Chladiaci prostriedok do klimatizácií a tepelných čerpadiel

Chladiace prostriedky sú chemické látky so špeciálnymi vlastnosťami. Sú predpokladom pre činnosť chladiacich zariadení a tepelných čerpadiel a na trhu sú dostupné rôzne typy. V nasledujúcich kapitolách vám vysvetlíme, ktoré sú to, ako ich rozpoznáte a aký vplyv majú na životné prostredie.

Chladiaci prostriedok: Tekutiny so špeciálnymi vlastnosťami

Chladiacim prostriedkom nazývame prúdiace médiá (tekutinu), ktoré sú zodpovedné za transport energie v tepelných čerpadlách a chladiacich zariadeniach. Umožňujú prenos tepla z nižšej teplotnej úrovne do vyššej a majú špeciálne chemické vlastnosti. Mimoriadne dôležité sú pritom napríklad nízke teploty varu, nízky objem pary, nízke skvapalňovacie tlaky a vysoká chemická stálosť. Okrem toho nesmú byť chladiace prostriedky horľavé a ani jedovaté.

Definícia a praktický príklad

Teória opisuje chladiaci prostriedok ako „tekutinu, ktorá sa používa na rozvod tepla v chladiacom zariadení a ktoré absorbuje teplo pri nízkych teplotách a tlaku a odovzdáva ho pri vyšších teplotách a tlaku, pričom sa stav tekutiny bežne mení.“

Túto na prvý pohľad komplikovanú definíciu vám jednoducho vysvetlíme na praktickom príklade. Chladiaci prostriedok tepelného čerpadla typu zem/voda  absorbuje okolité teplo zo zeme a už pri veľmi nízkych teplotách sa vyparí. Kompresor potom zvýši tlak, pričom stúpne aj teplota. Médium odovzdá absorbované teplo do vykurovacieho systému prostredníctvom výmenníka tepla a samo sa pritom schladí. Zároveň klesne aj tlak a chladiaci prostriedok sa postupne skvapalní. Po dosiahnutí pôvodného stavu sa môže začať celý kolobeh odznovu.

Oblasti použitia chladiacich prostriedkov

Špeciálne látky sa dnes používajú všade tam, kde sa má transportovať teplo z nižšej do vyššej teplotnej úrovne. To sú napríklad chladiace zariadenia ako chladničky, klimatizácie alebo inovatívne vykurovacie zariadenia ako tepelné čerpadlo.

Porovnanie druhov chladiacich prostriedkov

Chladiace prostriedky sú chemické zlúčeniny, ktoré sa dajú podľa zloženia rozdeliť do dvoch skupín. Sú to:

• prírodné zlúčeniny,
• syntetické zlúčeniny.

Prírodné zlúčeniny

Prírodné zlúčeniny sa skladajú z prírodných látok. To sú napríklad uhľovodíky, oxid uhličitý, amoniak, voda alebo vzduch. Spravidla majú veľmi malý vplyv na životné prostredie a klímu, môžu však vyžadovať špeciálne bezpečnostné opatrenia. Tieto opatrenia sú nevyhnutné napríklad preto, že niektoré látky sú pri úniku zo zariadenia horľavé.

Syntetické zlúčeniny

Pokiaľ hovoria experti o syntetických chladiacich prostriedkoch, ide o umelo vyrobené látky. K nim patria napríklad freóny (FCKW), čiastočne halogenizované freóny (H-FCKW) a nehalogenizované alebo čiastočne halogenizované fluorované uhľovodíky (FKW alebo H-FKW). Chladivá majú často vysoký potenciál ničiť ozónovú vrstvu a podporujú skleníkový efekt. Škodia tak životnému prostrediu a ich použitie sa má na celom svete znížiť.

Označenie chladiacich prostriedkov

Z akých zložiek sa skladajú látky, zistíte podľa ich nomenklatúry. Pretože tá sa okrem písmena „R“ ako refrigerant (z angličtiny chladiace médium) skladá z kombinácie čísel a prípadného pripojeného písmena. Čísla predstavujú počet atómov uhľovodíka, počet atómov vodíka a počet atómov fluóru.

Výnimku tvoria takzvané zmesi chladiacich prostriedkov a anorganické chladivá. Zatiaľ čo zmesi sa identifikujú číslami 4 alebo 5 a písmenom „R“, číslo 7 označuje takzvané anorganické chladiace látky ako amoniak.

Vplyv chladiacich prostriedkov na životné prostredie

Pokiaľ ide o vplyv chladiva na životné prostredie, rozlišujeme medzi hodnotou ODP a GWP.

ODP: potenciál odbúravania ozónu

Hodnota ODP predstavuje tzv. ozon depletion potential (potenciál odbúravania ozónu) a udáva vplyv chemickej zlúčeniny na ozónovú vrstvu. Uvádza sa ako bezrozmerná charakteristika a je v pomere k trifluórmetánu (R11). Ak je hodnota ODP nízka, látka odbúrava menej ozónu. Mnoho prírodných chladiacich prostriedkov nemá napríklad žiaden vplyv na ozónovú dieru.

GWP: potenciál skleníkového efektu

Hodnota GWP predstavuje tzv. global warming potential (potenciál skleníkového efektu) a udáva účinok chemickej zlúčeniny na globálne otepľovanie. Uvádza sa v pomere k CO2, pričom jeden kilogram látky s hodnotou GWP „1“ má rovnako veľký vplyv na skleníkový efekt ako jeden kilogram CO2, ktorý sa dostane do životného prostredia cez komín vykurovacieho systému. Keďže najmä syntetické látky majú často hodnotu GWP vyššiu ako 1,000 (1 kg pôsobí pritom ako 1,000 kg CO2), ich použitie je dnes zákonom obmedzené. Prírodné chladiace prostriedky zaťažujú klímu spravidla oveľa menej, pretože majú výrazne nižšie hodnoty GWP.

Vyhláška o F plynoch chráni klímu

V minulosti sa často používali syntetické chladiace prostriedky. Často majú dobré chemické vlastnosti, ale negatívny vplyv na klímu. Prostredníctvom takzvanej vyhlášky o F plynoch (vyhláška EÚ č. 517/2014 o fluórovaných skleníkových plynoch) sa to má v budúcnosti zmeniť. Pretože táto vyhláška predpokladá do roku 2030 postupné obmedzenie chladív, ktoré sú na trhu dostupné. Zákazy a vyššie požiadavky na údržbu a kontrolu chladiacich zariadení majú podporiť používanie alternatív.