Kylmäaineet ja niiden sovellukset

F-kaasuasetuksen vaikutus

Kylmäaineista puhuttaessa törmää usein termiin GWP (Global Warming Potential). GWP on arvo, kuinka paljon kylmäaine sitoo lämpöenergiaa ilmakehään suhteessa hiilidioksidiin (GWP 1). Mitä matalampi GWP on kyseessä, sitä vähemmän se lämmittää maapalloa.

F-kaasuasetus vuodelta 2015 ohjaa kohti uusia ympäristöystävällisiä kylmäaineita pienentäen kylmäaineiden hiilijalanjäljen kokonaismäärää.

Tänä vuonna (2022) on käytettävissä 45% vuoden 2015 kylmäaineiden hiilijalanjälkikiintiöstä, ja trendi on laskusuuntainen vuoteen 2030 asti, jolloin kiintiö on enää 21%. vuoden 2015 tasosta.

Vuoden 2015 F-kaasuasetuksen rinnalle on ehdotettu tiukempaa rajoitusta, joka pienentäisi käytettävissä olevan hiilijalanjäljen määrää merkittävästi nopeammin ja ohjaisi kohti ympäristöystävällisimpiä, luonnollisia kylmäaineita.

Kylmäaineen valinta

Kylmäainevalintaan vaikuttavat laitteiston teho, sovelluksen lämpötilat sekä laitteiston sijoitus. Taulukossa on esitetty käyttämiemme kylmäaineiden turvaryhmät myrkyllisyyden- ja syttyvyyden mukaan ja kerrottu missä näitä kompressorityyppejä käytetään.

Kylmäaineet on jaettu turvaryhmiin niiden myrkyllisyyden ja syttyvyyden mukaan. Luokitukset vaikuttavat laitteistojen sijoitukseen ja vaatimuksiin.

Laitteen sijoitus

A1: Ei rajoitusta

A2L: Sisäasenteisissa laitteissa rajoittava tekijä on huonetilan kylmäainepitoisuus vuototilanteessa, joka ei saa ylittää alimman syttymispisteen rajaa (LFL) vapautuessaan huonetilaan.

Ulkoasenteisessa laitteessa ei ole rajoituksia sijainnille.

A3: Ulkoasenteisten laitteiden sijoituksessa on otettu huomioon laitteiston täytösmäärä. Sijoituksessa sovelletaan kolmea eri vaatimustasoa täytösmäärän ollessa:

• A: 5 kg | Yleinen pääsy. Henkilöillä vapaa pääsy laitteen luo ilman turvallisuusperehdytystä, esim. parkkipaikka
• B: 10 kg | Pääsy rajoitettu, osalle henkilöistä perehdytetty turvallisuuteen liittyvät varotoimet, esim. aidattu alue
• C: Ei täyttörajaa | Valtuutettu pääsy. Vain valtuutetut henkilöt, jotka kaikki tuntevat tarvittavat varotoimet

Kompressorityypit

Käyttämämme kompressorityypit ovat scroll-, ruuvi- ja mäntäkompressori.

SCROLL-KOMPRESSORI

Scroll-kompressoreissa käytetään korkeapainekylmäaineita. Tyypilliset sovellukset scroll-kompressoreille on ilmastoinnin jäähdyttäminen pienehköissä teholuokassa <600kW, ilma-vesilämpöpumput sekä teollisuuden prosessit. Scroll-kompressori on kustannustehokas, hiljainen ja tärinätön kompressorityyppi mäntäkompressoriin verrattuna. Scroll-kompressit voi olla on/off- tai taajuusmuuttajaohjattuja.

Tunnetuin kylmäaine scroll-kompressoreissa on R410A, jonka GWP on 2088. R410A kylmäaineen suosio perustuu sen turvaluokitukseen A1, joka ei aseta sille vaatimuksia asennuspaikan suhteen sisätiloissa, sekä kylmäaineella on hyvin pieni liukuma.

• R410a:lle vaihtoehtoisia kylmäaineita
  • R32 (GWP 675), hyvä tilavuustuotto, lievästi syttyvä A2L
  • R454B (GWP 466), A2L

RUUVIKOMPRESSORI

Ruuvikompressoreissa käytetään matalapainekylmäaineita. Tyypilliset sovellukset ruuvikompressoreille on suuret ilmastoinnin jäähdytysjärjestelmät, sekä teollisuuden prosessit. Ruuvikompressoreja käytetään tyypillisesti yli 500kW järjestelmissä, yhden laitteiston teho voi olla jopa yli 1,5MW. Ruuvikompressoreja voidaan ohjata taajuusmuuttajalla tai  luistisäädöllä, jolla säädetään kylmäaineen puristustilavuutta kompressorissa.

Tunnetuin kylmäaine ruuvikompressoreissa on R134a, jonka GWP on 1430 ja sen turvaluokitus on A1, joka ei aseta sille vaatimuksia asennuspaikan suhteen.

• R134a:lle vaihtoehtoisia kylmäaineita
  • R1234ze (GWP 7), hyvin alhainen GWP, heikompi tilavuustuotto, A2L
  • R513A (GWP 641), selvästi alhaisempi GWP vaikka A1, sama tilavuustuotto kuin R134a

MÄNTÄKOMPRESSORI

Mäntäkompressoreissa käytetään matalapainekylmäaineita. Tyypilliset sovellukset mäntäkompressoreille on pienet ilmastoinnin jäähdytysjärjestelmät, ilma-vesilämpöpumput sekä teollisuuden prosessit. Mäntäkompressori on scroll-kompressoria kalliimpi kompressorityyppi, mutta se soveltuu loistavasti luonnollisen kylmäaineen R290 laitteisiin. Mäntäkompressoreja ohjataan tyypillisesti on/off tai taajuusmuuttajalla.

Meidän mäntäkompressorimalleissa käytetään luonnollista kylmäainetta R290 (Propaani). Propaanin edut ovat alhainen GWP sekä laaja toiminta-alue.

Kylmäainevuodot kuriin vuotoilmaisimella

Lämpöpumpputeknologialla vähennämme suoria päästöjä, mutta on olemassa myös epäsuoria päästöjä joita ei aina oteta huomioon. Suomen CO2 päästöistä 3% on lähtöisin F-kaasuista (1,5milj ton CO2-ekv). Uudet ympäristöystävälliset kylmäaineet hillitsevät ilmastonmuutosta, kun verrataan perinteisiin kylmäaineisiin. Päästöjä syntyy laitteiston käytön aikana kylmäainevuotoina, sekä hävittämisen yhteydessä. Kylmäainevuodot pyritään aina estämään ja minimoimaan. Laitteisiin on saatavilla kylmäainevuotoilmaisimet, joiden avulla vuodot havaitaan ajoissa.

Jo 2,3 kg vuoto R134a:ta vastaa päästömäärältään matkaa autolla* maapallon ympäri

Luonnollista kylmäainetta propaania (R290) tulisi vapautua jopa 1100 kg, jotta se aiheuttaisi vastaavan päästömäärän.

*Ajettaessa keskimääräisellä vuoden 2021 autolla