AKTUALNOŚCI
Zamienniki dla czynnika R22 – analiza porównawcza właściwości termodynamicznych
Obecnie nie ma przeszkód formalnych do prowadzenia serwisu i napraw urządzeń zawierających związki z grupy HCFC, w tym również R22 jednak wszystko wskazuje, że w ciągu dwóch najbliższych lat sytuacja ta ulegnie znacznej zmianie.
Czynnik ziębniczy R22 należy do grupy chlorofluoroweglowodorów (HCFC) i jest wycofywany z użycia ze względów ochrony środowiska, zgodnie z międzynarodowymi uzgodnieniami określonymi Protokołem Montrealskim. Produkcja i zużycie R22 znajduje się pod ścisłą kontrolą. W związku z powyższym używanie produktów, urządzeń i instalacji zawierających czynnik R22, w tym eksploatacja urządzeń i instalacji, podlega monitorowaniu i ograniczeniom, a ich celem w najbliższych latach jest całkowita eliminacja i zakaz używania związków z grupy HCFC.
W Polsce obowiązuje rozporządzenie WE, które od 1 styczna 2004 roku zezwala na wykorzystywanie R22 jedynie do napraw i serwisu istniejących urządzeń ziębniczych, klimatyzacyjnych i instalacji pomp ciepła. Dodatkowo ustawa z dnia 20 kwietnia 2004 o substancjach zubożających warstwę ozonową wprowadziła ograniczenia w postaci zakazu obrotu takimi urządzeniami. W chwili obecnej właściciel urządzenia zawierającego substancję kontrolowaną, w tym również R22, nie może rozbudować, sprzedać lub nawet odstąpić nieodpłatnie takiego urządzenia innemu podmiotowi.
Harmonogram wycofywania czynnika R22 ze stosowania i obrotu na dzień dzisiejszy jest następujący:
● od 1 stycznia 2010 roku nie będzie można stosować pierwotnych „świeżych” czynników z grupy HCFC do obsługi technicznej i naprawy urządzeń, a jedynie pochodzące z odzysku (np. R22 jedynie z recyklingu lub regeneracji). Należy tu podkreślić, że zakupiony wcześniej „świeży” czynnik R22 w celu magazynowania aby np. zapewnić zapas czynnika chłodniczego na wypadek awarii instalacji, po tej dacie także w świetle prawa nie będzie mógł być już wykorzystany;
● od 1 stycznia 2015 roku nie będzie można stosować żadnych HCFC (zarówno „świeżych”, jak i pochodzących z odzysku). Od tej daty urządzenia takie mogą być eksploatowane do tzw. „śmierci technicznej”, bez możliwości prowadzenia obsługi technicznej i naprawy, podczas których konieczna jest jakakolwiek ingerencja w obieg ziębniczy (np. dopełnienie czynnikiem ziębniczym). Można będzie przeprowadzać jedynie naprawy, które nie wymagają takiej ingerencji (np. naprawa instalacji elektrycznej). Należy jednak zaznaczyć, że okres stosowania HCFC pochodzących z odzysku wyznaczony do końca 2014 r. może ulec zmianie. W trakcie bieżącego 2008 roku Komisja Europejska dokona przeglądu w zakresie technicznego i ekonomicznego dostępu do substancji
alternatywnych dla HCFC, wyniki którego będą podstawą do podjęcia ostatecznej decyzji w tej sprawie – w tym także nawet skrócenia w/w terminu.
Wobec zaistniałej sytuacji odpowiednio wcześniej na całym świecie podjęto szeroko zakrojone prace badawcze prowadzone zarówno przez producentów czynników i wyposażenia ziębniczego jak i naukowców. Prace te miały na celu znalezienie substancji bezpiecznych ekologicznie, które mogłyby z czasem całkowicie zastąpić stosowane dotychczas i stopniowo wycofywane z użycia czynniki ziębnicze. Ten wspólny wysiłek przedstawicieli branży ziębniczej i klimatyzacyjnej doprowadził między innymi do wypuszczenia na rynek szeregu substancji mogących stanowić zamienniki wycofywanego czynnika R22, który należy do ziębników o bardzo szerokim zakresie zastosowań w technice ziębniczej i klimatyzacyjnej. Nowe czynniki ziębnicze będące jego zamiennikami przeznaczone są do zastępowania R22 w istniejących układach przez wymianę lub po przezbrojeniu instalacji zgodnie z odpowiednimi procedurami. Znajdują one także zastosowanie w nowych obecnie budowanych instalacjach. Muszą one spełniać podstawowe kryteria chemiczne, fizyczne i termodynamiczne, analogicznie tak jak to było pierwotnie wymagane przy doborze czynnika R22 oraz oczywiście także obecnie obowiązujące kryteria bezpieczeństwa dla środowiska naturalnego.
W niniejszym artykule podjęto próbę porównania i oceny niektórych obecnie proponowanych zamienników czynnika ziębniczego R22. Do wyznaczenia wybranych parametrów analizowanych czynników zastosowano uznany program obliczeniowy pozwalający na wyznaczenie właściwości fizycznych i cieplnych zarówno jednorodnych czynników ziębniczych jak i ich mieszanin o znanym składzie jakościowym i wagowym. Wykorzystano również tablice, zestawienia i wykresy publikowane przez producentów tych substancji oraz ośrodki badawcze zajmujące się tematyką dotyczącą wprowadzania nowych, ekologicznych czynników ziębniczych .
Analiza dostępnych na rynku zamienników czynnika ziębniczego R22
Do bardziej szczegółowej oceny parametrów zamienników R22 zdecydowano się wybrać te spośród nich, które w szerszym zakresie spełniają podstawowe kryteria fizyczne, chemiczne i termodynamiczne oraz kryteria ochrony środowiska, a ponadto:
● są czynnikami długoterminowymi, należącymi do grupy HFC;
● wg zaleceń producentów są przeznaczone do stosowania w urządzeniach ziębniczych średniociśnieniowych typu np. handlowe, przemysłowe i stacje klimatyzacji,
● należą do substancji, które mogą być wprowadzane do istniejących obiegów ziębniczych, pracujących dotychczas na czynniku R22, bez konieczności wymiany oleju (cechują się bowiem dobrą rozpuszczalnością w olejach mineralnych stosowanych z freonem R22) i zasadniczo przy wymianie filtrów-odwilżaczy w instalacji ziębniczej lub do substancji typu retrofit, które mogą być wprowadzane do istniejących obiegów po wymianie oleju i płukaniu instalacji oraz po wymianie niektórych elementów wyposażenia instalacji,
● są dostępne na rynku – wytwarzane przez renomowanych producentów.
W związku z powyższym do dalszej analizy porównawczej wytypowano następujące substancje będące standardowymi zamiennikami czynnika R22: R417A, R419A, R422A, R422D, R424A
Wzięto pod uwagę także stosowany w pewnych przypadkach jako zamiennik R22 mieszaninę azeotropową – czynnik R507.
W toku analizy porównawczej uwzględniono dodatkowo czynnik R125 (będący istotnym składnikiem mieszanin zeotropowych), który mimo małego rozpowszechnienia jako samodzielny czynnik ziębniczy, jest w niektórych przypadkach także brany pod uwagę przy poszukiwaniu zamienników dla R22. Dodatkowo w pewnym zakresie także podjęto próbę oceny mało znanego czynnika RED TEK 22A.
Podsumowanie
Na podstawie przeprowadzonych porównań i analiz można wyrobić sobie zdanie, iż stosunkowo bardzo duża ilość oferowanych zamienników czynnika R22 niestety nie świadczy o powstaniu wielu rozwiązań, które w sposób kompleksowy oraz technicznie porównywalny byłyby w stanie zastąpić tak szeroko stosowany w technice ziębniczej i klimatyzacyjnej czynnik jakim jest R22. Na dzień dzisiejszy można odnieść wrażenie, że sytuacja jest raczej odwrotna – ponieważ nie ma dobrego porównywalnego i równie uniwersalnego czynnika powstała cała rodzina różnego typu jego zamienników.
Na koniec należy zaznaczyć, iż przed wymianą czynnika R22 na wybrany jeden z wielu jego zamienników, w przypadku instalacji ziębniczej, z którą wiążemy w dłuższej perspektywie czasowej plany eksploatacyjne, zanim poniesiemy koszty związane z zakupem nowego czynnika (a czasem także i przezbrojeniem instalacji) powinniśmy mieć świadomość możliwości powstania ograniczeń w stosunku do niektórych z tych zamienników na podstawie wchodzących w najbliższym czasie przepisów dotyczących fluorowanych gazów cieplarnianych (F-gazów). Ponadto do lipca 2011 roku zostanie opublikowane przez Komisję Europejską sprawozdanie oceniające skuteczność stosowania przepisów dotyczących emisji poziomów emisji gazów fluorowanych (HFC) i w efekcie Komisja Europejska może się zdecydować na wprowadzenie dalej idących zmian – w tym także znaczne ograniczenia a nawet na wycofywanie z użytkowania niektórych gazów fluorowanych (HFC), co należy także brać pod uwagę przy planach wymiany R22 inne czynniki w instalacjach ziębniczych.