Czynniki chłodnicze w pojazdach
Czynniki chłodnicze są najważniejszymi elementami nowoczesnych układów klimatyzacyjnych w samochodach. W układzie klimatyzacji zapewniają one odprowadzanie ciepła z kabiny pojazdu za pomocą schłodzonego, świeżego powietrza. Jego wydajność chłodnicza oraz ciśnienie w układzie klimatyzacji określają skuteczność chłodzenia. Jednak nieprawidłowe napełnienie lub uzupełnienie nieodpowiednimi czynnikami może prowadzić do zagrożeń dla bezpieczeństwa oraz zwiększonego potencjału tworzenia efektu cieplarnianego.
Ponieważ niektóre czynniki chłodnicze uznaje się za szkodliwe dla klimatu gazy cieplarniane, dyrektywy UE oraz wytyczne producentów pojazdów regulują ich stosowanie w nowych pojazdach, konserwację w warsztatach samochodowych oraz obsługę urządzeń i instalacji do serwisowania układów klimatyzacji. Przy wyborze i stosowaniu czynników chłodniczych aspekty środowiskowe, takie jak ekwiwalenty dwutlenku węgla, pochodzenie paliwa i kompatybilność z komponentami, odgrywają równie ważną rolę, jak praktyczna funkcjonalność i trwałość układu klimatyzacji.
Global warming potential (GWP)
Czynniki chłodnicze są ważnym elementem np. lodówek lub układów klimatyzacji. Oprócz funkcji transportu ciepła, przy wyborze czynnika chłodniczego ważne są także inne kryteria. Szczególne znaczenie ma GWP (Global Warming Potential). Wartość ta określa wpływ na efekt cieplarniany w wybranym okresie czasu, zazwyczaj wynoszącym 100 lat (GWP100), w stosunku do CO2. W tym przypadku GWP dla CO2 wynosi 1.
Przykład obliczeń:
Czynnik chłodniczy R-134a ma GWP wynoszące 1430 na 100 lat, a w układzie klimatyzacji stosowanych jest 800 g czynnika chłodniczego.
Ekwiwalent CO2 = GWP × ilość napełnienia R-134a
Ekwiwalent CO2 = 1430 × 800 g
Ekwiwalent CO2 = 1,144 t
Zastosowanie 800 g czynnika chłodniczego odpowiada zatem emisji CO2 na poziomie 1,144 tony w ciągu 100 lat, gdyby czynnik ten przedostał się do środowiska.
Im niższy współczynnik GWP, tym lepiej. Dotyczy to przede wszystkim naturalnych czynników chłodniczych, podczas gdy czynniki syntetyczne mają zazwyczaj wysoki współczynnik GWP.
Grupy czynników chłodniczych
Czynniki chłodnicze można bardzo ogólnikowo podzielić na czynniki naturalne i syntetyczne. Naturalne czynniki chłodnicze stanowią także najstarszą grupę czynników chłodniczych i obecnie znów zyskują na znaczeniu, np. amoniak (R-717), dwutlenek węgla (R-744), woda (R-718) lub inne węglowodory, takie jak butan (R-600) czy propan (R-290).
Ale dlaczego te czynniki chłodnicze, pochodzące z początków chłodzenia, znów są stosowane?
Należy tu wspomnieć o węglowodorach halogenowanych i częściowo halogenowanych: CFC (chlorofluorowęglowodory), HFC (fluorowęglowodory), HCFC (hydrochlorofluorowęglowodory) oraz HFC (hydrofluorowęglowodory).
Te halogenowane i częściowo halogenowane węglowodory mają – oprócz wielu zalet – dwie kluczowe wady:
- ogromny efekt cieplarniany, który przyspiesza globalne ocieplenie,
- oraz uszkodzenie warstwy ozonowej.
W związku z tym, zgodnie z protokołem montrealskim z 1987 roku, zaprzestano produkcji i stosowania CFC oraz ograniczono stosowanie innych czynników chłodniczych.
Czynnik chłodniczy R-1234yf
R-1234yf, czyli 2,3,3,3-tetrafluoropropen, to czynnik chłodniczy stosowany obecnie w wielu nowoczesnych układach klimatyzacji samochodowej. Czynnik chłodniczy ten zaczął być powszechnie stosowany zwłaszcza po tym, jak od 2017 roku wprowadzono zakaz stosowania R-134a w nowo rejestrowanych samochodach osobowych w Unii Europejskiej.
Największą zaletą R-1234yf jest współczynnik GWP (Global Warming Potential) poniżej 1. Przy czym wartość referencyjna CO2 ma współczynnik GWP równy 1. Niektóre czynniki chłodnicze mają współczynnik GWP powyżej 10.000.
Tym samym R-1234yf jest przyjazny dla klimatu i nie niszczy warstwy ozonowej.
R-1234yf nie jest jednak niekwestionowany. Jest łatwopalny i rozkłada się m.in. na fluorowodór, który w reakcji z wodą tworzy niezwykle toksyczny i żrący kwas fluorowodorowy. Nawet jego niewielkie ilości są niebezpieczne. W postaci płynnej R-1234yf może powodować poważne odmrożenia w przypadku kontaktu ze skórą.
Należy szczególnie podkreślić, że R-1234yf należy do grupy PFAS (substancji per- i polifluoroalkilowych). Jest to wieczna substancja chemiczna, która, jeśli dostanie się do środowiska, pozostaje w nim na zawsze i nie ulega rozkładowi.
W atmosferze R-1234yf rozkłada się głównie na kwas trifluorooctowy, który również jest wieczną substancją chemiczną (PFAS). Kwas trifluorooctowy jest doskonale rozpuszczalny w wodzie i przedostaje się do niej wraz z opadami atmosferycznymi. W ostatnich latach wykryto w wodzie coraz wyższe stężenia tej substancji.
To może Cię również zainteresować