na całym świecie. W związku ze stale rosnącą świadomością ekologiczną oraz koniecznością ograniczania emisji gazów cieplarnianych szkodliwe czynniki chłodnicze są powoli zastępowane i wypierane alternatywnymi ziębnikami z grup HFC i HFO. Są one zgodne z unijnymi wytycznymi, efektywne i wydajne w działaniu, a zarazem przyjazne dla środowiska, umożliwiając bezpieczne i komfortowe chłodzenie.