Podle Nařízení o chemikáliích a ozónové vrstvě z 13.11.2006 vstoupil 1.1.2010 v platnost postupný zákaz používání chladiva R22 pro nové zboží. Nařízení má přímou působnost, všechny členské státy EU je musí ihned závazně aplikovat. Cílem je zejména ochrana ozónové vrstvy, která tvoří přirozený štít Země před UV zářením. Přestože chladivo R22 patří k méně agresivním freonům, je jeho používáním ozónová vrstva také ohrožena. Od 1.1.2015 platí zákaz i pro recyklované chladivo R22. Hledáním alternativy se odborníci zabývají již řadu let, jednou z vhodných možností je použití uhlovodíků.
Chlazení představuje 15 % světové spotřeby elektrické energie
Podle Mezinárodního chladírenského ústavu pochází 20 % vlivu chladicích a klimatizačních systémů na globálního oteplování z úniků (přímé emise), zatímco 80 % vyplývá z jejich spotřeby energie (nepřímé emise). Dnešní chladicí systémy vytvářejí přibližně 15 % světové spotřeby elektrické energie, takže snížení jejich energetické náročnosti by významně přispělo ke snížení vlivu člověka na globální oteplování.
Přírodní chladiva nabízejí úsporu
V této souvislosti je velký význam připisován přírodním chladivům, jako jsou čpavek, oxid uhličitý a uhlovodíky, které nabízejí vysokou energetickou účinnost a přitom nemají negativní vliv na klima. Znalecký posudek uznává amoniak jako nejúčinnější chladicí látku. Uhlovodíky, jako je propan, propen a isobutan mají také vynikající termodynamické vlastnosti. Chladicí a klimatizační systémy, které jsou založeny na těchto chladivech jsou vysoce energeticky efektivní. Tuto skutečnost si uvědomilo mnoho mezinárodních společností, například Ben & Jerry, Pepsi a Unilever používají uhlovodíky pro chlazení ve svých chladicích jednotkách a mrazácích. Různé testy v této oblasti potvrdily úspory energie mezi 10 a 30 % ve srovnání s HFC systémy.
Uhlovodíky se hodí jako náhrada za R22
Kromě toho mohou být některé uhlovodíky použity jako vhodná alternativa syntetických chladiv. Například propan (R290) a propen (R1270) mají podobné termodynamické chování jako R22 HCFC. Používají obdobné technologie, takže mnohé stávající instalované komponenty jsou kompatibilní. Při vyšších teplotách a vyšší vlhkosti jsou propan a propen dokonce vhodnější než R22.
Klimatizační systémy v Číně
Čínský výrobce klimatizačních systémů, společnost Gree Electric Appliances, je jedna z firem, která ve svých produktech nahrazuje chladiva R22 a R410A propanem a propenem. Společnost je jedním z největších světových výrobců klimatizací s výrobní kapacitami více než 70 milionů kusů ročně. V Číně se obvykle používá HCFC R22 jako standardní chladivo, tato látka ale významným způsobem přispívá ke globálnímu oteplování a rovněž ničí ozónovou vrstvu. Souhrnně generují čínské klimatizační systémy roční emise HCFC ve výši 260 milionů tun ekvivalentu oxidu uhličitého, což představuje jeden z největších zdrojů emisí v Číně. Proto na konci roku 2009 započala společnost Gree, ve spolupráci s implementační agenturou GTZ Proklima, pilotní výrobu klimatizačních systémů založených na propanu. Tyto klimatizační jednotky mají vyšší účinnost než modely využívající R22 a R410A, přičemž vyžadují menší množství systémových materiálů. Výrobní linku opustí 180 000 systémů za rok. Změna chladiva ušetří za dobu životnosti těchto jednotek 560 000 tun ekvivalentu oxidu uhličitého přímých emisí. K tomu je třeba přičíst dalších 320 000 tun ekvivalentu oxidu uhličitého nepřímých emisí, které se ušetří díky zlepšení energetické účinnosti systémů. U konečného spotřebitele se tyto skutečnosti projeví v podobě nižších nákladů na elektřinu. Tento projekt, který slouží jako modelový příklad, je na základě rozhodnutí německého spolkového parlamentu financován z německého spolkového ministerstva životního prostředí, ochrany přírody a jaderné bezpečnosti v rámci Mezinárodní iniciativy pro ochranu klimatu.
Skladování ovoce v Británii
I podniky v jiných odvětvích se rozhodly pro uhlovodíky, například Mansfields, rodinná sadařská firma z Británie. Společnost skladuje jablka a třešně v ochranné atmosféře, takže jsou schopni dodávat zboží v průběhu celého roku ve špičkové kvalitě, bez ohledu na to, kdy bylo ovoce sklizeno. Soustavné měření, kontrola vlhkosti a chladicí systémy udržující požadovanou teplotu, korekce hladiny kyslíku a oxidu uhličitého umožňuje plnou kontrolu na dozráváním ovoce a zeleniny. Pro svůj sklad nedaleko Chartham Canterbury chtěla společnost Mansfelds efektivní chladicí systém bez HFC. Experti na chlazení ze společnosti International Controlled Atmosphere Storage a SRS Frigadon navrhli systém založený na propenu, jeho instalace byla dokončena v roce 2008, výkon činí 1 150 kW. Pět chladicích jednotek obsahuje celkem 90 kg propenu, poskytne chladicí energii sekundárnímu okruhu pro teplotu -9 °C. Speciální bezpečnostní konstrukce těchto chladících zařízení a podrobné bezpečnostní analýzy poskytla firma Re-phridge. Jako sekundární chladivo se používá směs vody a soli. Okruh je naplněn 30 000 litry kapaliny, která pracuje při tlaku 1,5 baru. Solné médium je čerpáno do 36 chlazených skladovacích místností, které jsou tak udržovány na konstantní teplotě vzduchu –0,5 °C a 1,5 °C. Sekundární chladivo ochlazuje také přípravnu a prostory pro expedici.
Podpora biotechnologického výzkumu
Jedním z důležitých procesů v oblasti výzkumu a výroby biotechnologických produktů je zmrazování a rozmrazování látek pro přepravu a skladování. Farmaceutická společnost Roche pracuje s nádržemi o objemu 300 l, které chladí na –40 °C. Společnost hledala účinný chladicí systém schopný rychle měnit teploty v rozmezí –50 °C a 130 °C s přesností ± 1 °C, automatickým plněním a vyprazdňováním chladicího pláště tanku. Navíc, aby byly dodrženy interní pokyny společnosti Roche pro ochranu životního prostředí, nesmí látky použité v chladicím systému poškozovat ozónovou vrstvu či jinak ohrožovat klima. Pro splnění těchto požadavků vyvinul Peter Huber Kältemaschinenbau chladicí systém, který pracuje s malou náplní 1,8 kg propenu. Základem systému je polohermetický pístový kompresor Bitzer, který je navržen pro práci s propenem. Po poklesu na teplotu –60 až –30 °C ochlazuje propen silikonový olej, který obíhá v chladicím plášti. Výkon je 12 kW při výstupní teplotě sekundárního chladiva 0 °C a 6,5 kW při –40 °C. Bezpečnost systému je zajištěna rozdělením potrubí do několika segmentů, takže při případné havárii dojde k úniku chladiva pouze z postižené části.
Bezpečnostní opatření
"Případové studie ukazují, že nehalogenované uhlovodíky jsou vhodné pro spolehlivé chlazení v mnoha různých oborech," říká Monika Witt, předsedkyně eurammon, Evropské iniciativy pro přírodní chladiva. "Nicméně, používáme-li tyto látky, musíme respektovat jejich vlastnosti a předcházet rizikům plynoucím z jejich používání. "Mezi důležitá opatření patří včasná identifikace a odstranění potenciálních zdrojů vznícení. Systémy musí být navrženy s minimálním počtem spojů a zajištěny trvalou protikorozní ochranou, také musí být instalovány na místech, která lze spolehlivě odvětrat v případě úniku chladiva. Největší riziko pro podobné provozy představují chyby údržby, proškolení zaměstnanců a jejich další vzdělávání je nezbytné opatření pro bezpečný provoz chladicích systémů s uhlovodíky.
www.eurammon.com