Doğal seleksiyon: Düşük GWP'li soğutucu akışkanların yükselişi

Doğal soğutucu akışkanlar ilk soğutma sistemlerinin temelini oluşturmuştur. Ancak teknoloji geliştikçe bunların yerini insan yapımı soğutucu akışkanlar almıştır. Bu sentetik soğutucu akışkanlar, farklı HVAC ve soğutma uygulamalarına uyacak ve yanıcılık, toksisite ve korozyon gibi sorunların üstesinden gelecek özelliklere sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Sentetik soğutucu akışkanlar arasında Kloroflorokarbonlar (CFC'ler), Hidrokloroflorokarbonlar (HCFC'ler), Hidroflorokarbonlar (HFC'ler) ve Hidrofloroolefinler (HFO'lar) bulunmaktadır. 

Ancak, sentetik soğutucu akışkanların faydalarının bir bedeli olduğu keşfedildi. CFC'ler ve HCFC'ler yüksek Ozon Tüketme Potansiyeline (ODP) sahipti ve ozon tabakasına ciddi zarar veriyordu. Bunların yerini alan HFC'ler ise yüksek Küresel Isınma Potansiyeline (GWP) sahipti ve küresel ısınma ve iklim değişikliğine katkıda bulunuyordu. 

Montreal Protokolü (ve sonraki birkaç değişiklik) kapsamında, bir dizi ülke CFC'lerin ve HCFC'lerin aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmasını ve HFC'lerin aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmasını kabul etmiştir. En güçlü olanın hayatta kalmasını sağlayan bir hareketle, doğal soğutucu akışkanlara geri dönüyoruz. Karbondioksit (CO2), Propan (C3H8), Amonyak (NH3) ve Salamura gibi doğal soğutucu akışkanlar ya hiç GWP ve ODP'ye sahip değildir ya da son derece düşüktür ve kanıtlanmış, geleceğe dönük, çevre dostu soğutucu akışkanlar için seçenekler sunar. 

F-Gaz Yönetmelikleri, Montreal Protokolü ve HFC'nin aşamalı olarak azaltılması

Montreal Protokolü kapsamında, CFC'ler ilk olarak 2000 yılına kadar gelişmiş ülkelerde ve 2010 yılına kadar da gelişmekte olan ülkelerde yasaklanmıştır. Ardından HCFC'ler geldi ve gelişmiş ülkelerde 2020'ye kadar, gelişmekte olan ülkelerde ise 2030'a kadar aşamalı olarak yasaklandı. 

HFC'lerin kaderi Ekim 2016'da Montreal Protokolü'nde yapılan Kigali Değişikliği ile belirlenmiştir. Montreal Protokolü kapsamında, gelişmiş ülkeler 2019'dan itibaren HFC'yi aşamalı olarak azaltmayı taahhüt etmiştir. Gelişmekte olan ülkelerde HFC tüketim seviyelerinin dondurulması 2024'ten (veya bazı ülkeler için 2028'den) itibaren yürürlüğe girecek ve 2040'ların sonuna kadar HFC'lerin %80-85 oranında azaltılması hedeflenecek. 

Bununla birlikte, Avrupa Birliği (AB) gibi bazı bölgeler, iddialı karbonsuzlaştırma hedeflerine ulaşmaya yardımcı olmak için daha hızlı ve daha kapsamlı bir HFC aşamalı azaltım hedeflemektedir. Florlu bir gaz olarak HFC'ler AB'nin F-Gaz Yönetmeliklerine tabidir. Mevcut düzenlemeler, florlu gaz emisyonlarını 2030 yılına kadar 2014 seviyelerine kıyasla üçte iki oranında azaltmayı amaçlamaktadır. Yönetmelikler, GWP'ye göre çevreye en zararlı olanlardan başlayarak aşamalı bir yaklaşım benimsemektedir. Farklı ürün türleri de farklı GWP sınırlarına uymaktadır. Örneğin, 3 kg'dan daha az soğutucu akışkan içeren ısı pompası sistemleri, 2025 yılında yasaklanana kadar 750'ye kadar GWP'ye sahip akışkanları kullanabilirken, soğutma sektöründe örneğin ısı eşanjörleri, 2025 yılında yasaklanana kadar 1500'e kadar GWP'ye sahip soğutucu akışkanları kullanabilir. Amaç, yüksek GWP'li soğutucu akışkanların kullanımdan kaldırılması ve bunların yerine düşük GWP'li doğal soğutucu akışkanların, Hidrofloroolefinlerin (HFO'lar) ve soğutucu akışkan karışımlarının kullanılmasıdır.

Örnek olarak, soğutma sektörü için HFC yol haritası aşağıda verilmiştir:

2020: GWP değeri 2500'ün üzerinde olan tüm soğutucu akışkanlar yasaklanmıştır. Örnekler şunları içerir:

2022- 2025: GWP değeri 1500'ün üzerinde olan tüm soğutucu akışkanlar yasaklanmıştır. Örnekler şunları içerir:

2030: GWP değeri 150'nin üzerinde olan tüm soğutucu akışkanlar yasaklanmıştır. Örnekler şunları içerir:

Yasal olarak kullanılabilen sentetik soğutucu akışkanların sayısı azaldıkça, fiyatlar yükseldikçe ve soğutucu akışkan kıtlığı baş gösterdikçe doğal soğutucu akışkanlar ön plana çıkacaktır.  

Doğal soğutucu akışkanlar: Sürdürülebilir çözüm

Doğal soğutucu akışkanlar, ilk soğutma sistemlerine kadar uzanan kanıtlanmış bir geçmişe sahiptir. Geçmişte kullanımlarını engellemiş olabilecek engeller (yanıcılık, toksisite veya korozyon) modern teknoloji, malzemeler ve sağlık ve güvenlik uygulamaları ile hızla aşılmaktadır. Bu, karbondioksit, propan, amonyak ve tuzlu su gibi doğal soğutucu akışkanların giderek artan bir uygulama yelpazesinde kullanıma uygun olduğu ve popülaritesinin arttığı anlamına gelmektedir.

Karbondioksit (CO2 / R-744)

R-744, yanıcı ve patlayıcı olmayan özelliklerinin yanı sıra düşük çevresel etkisi (GWP=1 ve OPD=0) nedeniyle HFC'lerin yerine mükemmel bir alternatiftir. CO2, kompakt ekipmanların kurulumuna ve küçük miktarlarda kullanımına olanak tanıyan düşük kütle hacmi gibi başka avantajlara da sahiptir. Ayrıca düşük sıkıştırma oranına sahiptir, çevrede mevcuttur ve korozif olmadığı için tüm malzemelerle uyumludur. CO2, ısı eşanjörleri, yoğuşma üniteleri ve soğutmalı vitrinler dahil olmak üzere bir dizi uygulamada kullanım için idealdir.

Propan (C3H8 / R-290)

R-290 düşük çevresel etkiye sahiptir (WGP=3 ve ODP=0) ve toksik değildir. HCFC ve HFC'lerle karşılaştırıldığında propan daha düşük sistem basınç düşüşüne ve daha yüksek ısı transfer performansına sahiptir, ayrıca daha düşük yoğunluğa sahiptir, bu da daha düşük soğutucu akışkan şarjına neden olur. Çok düşük buharlaşma sıcaklığından yüksek yoğuşma sıcaklığına çıkabildiği için mükemmel termodinamik performansa sahiptir. Ayrıca malzemelerle iyi bir uyumluluğa sahiptir. Hidrofloroolefinlerin (HFO'lar) aksine, trifloroasetik asit (TFA) veya herhangi bir zararlı maddeye dönüşmez. Bununla birlikte, propan son derece yanıcıdır, bu da ek sağlık ve güvenlik kuralları ve kısıtlamaları ile sonuçlanır. Propan, ısı pompaları ve soğutucular dahil olmak üzere bir dizi uygulamada soğutucu akışkan olarak uygundur.

Amonyak (NH3 / R-717)

R-717 çevresel etkisi olmayan (WGP=0 ve ODP=0) yüksek verimli bir soğutucu akışkandır. Propan gibi mükemmel bir termodinamik performansa sahiptir, çünkü çok düşük bir buharlaşma sıcaklığından yüksek bir yoğuşma sıcaklığına çıkabilir ve mükemmel ısı transferi özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, Amonyak belirli konsantrasyonlarda toksik ve yanıcıdır, bu da ek sağlık ve güvenlik kuralları ve kısıtlamaları ile sonuçlanır. Amonyak bazı malzemelerle (örneğin bakır) uyumlu değildir. Toksisite ve yüksek verimlilikle ilgili sorunlar nedeniyle, Amonyak öncelikle yüksek kapasiteli endüstriyel soğutma uygulamalarında kullanılır.

Salamura

Tuzlu su, tuz ve su karışımıdır (bir tuz çözeltisi), tipik olarak sodyum klorür (NaCl), kalsiyum klorür (CaCl2) veya potasyum klorürün (KCl) su ile karışımıdır. Suya tuz eklenmesi ısı taşıma verimliliğini artırır ve donma noktasını düşürür. Tuzlu su çevre dostudur (GWP=0), toksik değildir ve yanıcı değildir. Bununla birlikte, tuzlu su aşındırıcıdır. Salamura öncelikle ikincil soğutucu akışkan olarak ve düşük sıcaklıklı chiller uygulamalarında veya ısı eşanjörlerinde kullanılır. 

Doğal soğutucu akışkanların sertifikasyonu

HVAC ve soğutma üreticileri doğal soğutucu akışkanlara geçtikçe, sertifika kuruluşları da sertifika programlarını uyarlamak zorunda kalmaktadır. Eurovent Certita Sertifikasyonu, sertifikasyon programları için Avrupa Standartlarını temel olarak kullanmaktadır, bu nedenle F-Gaz Yönetmeliklerinde yapılan değişiklikler sertifikalı ürünlerin büyük bir bölümünü etkilemektedir.

CO2 gibi doğal soğutucu akışkanlar halihazırda bir dizi Eurovent programı kapsamında sertifikalandırılmış olsa da, bu listenin büyümesi muhtemeldir. Ayrıca, yüksek GWP'li HFC'lere alternatif olarak propan, amonyak ve tuzlu su gibi yeni doğal akışkanların çeşitli programlara eklenmesine giderek daha acil bir ihtiyaç duyulmaktadır. Aynı şekilde düşük GWP Hidrofloroolefinler (HFO'lar) ve soğutucu akışkan karışımları da dikkate alınmalıdır, çünkü doğal soğutucu akışkanlar tüm uygulamalar için tercih edilen akışkan olmayabilir. 

Sektör, Eurovent Certita Sertifikasyonunun birkaç yıldır yeni soğutucu akışkanların piyasaya sürülmesi üzerinde çalıştığından emin olabilir. Ancak, test ve değerlendirme sürecine yeni soğutucu akışkanların eklenmesi hızlı veya kolay bir süreç değildir. Bu durum özellikle toksisite ve yanıcılık nedeniyle özel önlemlerin alınması gereken amonyak gibi akışkanlar için geçerlidir. 

İlgili tüm sertifikasyon programlarını uyarlamak büyük bir iştir ve elbette yeni akışkanlar eklemek tek husus değildir. Eurovent Certita Sertifikasyonu, mevzuat değişikliklerinin mayın tarlasında gezinirken, yasaklı soğutucu akışkanların artık beyan edilmemesini veya sertifikalandırılmamasını da sağlamalıdır. 

Sonuç

Yazı, 2015 F-Gaz Yönetmelikleri yürürlüğe girdiğinden beri HFC soğutucu akışkanlar için duvardaydı. Doğal soğutucu akışkanlar ya hiç GWP ve ODP'ye sahip değildir ya da son derece düşüktür ve kanıtlanmış bir geçmişe sahip, geleceğe dönük, çevre dostu soğutucu akışkanlar sunmaktadır. Sentetik soğutucu akışkanların ortaya çıkmasına neden olan sorunlar - yanıcılık, toksisite veya korozyon - üreticiler geçmişin sorunlarına çözüm buldukça aşılmaktadır. Doğal soğutucu akışkanların bulunabilirliği ve maliyeti de soğutucu akışkan pazarındaki erişimlerini genişletmeye yardımcı olacaktır.

Üreticiler, şartname hazırlayıcılar, tasarımcılar, montajcılar, tesis yöneticileri ve son kullanıcılar, Eurovent sertifikasyon programları gibi soğutucu akışkan değişikliklerinden etkilenecektir. C02, propan, amonyak ve tuzlu su gibi doğal soğutucu akışkanlar her HVAC veya soğutma uygulaması için çözüm olmayabilir, ancak ileride pazara hakim olacakları açıktır. 

Enerji verimli ve düşük GWP'li ürünler mi arıyorsunuz? Binlerce HVAC ve soğutma ürününü çevrimiçi aramak için sertifikalı ürün dizinimizi kullanın.

Sertifikalı ürün dizinimizde arama yapın