Rosnąca popularność R744 nie tylko w instalacjach chłodniczych

Detektor CO2
Detektor CO2
fot. Gazex

Wycofywanie czynników chłodniczych o wysokim GWP, dyktowane przez poprawkę z Kigali do Protokołu montrealskiego i realizowane w Europie zgodnie z harmonogramem podanym w rozporządzeniu UE 517/2014, wpływa na coraz szersze zastosowanie tzw. czynników alternatywnych – mających niski potencjał tworzenia efektu cieplarnianego. Znaczną popularność zyskuje wśród nich R744 (techniczny CO2) o GWP równym 1.

Czynnik R744 powszechnie zastępuje czynnik chłodniczy R404A (GWP = 3922), szczególnie w instalacjach chłodniczych do zastosowań komercyjnych. Pojawia się także w obszarach, w których wcześniej wykorzystywano R410A (GWP = 2088) – głównie w pompach ciepła. W fazie eksperymentalnej jest stosowanie R744 w klimatyzacji komfortu, a nieliczne firmy motoryzacyjne (np. Daimler) stosują go też w klimatyzacji samochodowej.

Najczęściej stosuje się instalacje nadkrytyczne, w których czynnik R744 pracuje częściowo poniżej, a częściowo powyżej swojej temperatury krytycznej wynoszącej 31,1°C. Instalacja nadkrytyczna cechuje się wysoką wydajnością chłodzenia oraz objętościową (wyższą niż np. dla amoniaku). Rozwiązania z R744 są wrażliwe na temperaturę otoczenia – efektywność układu chłodniczego zawsze spada wraz ze wzrostem temperatury skraplania czynnika, a w przypadku R744 zależność ta jest szczególnie widoczna. Problem ten rekompensowany jest częściowo przez dobre własności cieplne R744, a także dzięki zastosowaniu technologii (jak np. eżektory), które pozwalają na efektywne wykorzystanie tego czynnika także w klimatach cechujących się dużą liczbą dni z wysoką temperaturą powietrza atmosferycznego.

Odzysk ciepła do produkcji c.w.u.

Chłodzenie na R744 jako pierwsze zaczęły stosować wielkopowierzchniowe sklepy w Europie, kierując się nie tylko wymaganiami prawnymi i realizacją celów zrównoważonego rozwoju, ale także dobrymi własnościami cieplnymi tego czynnika.

Warto zwrócić uwagę na rolę instalacji chłodniczej na CO2 w produkcji ciepłej wody użytkowej. W obiegu chłodniczym powstaje ciepło, np. z przegrzania czynnika w stanie gazowym czy skraplania czynnika. W niektórych instalacjach wykorzystywane jest także dochłodzenie czynnika w stanie ciekłym. Powstałe w ten sposób ciepło wykorzystywane jest do przygotowania c.w.u. Często możliwe jest przygotowanie całej c.w.u. dzięki ciepłu z instalacji chłodniczej, zależy to od zapotrzebowania obiektu zarówno na chłód, jak i c.w.u., parametrów pracy instalacji, sprawności wymiennika i czasu pracy sprężarek obiegu chłodniczego. Ciepło pochodzące z procesów skraplania i dochłodzenia może służyć do wstępnego podgrzewania c.w.u. (ciepło niskotemperaturowe), a wysokotemperaturowe ciepło przegrzania może być wykorzystywane bezpośrednio do ogrzania wody.

Bezpieczeństwo instalacji z czynnikiem R744

Choć czynnik R744 nie jest toksyczny, jego nadmiarowe stężenie w pomieszczeniach (szczególnie tych, w których przebywają ludzie) jest niepożądane. Z punktu widzenia fizjologii i efektywności pracy jego stężenie w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi nie powinno być wyższe niż 1000 ppm. Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy [3] najwyższe dopuszczalne stężenie (NDS) CO2 (średnia ważona dla 8 h pracy) wynosi 9000 mg/m3 (ok. 5000 ppm), a najwyższe dopuszczalne stężenie chwilowo (NDSCh) – 27 000 mg/m3 (ok. 15 000 ppm). Natomiast wartość powodująca bezpośrednie zagrożenie dla życia lub zdrowia (IDLH – Immediately Dangerous to Life or Health) to 40 000 ppm.

Czytaj też: iUNIT – nowy segment urządzeń HVAC >>

Systemy na R744 pracują najczęściej pod wysokim ciśnieniem, a więc w razie wycieku z dużej instalacji gaz wydostaje się do otoczenia w bardzo krótkim czasie (np. w kilka minut). Dlatego ważne jest skuteczne wykrywanie wycieków tego czynnika. Metody wykrywania wycieku określają zależnie od napełnienia instalacji i jej lokalizacji (maszynownie, chłodnie, zamrażarki) norma PN-EN 378 [4] oraz standard ASHRAE 34-2019 [5]. Za pierwszy próg alarmowy często uznawany jest poziom 1500 ppm, mogący świadczyć o wycieku, a więc wymagający uruchomienia środków ostrożności. Drugim jest 3000 ppm – może wymagać sygnału świetlnego i dźwiękowego oraz uruchomienia drugiego biegu wentylacji.

Zastosowanie R744 do wysokotemperaturowych pomp ciepła

Obecnie, obok komercyjnych instalacji chłodniczych (przede wszystkim w sklepach o różnej wielkości), czynnik R744 zyskuje popularność jako płyn roboczy dla pomp ciepła, szczególnie wysokotemperaturowych (stosowanych np. do produkcji c.w.u.). Przykładów można podać wiele, jednym z ciekawszych rozwiązań jest duża (50 MW) pompa do produkcji ciepła systemowego, która działa w Danii w porcie Esbjerg, wykorzystując jako dolne źródło ciepła wodę morską. W tym wypadku czynnik R744 został wybrany m.in. ze względu na lokalizację inwestycji – znajduje się ona na terenie należącym do sieci zasobów przyrodniczo cennych NATURA 2000 [6].

Literatura

  1. Poprawki do Protokołu montrealskiego w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową, sporządzonego w Montrealu dnia 16 września 1987 r. Kigali, 15.10.2016 (DzU 2019, poz. 1249)
  2. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 517/2014 z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006 (Dz.Urz. UE L 150/195 z 20.05.2014)
  3. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (DzU 2018, poz. 1286)
  4. PN-EN 378-1+A1:2021 Instalacje chłodnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Część 1: Wymagania podstawowe, definicje, klasyfikacja i kryteria wyboru
  5. ASHRAE: Standard 34-2019, Designation and Safety Classification of Refrigerants
  6. MAN Energy Solutions to deliver first cross-sectoral ETES Heat-Pump system, informacja prasowa firmy MAN Energy Solutions z 4.02.2021
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[instalacje chłodnicze, r744, co2, czynnik chłodniczy r744, gwp, bezpieczna instalacja]

   06.07.2021

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl