A MAGASNYOMÁSÚ
CO₂ TECHNOLÓGIA ELŐNYEI:
- Klímasemleges működés, szemben a freont helyettesítő speciális klímagázokkal feltöltött hőszivattyúkkal, hiszen a berendezés a természetben is előforduló szén-dioxidot
(CO₂) használja hőközvetítő munkaközegként
(a berendezés szén-dioxiddal van feltöltve, mely zárt rendszerben működik). Az EU tervezett direktívája szerint 2030-ig az összes környezetszennyező „klímagáz” alkalmazását megszüntetik.
- A 6 éves kutatás/fejlesztés során kidolgozott nagynyomású CO₂ technológiának köszönhetően kiemelkedően magas a COP érték (levegő-víz üzemmód, átlagosan 3,8), amely energiatakarékos működést eredményez.
- A -25 °C és 43 °C közötti környezeti hőmérsékleti viszonyoknál egyedülállóan képes tartósan, akár 90 °C előremenő forróvíz előállítására a nap 24 órájában.
- 0 m³ GÁZFELHASZNÁLÁS! A fűtési és használati melegvíz rendszer függetleníthető a gázszolgáltatástól.
- A nagynyomású (120 bar) rendszer követelményeként alkalmazott kiemelkedő minőségű alapanyagok következtében magas megbízhatóságú a rendszer és hosszú távon is zavartalan a működés.
- A hőszivattyúk sorolhatók, így az egyedi egységek teljesítményénél magasabb teljesítményigény egyszerűen kielégíthető. Az egyes egységek a karbantartás során leválaszthatóak a rendszer leállítása nélkül (így a melegvíz
ellátás folyamatosan biztosított).
- A vezérlés következtében csak az éppen szükséges darabszámú hőszivattyú működik a telepítettek közül, így biztosítva az optimális villamosenergia felhasználást.
Miért a CO₂?
Általános szempontok
Az éghajlatváltozással kapcsolatos jelenlegi aggodalmak és az üvegházhatást okozó hűtőközegekre vonatkozó új európai szabályozás miatt újra kell gondolni az olyan természetes hűtőközegeket is, mint az NH₃ (R717) és a CO₂ (R744), amelyek a hűtőiparban jelenleg használt freonokhoz képest gyakorlatilag semmilyen hatást nem gyakorolnak a környezetre. Az NH₃ globális felmelegedési potenciálja (Global Warming Potential – GWP) nulla, a CO₂-é pedig 1, míg az ózonlebontási potenciál (Ozone Depletion Potential – ODP) mindkét anyag esetében 0. A CO₂ GWP-je elhanyagolható a műszaki alkalmazásokban történő felhasználás esetén, mivel számos ipari folyamat mellékterméke.
Az alábbi táblázat néhány hűtőközeg ODP és GWP értékét mutatja be.
| Hűtőközeg | ODP | GWP (100 év) |
| R12 | 1 | 2400 |
| R22 | 0,05 | 1700 |
| R134A | 0 | 4300 |
| R404A | 0 | 3300 |
| R407A | 0 | 1600 |
| R410A | 0 | 2088 |
| R32 | 0 | 650 |
| R1234yf | 0 | 4 |
| F1233zd | 0 | 1 |
| R717 (NH₃) | 0 | 0 |
| R718 (H2O) | 0 | 0,2 |
| R744 (CO₂) | 0 | 1 |
Az NH₃ és a CO₂ is az elsőként használt hűtőközegek között volt, már az 1850-es években. 2008-ban javaslatot tettek a hűtőközegek négy generációba történő osztályozására:
- Első generáció (bármi, ami működik; bármi, ami működött) (1830-1930): magában foglalja az NH₃-at és a i CO₂-t is;
- Második generáció (biztonság és tartósság – safety and durability) (1931-1990): a CFC hűtőközegek felé történő elmozdulás jellemzi, de az NH₃ továbbra is jellemző erre az időszakra;
- Harmadik generáció (ózonvédelem – ozone protection) (1990-2010): az első ózonvédelmi szabályozás keretében a HCFC-ket javasolja átmeneti időszakra, a HFC-ket pedig hosszú-távú használatra. Ebben az időszakban kezdték újra gondolni a természetes anyagok, köztük az NH₃ és a CO₂ használatát;
- Negyedik generáció (globális felmelegedés – global warming) (2010 után): a környezetre káros szintetikus anyagok eltávolítása. Ebben a jelenlegi kontextusban az NH₃ és a CO₂ egyaránt a legéletképesebb alternatívák közé tartozik.
A mindkét anyaggal működő hűtési ciklusok jól ismertek, és folyamatosan új fejlesztéseket hajtanak végre, különösen a CO₂ esetében.
A CO₂ jellemzői
A CO₂ jól ismert és régóta bevált hűtőközeg, nem mérgező, nem gyúlékony, nagy mennyiségben fordul elő (a környezeti levegőben is), és más hűtőközegekhez képest nagyon alacsony a környezeti hatása.
A CO₂-t az NH₃ kiváló alternatívájának tekintik, különösen olyan helyzetekben, ahol a toxicitás és a gyúlékonyság elkerülendő probléma. Ezek az okok magyarázhatják a CO₂ sikerét olyan területeken, mint az autóipar, vagy a háztartási és kereskedelmi alkalmazások. Az utóbbi időben a CO₂ a légkondicionálásban is versenyképes szerré vált. A CO₂ fő hátránya az alacsony kritikus hőmérséklet (tcr=31,06 ºC), ami számos olyan alkalmazásban, ahol a kondenzáció az éghajlati viszonyok miatt lehetetlenné válik, kritikus, vagy szuperkritikus működést okoz. Az NH₃-hoz képest a CO₂-ciklusok energiahatékonysága alacsonyabb, különösen szuperkritikus üzemmódban.
Bár a CO₂-t a freonok elterjedése idején szinte elfelejtették, a közelmúltban újra felfedezték és újragondolták tulajdonságai miatt.
A klasszikus CO₂-berendezés
Minden olyan esetben, amikor a hűtőközeg túl magas hőmérséklete miatt (a hűtőkör meleg forrása) nem lehet CO₂-t kondenzálni, a CO₂-üzemek működési ciklusai szuperkritikus üzemmódba kerülnek, azaz a kritikus pontnál magasabb hőmérsékleten és nyomáson működnek (tcr = 31,06 ºC; pcr =73,834 bar). A CO₂ maximális kondenzációs hőmérséklete a kritikus hőmérséklet (≈ 31 °C).
A CO₂-hűtőberendezések és hőszivattyúk szuperkritikus működése esetén, mivel kondenzáció már nem történik, a hőforrásra hőenergiát átadó hőcserélőt már nem nevezzük gőzhűtő kondenzátornak.
A klasszikus CO₂-berendezés elvi diagrammja
A hagyományos (klasszikus) szuprakritikus CO₂-ciklus ábrázolása
