Hűtőközeg: a kén-dioxidtól a propánig

A hűtőgépek – minden hűtőberendezés, legyen az akár több száz kilowattos folyadékhűtő, autóklíma, vagy háztartási hűtő – működésének alapja egy olyan hűtőközeg, mely párolgása és kondenzációja során meg tudja valósítani a kívánt hőátadást. Másfél évszázados történelmük alatt számos változáson estek át, az ipari és a technológia fejlődésével más-más tulajdonságokra került a fókusz.

A „jó” hűtőközeggel szemben ugyanis több elvárást is támasztunk:

• Előnyös termodinamika tulajdonságok (nagy párolgáshő, technológiai követelményekhez illeszkedő forráspont)
• Kémiai közömbösség (ne legyen agresszív, mérgező, korrozív)
• Alacsony sűrűség folyadék állapotban, de (relatíve) magas gőzként
• Megfelelő kenőképesség
• Kedvező tűz-és robbanásveszélyességi tulajdonságok
• Ne legyenek környezetkárosító hatásúak

Mint látni fogjuk, gyakorlatilag nincs olyan közeg, mely minden követelménynek egyaránt megfelel. A hűtéstechnika fejlődése során a fenti szempontok fontossága változott, sőt, néhányukat bizonyos korokban és esetekben teljesen figyelmen kívül hagyták.

Hatékonyság bármi áron

Az 1800-as évek végén, a hűtéstechnika hajnalán a hangsúly a gazdaságosságon és hőtechnikai hatékonyságon volt. Hűtőközeg volt például a kén-dioxid vagy a metil-klorid. Ezek mérgező, korrozív gázok, így használatuk kockázatos volt. Ebben az időben is használtak viszont ammóniát és szén-dioxidot, melyek a mai napig megtalálhatóak az iparban, sőt, mint később látni fogjuk, újra népszerűek, és reneszánszukat élik.

A du Pont 1930-ban védeti le a Freon nevet, 1950-óta pedig már keverék hűtőközegeket is használnak (elsőként az R500-at). Óriási tért nyernek a hatékony, könnyen előállítható, kenőanyagokkal kompatibilis halogénezett szénhidrogének (például R-12, R-22), mígnem 1974-ben minden megváltozik.

GWP: mennyire káros a hűtőközeg?

James Lovelock 1974-ben publikálja felfedezését, miszerint a halogénezett szénhidrogének súlyosan károsítják az ózonréteget, ezzel gyorsítva a globális felmelegedést. (Munkájáért 1995-ben megosztott Nobel-díjjal jutalmazzák.)

A szabályzó hatóságok, ha lassan is, de folyamatosan kezdik visszaszorítani ezeket a termékeket az élet minden területén, így a klímagázok között is. Bevezetik az úgynevezett GWP-t, avagy global warming potentialt, mely megmutatja, hogy adott anyag – a szén-dioxidhoz viszonyítva – mekkora üvegházhatással rendelkezik. Erőltetett tempójú fejlesztés indul, olyan új hűtőközeg utáni kutatás, mely kiválthatja ezeket a veszélyes vegyületeket. Magyarországon:

• 2001. január 1. óta HCFC közeg nem tölthető új berendezésekbe.
• 2001. október 1-től CFC hűtőközeg forgalomba hozatala, felhasználása, exportja tilos.
• 2003. október 1. óta HCFC közeggel működő hűtő- és légkondicionáló berendezések nem hozhatók forgalomba.
• 2004. május 1. után regenerált CFC hűtőközeg nem használható. A HCFC közeggel működő reverzibilis klímák és hőszivattyúk forgalomba hozatala is tilos.
• 2010. január 1-től tiltás alá került a HCFC közegek gyártása, javításra csak lefejtett HCFC használható.
• 2015. január 1-től HCFC nem használható javításra sem. A háztartási hűtőkben tilos a 150-nél nagyobb GWP értékű hűtőközegek használata.

(Forrás: Nemzeti Klímavédelmi Hatóság)

A kiváltást azonban számos, főleg gazdasági probléma hátráltatja, hiszen a kedvezőbb GWP-ű közegekek közül sok nem kompatibilis a régebbi gépekkel, nem tudják azok kenését biztosítani, vagy igen rossz hatásfokot eredményeznek.

A korszerű hűtőközeg: új kompromisszumok

Napjainkban a környezetvédelmi szempontok kiemelt fontossággal bírnak, egyre-másra jelennek meg olyan hűtőközegek, melyek GWP-je 1 alatti. Ennek azonban megvan az ára: ha kielégítő termodinamikai hatékonyságot szeretnénk, alkalmasint muszáj lesz korrozív, mérgező, esetleg gyúlékony közegekkel dolgoznunk. (Ilyen például az ammónia, vagy a propán.) Ehhez természetesen a folyadékhűtők technológiájának is alkalmazkodnia kell.

Besorolások

Egy hűtőközeg többféleképpen osztályozható:

• Nyomásszint szerint:
  • Alacsony (klímaberendezés)
  • Közepes (ipari hűtés)
  • Magas (mélyhűtéstechnika)
• Mérgezőség szerint
• Tűzveszélyesség szerint
  • Nem gyúlékony (ASHRAE Class1)
  • Kevésbé gyúlékony (ASHRAE Class2)
  • Erősen gyúlékony (ASHRAE Class3)
• Veszélyesség szerint: a magyar szabályozás az L1-2-3 csoportokba osztja a közegeket, a mérgezőség és gyúlékonyság figyelembe vételével

A hűtőközegek és azok szabályozása a mai napig dinamikusan fejlődő terület. A mi szakembereink állandó képzések révén tartják a lépést az ipari és szabályzási környezettel, így minden kérdésben az Ön segítségére lehetnek, legyen szó akár régi gépek kiváltásáról, akár új berendezés lízingeléséről.

A borítókép forrása: Politico