Dobór czynników chłodniczych wg PN-EN 378

Czynniki chłodnicze powinny być dobierane ze szczególnym uwzględnieniem ich potencjalnego wpływu na środowisko globalne, możliwych skutków w środowisku lokalnym oraz przydatności do poszczególnych instalacji. Zagadnieniu temu w normie PN-EN 378 poświęcono dużo uwagi wraz z podaniem przykładowego toku obliczeń całkowitego równoważnika efektu cieplarnianego, oznaczonego jako TEWI (Total Equivalent Warming Impact).
Wpływ czynnika chłodniczego na środowisko globalne zależy od zastosowania i szczelności instalacji, jej rodzaju, wielkości napełnienia czynnikiem, sposobu obchodzenia się z nim oraz jego zdolności do spowodowania lub zwiększenia zagrożenia środowiska.
.
Wskaźnik TEWI służy do obliczania udziału użytkowanego urządzenia chłodniczego w powiększaniu całkowitego globalnego ocieplenia. Uwzględnia on zarówno bezpośredni wpływ czynnika chłodniczego ulatniającego się przez nieszczelności na globalne ocieplenie, jak i pośredni udział energii wymaganej do napędu urządzenia w całym okresie jego normalnej trwałości technicznej. Warto zauważyć, że wskaźnik ten jest ważny tylko w odniesieniu do porównywania alternatywnych urządzeń lub czynników, w warunkach tego samego zastosowania i tego samego usytuowania!
Dla danego urządzenia wskaźnik TEWI uwzględnia:
• bezpośredni wpływ czynnika chłodniczego na globalne ocieplenie w wyniku jego ulatniania się w warunkach eksploatacji;
• bezpośredni wpływ gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie w wyniku ich wydzielania się z izolacji lub z innych elementów urządzenia, jeżeli takie ma miejsce;
• pośredni wpływ na globalne ocieplenie, wynikający z emisji CO2 podczas wytwarzania energii (zwykle elektrycznej), niezbędnej do napędu urządzenia.
Wskaźnik TEWI obliczany jest na podstawie ilości substancji wypuszczonej do atmosfery, przemnożonej przez wartość jej wskaźnika GWP, a ponadto uwzględnia on średnią emisję CO2 w procesie produkcji energii elektrycznej. Zatem określa ilość CO2 wyrażoną w kg, wytwarzaną w okresie eksploatacji urządzenia.
Jest on obliczany z następującej zależności:

TEWI = (GWP * L * n) + [GWP * m(1 - A)] + (n * E * β) [kgCO2]
gdzie:
(GWP * L * n) - udział bezpośredni tworzenia "efektu cieplarnianego" (człon czynnikowy)
[GWP * m(l - A)] + (n * E * β) - udział pośredni (człon energetyczny)
L - stopień wycieku czynnika podczas eksploatacji urządzenia w kg/rok, n - okres eksploatacji urządzenia w latach,
m - masa czynnika w urządzeniu w kg,
A - poziom odzysku czynnika,
E - energia elektryczna zużywana na wszystkie cele w okresie rocznej
eksploatacji urządzenia chłodniczego w kWh/rok,
13 - masa powstającego CO2 podczas spalania paliwa, odniesiona do
jednostki wytworzonej energii elektrycznej w kg CO2 /kWh.
Z przedstawionej definicji wskaźnika TEWI wynika, że w przyszłości największym problemem będzie eliminowanie emisji CO2 przy produkcji energii elektrycznej, ponieważ wpływ członu czynnikowego będzie malał znacznie szybciej, niż członu energetycznego. Ograniczenie wielkości analizowanego wskaźnika daje dużo możliwości w przypadku urządzeń, w których roczne straty czynnika wprowadzanego do instalacji sięgają 35 do 30%, natomiast niewielkie pole manewru pozostawiają urządzenia, w których 98% wartości wskaźnika TEWI pochodzi z doprowadzanej do nich energii elektrycznej, takie jak np. chłodziarki domowe.
Wprowadzenie wskaźnika TEWI pozwala stwierdzić, że nawet w przypadku wyprodukowania przez człowieka idealnego pod względem szczelności urządzenia chłodniczego i zastosowania w nim substancji zupełnie nieagresywnej wobec atmosfery (np. amoniaku), pozostanie jednak do rozwiązania problem pośredniego wpływu na środowisko, poprzez produkcję energii elektrycznej.
Podstawowe, wyszczególnione w normie EN 378, zalecenia przy wyborze czynnika chłodniczego są następujące:
• należy dobierać czynniki o tak małym potencjale niszczenia ozonu stratosferycznego ODP, jak to jest racjonalnie uzasadnione (powinny być dobrane w taki sposób, aby ich oddziaływanie na zdrowie i bezpieczeństwo było jak najmniejsze);
• należy dobierać czynniki o takim potencjale tworzenia "efektu cieplarnianego" GWP, jak to jest racjonalnie uzasadnione, równocześnie charakteryzujące się dobrą efektywnością energetyczną;
• należy dobierać czynniki zapewniające dobrą efektywność energetyczną dla
danej instalacji;
• jeśli zachodzi konieczność zastosowania czynników, których wskaźniki ODP lub GWP mają wartości większe od zera, wówczas należy zmniejszyć napełnienie nimi instalacji do minimum;
• jeżeli globalne ocieplenie jest jedynym negatywnym efektem oddziaływania czynnika na środowisko zewnętrzne, wówczas należy dać pierwszeństwo efektywności energetycznej przed zmniejszeniem napełnienia, jeżeli nie można równocześnie spełnić obu wymagań;
• należy dobierać czynniki uwzględniając możliwość łatwego ich wtórnego użycia lub likwidacji.

Reasumując, za podstawowe kryterium doboru czynnika chłodniczego uważa się jego wpływ na bezpieczeństwo pracy oraz poziom zużycia energii. Równocześnie należy brać pod uwagę dodatkowe kryteria związane z jego oddziaływaniem na środowisko naturalne. Dopuszcza się łagodzenie tych ostatnich w przypadku znacznego zmniejszenia napełnienia urządzenia lub gwarancji jego absolutnej szczelności.