R290 – czym jest czynnik chłodniczy i jakie ma zastosowanie?

Czego dowiesz się z tego artykułu?

• Jakie są właściwości i zastosowanie czynnika chłodniczego R290.
• Dlaczego R290 jest korzystny z perspektywy ekologicznej.
• W jaki sposób R290 wpływa na temperatury zasilania w pompach ciepła.
• Jakie korzyści płyną z używania R290 w modernizacji instalacji grzewczych.
• Jak R290 wypada w porównaniu do innych czynników chłodniczych pod względem GWP.
• Jakie pompy ciepła nowej generacji wykorzystują czynnik R290.

DEFINICJA

Czynnik chłodniczy R290 to propan wykorzystywany jako czynnik roboczy w obiegu chłodniczym pompy ciepła. Wskazujemy dla niego parametr środowiskowy GWP = 3 (Global Warming Potential). Dla porównania w tych samych materiałach podajemy, że R410A ma GWP = 2088.

ZASADA DZIAŁANIA

R290 działa w pompie ciepła jako medium, które umożliwia transport energii w zamkniętym obiegu chłodniczym. W ujęciu funkcjonalnym wygląda to następująco:

1. Czynnik R290 krąży w obiegu pompy ciepła jako czynnik roboczy.

2. Dzięki swoim właściwościom termodynamicznym umożliwia uzyskanie wysokich parametrów pracy po stronie instalacji grzewczej.

3. W naszej ofercie wskazujemy, że pompy ciepła na R290 mogą osiągać:

• temperaturę zasilania do 75°C w rozwiązaniach powietrznych,
• temperaturę zasilania do 70°C w rozwiązaniach gruntowych.

ZASTOSOWANIE

Zastosowanie R290 w kontekście domu jednorodzinnego wiążemy przede wszystkim z pompami ciepła:

• Pompy ciepła nowej generacji (hpnext) z czynnikiem R290 – to rozwiązania oparte na naturalnym czynniku (propan).
• Modernizacja instalacji grzewczych: wysoka temperatura zasilania jest istotna przy zastosowaniach modernizacyjnych, w których pracują tradycyjne grzejniki wymagające wyższych parametrów niż ogrzewanie podłogowe.

Słownik pojęć

COP (Coefficient of Performance)

Współczynnik wydajności pompy ciepła określający stosunek ilości dostarczonego ciepła do zużytej energii elektrycznej w konkretnym punkcie pracy. Parametr podaje się dla zdefiniowanych warunków, np. A7/W35 (powietrze 7°C, woda 35°C), dlatego nie opisuje całego sezonu grzewczego.

Czynnik chłodniczy

Medium robocze krążące w obiegu chłodniczym pompy ciepła, które w kolejnych elementach układu odparowuje i skrapla się, przenosząc energię cieplną. Dobór czynnika wpływa m.in. na parametry pracy urządzenia, wymagania bezpieczeństwa i aspekty środowiskowe.

F-gazy

Potoczna nazwa fluorowanych gazów cieplarnianych stosowanych m.in. jako czynniki chłodnicze w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. W praktyce branżowej pojęcie wiąże się z regulacjami ograniczającymi wprowadzanie do obrotu i serwisowanie wybranych czynników, zwłaszcza tych o wysokim GWP.

GWP (Global Warming Potential)

Wskaźnik określający potencjał tworzenia efektu cieplarnianego danego gazu w odniesieniu do CO₂ w zadanym horyzoncie czasowym (standardowo 100 lat). Im niższe GWP, tym mniejszy wpływ emisji danego czynnika na ocieplenie klimatu; dla R290 w materiałach podaje się GWP = 3.

hpnext

Określenie pomp ciepła nowej generacji w naszej ofercie, w których jako czynnik roboczy stosuje się m.in. R290. W kontekście artykułu termin odnosi się do rozwiązań projektowanych pod kątem pracy na naturalnym czynniku i uzyskiwania wysokich temperatur zasilania.

Monoblok

Typ konstrukcji pompy ciepła powietrze-woda, w którym cały układ chłodniczy znajduje się w jednej jednostce (najczęściej zewnętrznej). Jednostka jest połączona z budynkiem instalacją wodną, a nie przewodami chłodniczymi, co upraszcza montaż i ogranicza ingerencję w obieg czynnika.

Obieg chłodniczy

Zamknięty układ, w którym czynnik chłodniczy krąży między parownikiem, sprężarką, skraplaczem i zaworem rozprężnym. Zmiany ciśnienia i stanu skupienia czynnika umożliwiają pobór energii z dolnego źródła i przekazanie jej do instalacji grzewczej lub zasobnika CWU.

Pompa ciepła gruntowa (solanka-woda)

Pompa ciepła wykorzystująca energię geotermalną z gruntu, odbieraną przez dolne źródło (np. sondy pionowe lub kolektor poziomy) i przekazywaną do instalacji grzewczej. Charakteryzuje się stabilniejszymi warunkami pracy niż rozwiązania powietrzne, bo temperatura gruntu zmienia się wolniej.

Pompa ciepła powietrze-woda

Pompa ciepła pobierająca energię z powietrza zewnętrznego i przekazująca ją do instalacji wodnej budynku (CO i/lub CWU). Parametry pracy zależą od temperatury powietrza oraz wymaganej temperatury po stronie wody grzewczej, co wpływa na dobór urządzenia i konfigurację systemu.

Propan (R290)

Naturalny czynnik chłodniczy stosowany jako czynnik roboczy w obiegu chłodniczym pomp ciepła. W materiałach opisowych przypisuje mu się niski wskaźnik GWP (3) oraz korzystne właściwości termodynamiczne, pozwalające osiągać wysokie temperatury zasilania w wybranych rozwiązaniach.

R410A

Syntetyczny czynnik chłodniczy stosowany w części urządzeń chłodniczych i pomp ciepła. W kontekście porównań środowiskowych istotny jest jego wysoki wskaźnik GWP; w materiałach porównawczych przywołuje się wartość 2088, zestawianą często z niskim GWP R290.

SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

Sezonowy współczynnik efektywności pompy ciepła, będący uśrednioną wartością COP dla całego sezonu grzewczego. Uwzględnia zmienność warunków zewnętrznych w danej strefie klimatycznej i dlatego lepiej opisuje pracę urządzenia w skali roku niż pojedynczy punkt COP.

Temperatura zasilania

Temperatura czynnika grzewczego (najczęściej wody) podawana na zasilaniu instalacji CO z urządzenia grzewczego. Jest jednym z kluczowych parametrów doboru źródła ciepła i odbiorników (np. grzejniki, ogrzewanie podłogowe), ponieważ wpływa na wymaganą moc i warunki pracy pompy ciepła.