Vilket köldmedium ersätter R410A?

Efterfrågan på köldmedier med låg GWP växer eftersom fler branscher är intresserade av att minska sin miljöpåverkan. Trycket från lagstiftare och miljömedveten allmänhet verkar också i den riktningen. Sökandet efter det perfekta köldmediet har pågått sedan kylteknikens begynnelse, med olika fokus och anledningar. Den senaste teknikomställningen skedde på 1990-talet i samband med övergången till ozon-fria köldmedier. Då introducerades ett antal köldmedieblandningar för att ersätta de ozonnedbrytande R-12 och R-22 (m.fl.). R-410A är ett exempel på en sådan blandning, bestående av lika delar R-32 och R-125, som är mycket vanligt i mindre luftkonditioneringsaggregat och värmepumpar. Andra blandningar som nu är vanliga är R-404A och R-407C Dagens sökande efter framtida köldmedier fokuserar på medier med noll ODP (ozon nedbrytande effekt) och lågt GWP. Eftersom inga idealiska rena medier har identifierats är blandningar av köldmedier ett alternativsom ersättare till de hög-GWP köldmedier som är i bruk idag..

Tillverkarna vill ta marknadsandelar på låg-GWP köldmedier

Tillverkarna av köldmedier är naturligtvis intresserade av att få del av marknaden för nya låg-GWP köldmedier. Sex köldmedietillverkare har därför deltagit i ett oberoende utvärderingsprogram av köldmedier, både rena och blandningar, i form av tester som har genomförts av Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute (AHRI). Delresultat har presenterats vid en konferens nyligen [1], men den kompletta utvärderingen är ännu inte klar. Många av blandningarna har inte fått några officiella nummer ännu och benämns med tillverkarnas interna namn. ARM-32a, DR-5, L-42b, LTR6A är bara några av de nya blandningar med låg GWP som undersökts. Hela listan presenteras i tabell 1, där köldmedier, både rena och blandningar, grupperats baserat på deras säkerhetsklassificering och av vilket köldmedium som de avses att ersätta. Omfattande tester behövs för att till fullo utvärdera varje köldmediekandidat.

Tabell 1 - Alternativa köldmedier för testning och utvärdering [1]

Tillverkare av nya köldmedieblandningar hemlighåller sammansättningen!

Sammansättningen av många köldmedieblandningar med låg GWP hölls hemlig tills nyligen, då AHRI rapporterade delresultaten av sin undersökning [2] [3]. Sammansättningen av 28 låg-GWP köldmedieblandningar listas i tabell 2

Tabell 2 - Lista över låg-GWP köldmedieblandningar, deras sammansättning och GWP-värde [2] [3]

Vilka tillverkare ligger bakom köldmedieblandningar?

Kemijättar såsom Arkema, Daikin, Mexichem, Honeywell och DuPont är bland de företag som har utvecklat låg-GWP köldmedieblandningar. Bland de ovannämnda tillverkarna är Honeywell och DuPont de två USA-baserade företag, som är kända för att ligga bakom utvecklingen av HFO köldmedierna. Arkema är ett annant globalt kemiföretag med säte i Frankrike. Arkema har haft konflikter med Honeywell och DuPont kring frågan om produktion av R-1234yf. Arkema har uttryckt vilja, och har kapacitet att, producera R-1234yf i industriella mängder [4], men stoppats av DuPont och Honeywell på grund av patentstrider.

Kompromiss mellan prestanda, brännbarhet och GWP värden

Som framgår från tabell 1 och 2 har tillverkarna utvecklat ett utbud av låg-GWP köldmedier som alternativ till R-134a, R-404A, R-410A och R-407C. Tittar man på sammansättningen av de föreslagna blandningarna, inser man att tillverkarna försöker kompromissa mellan prestanda, brännbarhet och GWP-värden genom att välja olika andelar av rena medier för blandningen. R-32, till exempel, har goda termodynamiska egenskaper med ett måttligt GWP värde av 675 och används således i nästan alla blandningar för ersättning av R404A, R407C, R410A. Andra komponenter i blandningar med R-32 tycks användas för att minska brännbarheten samt att få trycknivåer anpassade till de köldmedier de ska ersätta.

Brännbarheten av blandningarna ökar om man prioriterar låg GWP. Det har inte varit möjligt att finna en icke-brännbar ersättning till R-410A, medan sådana ersättningar finns för andra vanliga köldmedier, men då med något högre GWP (i spannet 622-943 för icke-brännbara ersättare till R-134a; 1331-1577 för R-404A; och 975-1577 för R-407C/R-22). De flesta föreslagna ersättningsköldmedier är dock långt mindre brännbara än rena kolväten, och förväntas hamna inom ASHRAEs säkerhetsklass A2 (eller mer preciserat inom det föreslagna A2L). Det bör poängteras att för majoriteten av köldmedierna i tabell 1 och 2 är säkerhetsklasserna uppskattade och inte officiellt tilldelade av ASHRAE. Sammanfattningsvis kan man konstatera att det är svårt att hitta en icke-brännbar blandning med GWP under 150.

AHRI kommer inte i sitt projekt att peka ut något specifikt köldmedium framför något annat. Istället utvärderas deras prestanda, brännbarhet och andra kriterier och resultaten redovisas på ett konsekvent sätt. Resultaten kommer utan tvivel att bidra till att göra övergången till låg-GWP köldmedier förutsägbar, smidig och välgrundad. Vi kommer att återkomma till resultaten av studien, när dessa blir tillgängliga i sin helhet, för en närmare analys.

Referense