Zatosowania
W przyszłości, gdzie wartości GWP będą się zmniejszać z powodu stopniowego wycofywania i rosnących wymagań dotyczących efektywności energetycznej (MEPS), profesjonaliści z branży HVAC-R będą koncentrować się na używaniu komponentów, które pozwalają na jak najniższe napełnienie oraz na technologiach o najlepszym stosunku koszt/efektywność dla danego typu czynnika chłodniczego.
Ten film wyjaśnia grupy czynników chłodniczych i ich zastosowania z naszej perspektywy.
Przeczytaj o ważnych zastosowaniach poniżej.
W przyszłości, kiedy limity GWP będą się zmniejszać z powodu programów stopniowego wycofywania, a wymagania w zakresie efektywności energetycznej (MEPS) będą rosnąć, specjaliści w dziedzinie HVAC-R skoncentrują się na podzespołach, które pozwalają na zastosowanie możliwie najmniejszej ilości czynnika oraz na rozwiązaniach o najlepszym stosunku kosztów do wydajności dla poszczególnych rodzajów czynników chłodniczych.
Poniżej znajdziesz więcej informacji na temat ważnych zastosowań:
Ogólnie rzecz biorąc, pod względem czynników chłodniczych agregaty chłodnicze dzielą się na dwie kategorie: o niskim/średnim ciśnieniu (L/M) oraz o średnim/wysokim ciśnieniu (M/H). Dzięki wykorzystaniu jednorodnych substancji HFO (R1233zd i R1234ze) w agregatach chłodniczych L/M można uzyskać współczynniki GWP bliskie zeru. Wskaźnik łatwopalności jest bardzo niski i nie przekracza limitów, zwłaszcza w przypadku systemów instalowanych na zewnątrz lub w maszynowniach. Można się spodziewać, że w perspektywie krótko- do średnioterminowej w tego typu systemach będą stosowane czynniki chłodnicze o bardzo niskim współczynniku GWP. Górne wartości GWP dla dużych agregatów chłodniczych L/M mogą osiągnąć poziom 630, co odpowiada współczynnikowi GWP mieszaniny HFO R513A wymienionej w rozporządzeniu EPA-SNAP z lipca 2015 roku, podczas gdy R134a będzie wycofywany od 2024 roku.
W przypadku agregatów chłodniczych M/H substancje alternatywne o średnim GWP mieszczą się w zakresie 125–750 GWP, ale użytkownicy muszą być gotowi zaakceptować klasę łatwopalności A2L. Powyższe standardy powinny być akceptowalne w przypadku systemów instalowanych na zewnątrz lub w maszynowniach. Rynek prawdopodobnie zwróci się ku alternatywom o niskim GWP oferującym najlepszy kompromis między ceną a wydajnością systemu. Przewidujemy, że wybierane będą czynniki chłodnicze o wysokiej gęstości/wysokim ciśnieniu z GWP na poziomie około 500–750.
Zastosowania komercyjne w chłodnictwie i dystrybucji żywności są bardzo zróżnicowane pod względem rodzajów systemów i wykorzystywanych czynników chłodniczych. Obejmują one komory chłodnicze, witryny i wyspy chłodnicze w systemach scentralizowanych lub typu plug-in – hermetycznych lub autonomicznych układach chłodniczych z agregatami skraplającymi.
Zastosowania komercyjne w chłodnictwie i dystrybucji żywności dzielą się na trzy główne kategorie.
Hermetycznie zamknięte instalacje są przystosowane do wykorzystania czynników chłodniczych o niskim współczynniku GWP, które są bezpieczne ze względu na niewielką ilość czynnika. Wiele z tych systemów wykorzystuje już węglowodory, np. R600a i R290, a w związku z przyjętym przez UE planem stopniowego wycofywania F-gazów wymaga się, aby od 2016 r. wartości GWP wynosiły mniej niż 150.
W agregatach skraplających ilość czynnika chłodniczego waha się zazwyczaj od 5 do 20 kg, a bezpieczeństwo związane z łatwopalnością jest kluczowe, ponieważ wiele z tych systemów jest ogólnodostępnych.
Czynniki chłodnicze o wysokim GWP, np. R404A, były wykorzystywane przez wiele lat. Nowa alternatywa, HFC o klasie A1, ma jednak współczynnik GWP niższy o 60% w porównaniu do R404A. Niemniej jednak pojawiły się nowe wyzwania, takie jak wpływ wyższych temperatur tłoczenia sprężarki na zakres pracy oraz wpływ poślizgu temperaturowego czynnika chłodniczego na wydajność chłodniczą. Sądzimy, że rynek szybko osiągnie średni poziom GWP na poziomie około 1500, a następnie zacznie stopniowo szukać lepszych rozwiązań o niższym poziomie GWP, takich jak CO2, R290 (węglowodory) lub mieszaniny HFO.
Centralne układy bezpośredniego odparowania z zasilaniem ciśnieniowym (DX) są jak dotąd rozwiązaniem o najwyższym zużyciu czynnika chłodniczego ze względu na dużą ilość czynnika i wysoki współczynnik wycieków. Szacuje się, że w przyjętym przez UE planie stopniowego ograniczania stosowania F-gazów układy te będą wykorzystywać ponad 40% początkowej ilości czynnika chłodniczego rekomendowanej w ramach tego okresu. W ciągu ostatnich dziesięciu lat CO2 stał się powszechnym czynnikiem chłodniczym, który może być stosowany w różnych konfiguracjach systemu:
- Układy nadkrytyczne, w których CO2 jest stosowany we wszystkich obiegach (MT i LT). Układy nadkrytyczne z CO2 stymulują rozwój zintegrowanych systemów ogrzewania i chłodzenia, gdzie rodzaj czynnika chłodniczego jest powiązany z rodzajem układu.
- Systemy pośrednie, w których urządzenia w rodzaju agregatów chłodniczych wykorzystujące czynnik HFC, HC lub NH3 schładzają CO2 w zbiorniku cieczy, a następnie dwutlenek węgla krąży w układzie MT. W układzie LT CO2 skrapla się bezpośrednio w agregacie chłodniczym lub w układzie CO2 MT.
- Systemy kaskadowe, w których CO2 jest używany tylko w układzie LT chłodzonym przez wysoki stopień MT, w którym wykorzystywany jest czynnik HFC. W tego rodzaju instalacjach nadal wykorzystuje się około 80% czynnika chłodniczego HFC stosowanego w układzie konwencjonalnym.
Położenie geograficzne wpływa na efektywność energetyczną każdego systemu ze względu na zewnętrzną temperaturę otoczenia. Nadkrytyczne układy CO2 charakteryzują się niezwykłą wrażliwością na temperaturę zewnętrzną. Jednakże najnowsze osiągnięcia w dziedzinie układów strumienicowych przyczyniły się do znacznego zwiększenia efektywności układu CO2 nawet w bardzo ciepłym klimacie i oczekujemy, że w najbliższych latach nastąpi przełom na rynku.
- Dowiedz się więcej na temat rozwiązań Danfoss dla chłodnictwa komercyjnego
- Dowiedz się więcej na temat rozwiązań Danfoss w zakresie dystrybucji żywności
Czynniki chłodnicze o wysokim GWP
Czynniki chłodnicze o wysokim GWP, np. R404A, były wykorzystywane przez wiele lat. Nowa alternatywa, HFC o klasie A1, ma jednak współczynnik GWP niższy o 60% w porównaniu do R404A. Niemniej jednak pojawiły się nowe wyzwania, takie jak wpływ wyższych temperatur tłoczenia sprężarki na zakres pracy oraz wpływ poślizgu temperaturowego czynnika chłodniczego na wydajność chłodniczą.
Przyszłość rynku czynników chłodniczych
Sądzimy, że rynek szybko osiągnie średni poziom GWP na poziomie około 150, a następnie zacznie stopniowo szukać lepszych rozwiązań o niższym poziomie GWP, takich jak CO2, R290 (węglowodory) lub mieszaniny HFO.
Centralne układy bezpośredniego odparowania (DX)
Centralne układy bezpośredniego odparowania z zasilaniem ciśnieniowym (DX) są jak dotąd rozwiązaniem o najwyższym zużyciu czynnika chłodniczego ze względu na dużą ilość czynnika i wysoki współczynnik wycieków. Szacuje się, że w przyjętym przez UE planie stopniowego ograniczania stosowania F-gazów układy te będą wykorzystywać ponad 40% początkowej ilości czynnika chłodniczego rekomendowanej w ramach tego okresu.
CO2 jako powszechny czynnik chłodniczy
W ciągu ostatnich dziesięciu lat CO2 stał się powszechnym czynnikiem chłodniczym, który może być stosowany w różnych konfiguracjach systemu:
- Układy nadkrytyczne, w których CO2 jest stosowany we wszystkich obiegach (MT i LT). Układy nadkrytyczne z CO2 stymulują rozwój zintegrowanych systemów ogrzewania i chłodzenia, gdzie rodzaj czynnika chłodniczego jest powiązany z rodzajem układu.
- Systemy pośrednie, w których urządzenia w rodzaju agregatów chłodniczych wykorzystujące czynnik HFC, HC lub NH3 schładzają CO2 w zbiorniku cieczy, a następnie dwutlenek węgla krąży w układzie MT. W układzie LT CO2 skrapla się bezpośrednio w agregacie chłodniczym lub w układzie CO2 MT.
- Systemy kaskadowe, w których CO2 jest używany tylko w układzie LT chłodzonym przez wysoki stopień MT, w którym wykorzystywany jest czynnik HFC. W tego rodzaju instalacjach nadal wykorzystuje się około 80% czynnika chłodniczego HFC stosowanego w układzie konwencjonalnym.
Wpływ położenia geograficznego
Położenie geograficzne wpływa na efektywność energetyczną każdego systemu ze względu na zewnętrzną temperaturę otoczenia. Nadkrytyczne układy CO2 charakteryzują się niezwykłą wrażliwością na temperaturę zewnętrzną. Jednakże najnowsze osiągnięcia w dziedzinie układów strumienicowych przyczyniły się do znacznego zwiększenia efektywności układu CO2 nawet w bardzo ciepłym klimacie i oczekujemy, że w najbliższych latach nastąpi przełom na rynku.
Możliwe czynniki chłodnicze, teraz i w przyszłości
W niniejszym dokumencie omówiono światowe trendy w branży chłodniczej i klimatyzacyjnej. Dzięki niemu poznasz obecne i przyszłe czynniki chłodnicze i rozwiązania techniczne, ze szczególnym uwzględnieniem potencjału tworzenia efektu cieplarnianego, zużycia energii i efektywności systemu. Pobierz dokument teraz, aby być na bieżąco.
Bogata oferta czynników chłodniczych o niskim współczynniku GWP
Nasza oferta czynników chłodniczych o niskim współczynniku GWP stale się poszerza. Zapoznaj się z niniejszą broszurą i skontaktuj się z firmą Danfoss, aby uzyskać więcej informacji.