Decydując się na zakup pompy ciepła zazwyczaj zwracamy uwagę na jej parametry. O ile jednak interesuje nas przede wszystkim moc grzewcza urządzenia oraz cena, jaką przyjdzie nam za nie zapłacić, rzadko kiedy interesujemy się także innymi cechami pompy ciepła. Tymczasem jednym z aspektów, na jakie warto zwrócić uwagę, wybierając pompę ciepła, jest zastosowany w jej budowie czynnik chłodniczy. Przyjrzyjmy się bliżej temu, co może znajdować się wewnątrz pompy i czym tak naprawdę są czynniki chłodnicze, określane niewiele mówiącymi przeciętnemu klientowi symbolami.
Czym są czynniki chłodnicze?
Poprzez czynnik chłodniczy, znany także jako chłodziwo, rozumiemy czynnik termodynamiczny, który bierze udział w wymianie ciepła w danym urządzeniu chłodniczym lub pompie ciepła. Zasada działania czynników chłodniczych jest prosta – doprowadzając do wrzenia pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze w instalacji chłodniczej z miedzi czynnik chłodniczy pobiera powstałe w ten sposób ciepło, a następnie oddaje je w trakcie skraplania pod wyższym ciśnieniem i w wyższej temperaturze. Czynniki chłodnicze swój początek znajdują w latach trzydziestych XIX wieku. To właśnie wtedy Jacob Perkins wynalazł parowe, sprężarkowe urządzenie chłodnicze, tworząc podwaliny dzisiejszego chłodnictwa.
Choć idealny czynnik chłodniczy powinien być bezpieczny dla ludzi i środowiska, nie powodować korozji, a równocześnie wykazywać dobre właściwości termodynamiczne, okazuje się, że istnieje on jedynie w naszej wyobraźni. Do tej pory nie udało się naukowcom znaleźć takiej substancji, która byłaby w stanie spełnić wszystkie wyżej wymienione wymagania. Mimo to jednak wciąż testowane są różne kombinacje i substancje, by znaleźć jak najbliższy ideałowi czynnik chłodniczy.
Czynniki chłodnicze w pompach ciepła
Obecnie można spotkać na rynku pompy ciepła wyposażone w różne czynniki robocze, niemniej kilka z nich można uznać za najpopularniejsze. Do tych wykorzystywanych szeroko w rozwiązaniach dla domu z pewnością znajdują się wodorofluorowęgloworodory, czyli – innymi słowy – fluorowane gazy cieplarniane. Nalezą do nich między innymi:
- R410A – czyli bliskoazeotropowa mieszanina czynników R32 (50%) i R125 (50%),
- R134a – czyli tzw. tetrafluoroetan,
- R407C – czyli niepalna, zeotropowa mieszanina czynników R32 (23%), R125 (25%) i R134A Oprócz powyższych coraz częściej spotkać można także takie czynniki, jak:
- R32 – czyli difluorometan, popularny m.in. w klimatyzatorach,
- R1234ze – trans-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-en, charakteryzujący się niskim współczynnikiem GWP. Oraz czynniki naturalne, które zyskują coraz większe zainteresowanie. Wśród nich wymienić warto chociażby R290, czyli propan oraz R744, czyli dwutlenek węgla (CO2).
Czy zastosowany czynnik chłodniczy ma znaczenie?
W naturalny sposób nasuwa się pytanie – skoro pompy ciepła oraz urządzenia chłodnicze dostępne na rynku oferują tak szeroką gamę czynników chłodniczych – czy ma istotne znaczenie, jaka substancja znajduje się we wnętrzu klimatyzatora lub pompy ciepła. Okazuje się, że jest to istotna kwestia. Wszystkie czynniki chłodnicze można bowiem podzielić na poszczególne grupy, zależnie od ich stopnia palności lub toksyczności. W przypadku palności substancji stosuje się oznaczenie cyfrowe, gdzie 1 oznacza czynniki niepalne, 2 – czynniki palne, 2L – umiarkowanie palne, natomiast cyfra 3 oznacza substancje łatwopalne lub wybuchowe. Toksyczność określana jest natomiast literą A (niska toksyczność) lub B (wysoka toksyczność). I tak, przykładowo, propan (R290) jest czynnikiem palnym, co oznacza, że producent zobowiązany jest zachować dodatkowe środki bezpieczeństwa dla użytkowników urządzeń z tym czynnikiem. Dla odmiany, R410A oraz R134a to czynniki chłodnicze należące do grupy A1, czyli charakteryzują się zarówno niepalnością, jak i niską toksycznością, dzięki czemu są bezpieczne dla użytkownika. To właśnie te dwa kluczowe aspekty mają znaczenie podczas projektowania urządzeń, wymagających zastosowania czynnika chłodniczego.
