Propan, R-290 olarak da bilinen çevre dostu, doğal bir hidrokarbon soğutucudur. Bir dizi uygulamada soğutucu akışkan olarak kullanılabilse de, propan ısı pompası ve soğutucu pazarları için özellikle ilgi çekicidir. Gerçekten de, F-Gaz Yönetmeliklerinin ısı pompası kullanımında Hidroflorokarbon (HFC) soğutucu akışkanları kısıtlaması ve bilgili soğutucu üreticilerinin gelecekteki mevzuat değişikliklerinin bir adım önünde olmak istemesi nedeniyle, R-290 özellikle küçük ve orta ölçekli uygulamalar için geleceğe dönük bir soğutucu akışkan seçeneği olarak görülmektedir.
Neden doğal soğutucu akışkanlara geri dönüyoruz?
Doğal soğutucu akışkanlar ilk soğutma sistemlerinde kullanıldı. Teknoloji geliştikçe, bunların yerini yanıcılık, toksisite ve korozyon gibi sorunların üstesinden gelmek için tasarlanmış insan yapımı, sentetik soğutucu akışkanlar aldı. Ancak sentetik soğutucu akışkanlar olan Kloroflorokarbonlar (CFC'ler) ve Hidrokloroflorokarbonların (HCFC'ler) ozon tabakası üzerinde feci bir etkisi olduğu keşfedildi. Daha sonra HFC'lerin (CFC ve HCFC'lerin yerini almak üzere tasarlanan soğutucu akışkanlar) küresel ısınmaya katkıda bulunduğu tespit edilmiştir. Montreal Protokolü kapsamında bir dizi ülke CFC ve HCFC'leri aşamalı olarak ortadan kaldırmayı kabul etti. Daha sonra, Kigali Değişikliği kapsamında ülkeler, 2040'ların sonuna kadar %80-85'lik bir azaltım hedefiyle HFC'lerin aşamalı olarak azaltılmasını taahhüt etmiştir.
Zararlı soğutucu akışkanların aşamalı olarak kullanımdan kaldırılması ve azaltılmasını sağlamak için dünya çapında mevzuat yürürlüğe girmiştir. CFC'ler ve HCFC'ler Avrupa Birliği'nde (AB) yasaklanmıştır ve HFC'ler F-Gaz yönetmelikleri ile kontrol edilmektedir. Bu yönetmelikler, Küresel Isınma Potansiyeline (GWP) göre çevreye en zararlı olanlardan başlayarak aşamalı bir yaklaşımla florlu gaz emisyonlarını 2014 seviyelerine kıyasla 2030 yılına kadar üçte iki oranında azaltmayı hedeflemektedir. Amaç, yüksek GWP'li HFC soğutucu akışkanların kullanımdan kaldırılması ve bunların yerine düşük GWP'li doğal soğutucu akışkanlar, Hidrofloroolefinler (HFO'lar) ve soğutucu akışkan karışımlarının kullanılmasıdır.
AB, daha hızlı ve daha kapsamlı bir HFC yasağı uygulamak için F-Gaz Yönetmeliklerini daha da değiştirmeyi düşünüyor. Bu durum, değişiklikler kapsamında değerlendirilenlerden daha yüksek GWP'lere sahip soğutucu akışkanlar kullanan ısı pompalarının yaygınlaşması için felaket olabilir. Sektörün uyum sağlamanın yollarını bulması gerekiyor ve propan bu soruya yanıt olabilir.
Propan kullanmanın avantajları
Sertifikalı üreticiler, propanın hem soğutucularda hem de ısı pompalarında soğutucu akışkan olarak kullanılması konusunda öncülük etmektedir. R-290 sadece etkileyici çevreci özelliklere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mükemmel termodinamik özelliklere de sahiptir:
- GWP değeri 3 ve ODP değeri 0 ile düşük bir çevresel etkiye sahiptir.
- R-290 toksik değildir
- HCFC ve HFC'lerle karşılaştırıldığında, propan daha düşük sistem basınç düşüşüne ve daha yüksek ısı transfer performansına sahiptir
- R-290 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
- Malzemelerle iyi bir uyumluluğa sahiptir
- HFO'ların aksine, çevrede trifloroasetik asit (TFA) veya diğer zararlı maddelere dönüşmez
- Propan tedarik etmek kolaydır ve fiyatı nispeten ucuzdur
- Orijinal soğutucu akışkanlardan biri olarak kanıtlanmıştır.
Swegon, propan gelişimine öncülük eden sertifikalı bir üreticidir. İnovasyonun ön saflarından haber almak isteyen Eurovent Certita Certification (ECC), Swegon'un Soğutma ve Isıtma İş Geliştirme Departmanı Ürün Yönetimi Müdürü Fabio Polo ile R-290'ın kullanım alanları ve faydaları hakkında konuştu. Fabio birkaç noktaya değindi: "Propan, sentetik soğutucu akışkanlarla karşılaştırıldığında, ihmal edilebilir GWP'si (IPCC VI uyarınca, 100 yıllık bir süre boyunca değerlendirilen 0,02 GWP (AR6)) sayesinde F-Gaz revizyonunun yaklaşan gereklilikleriyle uyumlu olma avantajına sahiptir. Ayrıca PFAS ile ilgili yaklaşan REACH Kısıtlama önerisi ile de sınırlandırılmayacaktır. Bu da söz konusu yasal süreçlerin sonucu ne olursa olsun Propan'ın geleceğe dönük bir çözüm sunduğu anlamına gelmektedir."
"Propan ayrıca mükemmel termodinamik özelliklere sahiptir ve çok çeşitli HVAC cihazlarında kullanılabilir. Basınç/sıcaklık diyagramı sayesinde özellikle yüksek sıcaklıklı ısı pompaları için uygundur." Gerçekten de propan, gaz kazanlarından ısı pompalarına geçişi hızlandırmak için gerçek bir çözüm sunabilir. Geleneksel ısı pompaları maksimum 50oC ila 55oC'de çalışır. Yüksek sıcaklıklı ısı pompaları 70oC'ye kadar sıcak su sağlayabilir, bu da onları önceden var olan radyatörlü ıslak merkezi ısıtma sistemlerine daha uyumlu hale getirir ve daha yüksek kullanım sıcak suyu sıcaklıkları sunar.
Propan kullanmanın dezavantajları
Propan ve uzun süredir kanıtlanmış soğutucu akışkan özelliklerinin faydalarına hayran olsak da, ana dezavantajını göz ardı edemeyiz ve bu da yanıcılıktır. Propan havadan daha yoğundur, yani en alt noktaya kadar düşecektir. Bu durum, sızan propanın alev, kıvılcım veya başka bir ateşleme kaynağıyla temas etmesi halinde (özellikle kapalı alanlarda) patlama riskine yol açar. Ayrıca, sistemlerin yanıcılık göz önünde bulundurularak inşa edilmesi gerektiğinden, yenilemeyi imkansız kılan bir sorundur. Binaları ısıtmak için halihazırda LPG veya doğal gaz gibi yanıcı maddeler kullananlar propanın yanıcılığından etkilenmeyebilir, ancak diğerleri için bu bir sorun teşkil etmektedir.
Fabio sözlerine şöyle devam etti: "Teorik açıdan bakıldığında, termodinamik özellikleriyle propan pek çok uygulamada kullanılabilir. Ancak şu anda yanıcılığı nedeniyle sınırlamalar var. Bu da propanın kapalı bir alana sızma riskinin olmadığı küçük ve orta ölçekli harici monoblok sistemlerde soğutucu akışkan olarak kullanılmasının daha kolay olduğu anlamına geliyor. Şu anda büyük üniteler, bileşen bulunabilirliği ve son kullanıcıların daha yüksek şarjlara sahip olma konusundaki bazı tedirginlikleri nedeniyle bazı sınırlamalara maruz kalmaktadır."
"Dahili üniteler (sudan suya soğutucular/ısı pompaları gibi), en azından kurulum gereklilikleri minimum düzeyde tutulursa, harici ünitelerden daha küçük kapasitelerde propan kullanabilir. Şu anda en yüksek sınırlamalar, dolu alanlar için havayı işleyen havadan havaya üniteler için geçerlidir. Propan bu tür uygulamalar için her zaman uygun olmayacaktır."
ECC, propan sistemlerinin üretimi, kurulumu, servisi ve bakımı söz konusu olduğunda üreticilerin riski en aza indirmek için nasıl hareket ettiklerini inceleyerek bu çok yönlü soğutucu akışkanla ilgili bazı efsaneleri ortadan kaldırmaya çalışmaktadır.
Fabio şöyle devam etti: "Swegon, propan yanıcılığını doğru şekilde ele almak için üretim hatlarımızı çoktan yükseltti. Üniteleri güvenli bir şekilde üretebildiğimizden ve test edebildiğimizden emin olmak için büyük yatırımlar yaptık. Ayrıca A3 soğutucu akışkan devrelerini yönetmeye hazır olmaları için üniteleri üreten personelin uygun şekilde eğitilmesine de yatırım yaptık."
"Kurulum kesinlikle kilit noktalardan biri. Yanıcılık konusundan kaçınmamayı veya bu konuyu görmezden gelmemeyi tercih ettik. Amaç kural kitabını yeniden yazmak değil, sürecin en başından itibaren rehberlik sağlamak, projeyi tasarlayan kişinin doğru zihniyete girmesini ve potansiyel risklerin hemen değerlendirilmesini sağlamaktır. Bu durumda ne kadar erken olursa o kadar iyidir."
"Saha gereksinimlerinin sistem tasarımına ve ünite üreticisi tarafından yapılan seçimlere bağlı olarak değişeceğinin altını çizmek de önemlidir. Ürün tasarımımızda izlediğimiz temel hedeflerden biri, propan sistemlerine getirilen kısıtlamaları (mümkün olduğunca) en aza indirmek ve nihai müşterinin ve yerel kurulumun gereksinimlerinin yanı sıra yasal gereklilikleri de karşıladığımızdan emin olmaktır."
Servis ve bakım söz konusu olduğunda Swegon, A3 soğutucu akışkan kullanan bir ünite üzerinde çalışmanın A1 veya A2L soğutucu akışkan kullanan bir üniteden farklı olduğunu vurguluyor. "Bu nedenle sadece propan kullanan ürünler geliştirmekle kalmadık, aynı zamanda ZERO Akademi'yi de başlattık. Bu önemli geçişe yardımcı olmak amacıyla, iklimlendirme uygulamalarında yanıcı soğutucu akışkanların kullanımıyla bağlantılı bir eğitim ve bilgi paylaşım platformu. Görüşümüzü açıkladığımız A3 Soğutucu Akışkanlar kılavuzu da dahil olmak üzere özel dokümantasyon oluşturduk ve ayrıca kurulum ve servis ile bağlantı kurduk. Ayrıca her ülkedeki ilk satış sırasında tüm servis mühendislerimizi ve ortak mühendislerimizi eğitiyoruz."
Son olarak Swegon, yanıcı maddelerin uzun yıllardır tüm dünyada taşınması nedeniyle propanın taşınmasına ilişkin kuralların oldukça açık olduğunu (yüke ve taşıma türüne bağlı olarak) vurguladı. Nakliye şirketleri taşımacılıkla ilgili bilgiler konusunda yardımcı olabilir. Ayrıca Swegon, aşılması gereken engellerin olduğu belirli projelerde doğru çözümü bulmaya yardımcı olmaya hazırdır.
R-290 ile ilgili diğer hususlar
Yanıcılık konusunu ele aldıktan sonra propanla ilgili diğer hususlara geçtik. Daha önce de belirtildiği gibi, sistemlerin soğutucu akışkan kullanmak üzere özel olarak tasarlanması gerektiğinden propan sonradan takılamaz. Çoğu bileşen HFC soğutucu akışkanlı sistemlerde kullanılanlarla aynı kalırken, en büyük tasarım değişikliklerinden biri basınç ve sıcaklık limitlerinin propan ile uyumlu olması gereken kompresör ve ayrıca tutuşma riskini azaltmak için üretilen elektrikli bileşenlerdir. Isı eşanjörleri ve genleşme cihazları gibi bileşenler de propan sistemleri için farklı tasarlanabilir. Sızıntı tespit kontrol ekipmanı takılmalıdır.
Fabio ayrıca, teorik açıdan bakıldığında, çoğu propan ünitesinin benzer bir kapasite ve benzer bir verimlilik seviyesi için R-32'den daha büyük olmasını beklediğini belirtti. "Şu anda EN 378, A3'ü A2L soğutucu akışkanlardan ayıran bazı özel kurulum gereksinimlerini ve erişilebilirlik kısıtlamalarını açıkça yönlendirmektedir. Dolayısıyla bu geçiş saf ürünün ötesine geçecek - tüm sektörü etkileyecek. Bu nedenle ZERO Akademi fikrini ortaya attık. Amacımız dokümantasyon oluşturmak, seminerler düzenlemek ve uzmanlığımızı paylaşarak mümkün olduğunca çok insana ulaşıp bu geçişin mümkün ve uygulanabilir olduğu, ancak bunu gerçekleştirmemiz gerektiği mesajını vermektir."
Konuyu enerji verimliliğine getiren Fabio, "Bir ürünün verimliliğini yalnızca soğutucu akışkanla ilişkilendirmek yanlıştır, hatalara yol açabilecek bir kestirme yoldur. Ünitenin elde edilen verimliliği, ürün tasarımı ve mevcut teknolojiler de dahil olmak üzere birçok faktörden kaynaklanmaktadır. Aslında çoğu zaman kompaktlık, sessizlik, maliyet vb. gibi farklı proje hedefleri arasında bir değiş tokuş söz konusudur. Bu nedenle, ürünleri yalnızca ünite genel rakamlarına ve soğutucu akışkanlara göre karşılaştıramazsınız, bu büyük bir basitleştirmeye yol açar."
Neyse ki ECC, ürün verileri söz konusu olduğunda bir iki şey biliyor. Enerji verimliliğinden akustiğe kadar, sertifikasyon ürünlerin performansını güvenilir, bağımsız ve tarafsız bir şekilde test eder. Bu nedenle, HVAC şartname hazırlayıcılarına, tasarımcılara, profesyonellere, alıcılara ve sistemlerin işletilmesinden sorumlu olanlara çevrimiçi sertifikalı ürün dizinine ücretsiz erişim sağlar. Web kullanıcıları, www.eurovent-certification.com adresinden tek bir tuşa dokunarak binlerce sertifikalı ısı pompası ve soğutucu ürününü görüntüleyebilir ve karşılaştırabilir.
Propan: Soğutucular ve ısı pompaları için doğal bir çözüm
Soğutucu ve ısı pompası pazarları başta olmak üzere HVAC ve soğutma endüstrisinin birçok alanında propan kullanımı artacaktır. Mükemmel termodinamik özelliklerinden çevreci kimliğine kadar pek çok nedeni vardır. İleri görüşlü üreticiler kullanımını benimsemiş ve önümüzdeki yıllarda yönetmeliklere uyacak ürünler geliştirmektedir. Swegon gibi üreticiler, propan ürünlerinin geliştirilmesine HFC'lerin yasaklanmasına yönelik yasal süreçler ciddi bir şekilde başlamadan çok önce başladı ve şirket, propanın geleceğin ana soğutucu akışkanlarından biri olacağına kesinlikle inanıyor.
Düşük GWP'li HFO'ların ve soğutucu akışkan karışımlarının yanıcılığın sorun olduğu uygulamaları kapsaması gerekecek olsa da, sentetik soğutucu akışkanları kullanmaya devam etmek bir boşluk değildir. Fabio sözlerini şöyle tamamlıyor: "Tam tersi. Sentetik ve doğal soğutucu akışkanlar arasındaki oranın bugünkünün tam tersi olacağı bir gelecek görüyoruz. Bu yüzden hazır olalım, çünkü bu bir "eğer" meselesi değil, sadece "ne zaman" meselesi. Soğutucu akışkan olarak propan kullanalım ve bir kazan sisteminde tek bir gram fosil yakıt kullanılmadığından emin olalım. Bu, sektörümüzün önümüzdeki yıllarda sahip olacağı en önemli hedeflerden biridir."
Sertifikalı kuru soğutucuları görüntüleyin
Sertifikalı soğutma grupları ve ısı pompalarını görüntüleyin
Soğutucular ve ısı pompaları için Eurovent Sertifikalı Performans programını görüntüleyin