Opteon kierunek rozwoju czynników chłodniczych. Janusz Kałuża Konsultant CHEMOURS

Transkrypt

1 Opteon kierunek rozwoju czynników chłodniczych Janusz Kałuża Konsultant CHEMOURS

2 Program Fluorowane czynniki chłodnicze w UE Rozporządzenie 517/2014 Scenariusz redukcji ekwiwalentu CO 2 Zamienniki na dziś : Opcje dla R-404A / R-507 Opcje dla R-134a Zamienniki na jutro : A2L umiarkowanie palne opcje dla R134a, R407C, R404A, R410A Czynniki A2L bezpieczeństwo stosowania 2

3 Rozporządzenie UE 517/2014 Zakazy stosowania 3

4 Rozporządzenie UE 517/2014 Kontyngenty ekwiwalentu CO 2 Precharge Volume = ekwiwalent CO 2 w urządzeniach napełnionych (ca. 12 %) Precharge Volume Precharge Volume Precharge Volume 4

5 Rynek UE udział czynników chłodniczych Refrigerant GWP Under F-Gas Regulation Średni GWP = ~2000 Ekwiwalent CO 2 (mln T) 5

6 Rynek UE udział czynników chłodniczych Refrigerant GWP Under F-Gas Regulation Średni GWP = ~1800 Ekwiwalent CO 2 (mln T) 6

7 Scenariusz redukcji ekwiwalentu CO Refrigerant GWP Under F-Gas Regulation Average GWP = ~1300 Ekwiwalent CO 2 (mln T) 7

8 Czynniki chłodnicze Opteon Czynnik Opteon XP10 (R-513A) Opteon XP40 (R-449A) Opteon XP44 (R-452A) Opteon XL10 (R-1234yf) Opteon XL20 (R454C, DR-3) Opteon XL40 (R-454A, DR-7) Opteon XL41 (R-454B, DR-5A) Opteon XL55 (R-452B, DR-55) GWP* 573 (631) 1282 (1397) 1945 (2141) 1 (4) 146 (148) 238 (239) 467 (468) 676 (698) Klasa palności (ASHRAE)** Dostępność 1 TAK 1 TAK Zastosowanie RAC - zamiennik R134a w systemach DX oraz zalanych Chłodnictwo średnio- i niskotemperaturowe 1 TAK Chłodnictwo transportowe 2L 2L 2L TAK TAK TAK Klimatyzacja samochodowa, Chłodnictwo, chillery Układy hermetyczne chłodnictwa średnio- i niskotemperaturowego Układy niehermetyczne chłodnictwa średnio- i niskotemperaturowego 2L TAK AC/HP - zamiennik R-410A 2L TAK AC/HP zamiennik R-410A (Preferowany w TRANE zamiennik R410A) *Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) Assessment Report 5 (AR5) values used for EU F-Gas Legislation. IPCC Assessment Report 4 (AR4) values given in brackets for comparison. **ASHRAE Flammability class 2L must be used in accordance with the current codes and standards e.g. EN

9 Zamienniki R404A / R507A Opteon XP40 (R449A) Niepalny zamiennik o najniższym potencjale GWP= 1397 (AR4). Tysiące przezbrojonych systemów R404A. Aprobaty głównych producentów sprężarek. Najefektywniejszy, niepalny zamiennik R404A. R404A Opteon XP44 (R452A) Zamiennik R404A o najniższej temperaturze końca tłoczenia. Tysiące pracujących układów. Aprobaty głównych producentów sprężarek. Idealny w aplikacjach gdzie ważna jest temperatura końca tłoczenia, np. niskotemperaturowe hermetyczne sprężarki tłokowe, chłodnictwo transportowe. 9

10 Porównanie Opteon XP40 do Opteon XP44 Opteon XP44 ma prawie identyczną wydajność chłodniczą, COP i temperaturę końca tłoczenia jak R404A. Opteon XP40 ma większą wydajność chłodniczą lecz również wyższą temperaturę końca tłoczenia, co może wymagać wtrysku ciekłego czynnika w pewnych układach. T cond = 40ºC, Compressor isentropic efficiency = 0.7, evaporator superheat = 5K, total subcooling = 5K, suction line superheat = (T cond -10-T evap )*0.35, same compressor displacement.

11 Opteon XP40 i Opteon XP44 a kontyngent Opteon XP44 = 1.5 x Opteon XP40 XP44 zużywa o 50% więcej kontyngentu GWP = 1397 GWP Discharge Temperature GWP = 2140 Opteon XP40 Opteon XP44 11

12 Opteon XP40 w Polsce supermarkety Od czerwca 2016, jedna z dużych sieci handlowych w Polsce, z powodzeniem zastąpiła R404A czynnikiem Opteon XP40 w kilkunastu obiektach. Montaż układów średniotemperaturowych przeprowadzili pracownicy firmy ARTEX. Sprężarki Bitzer, sterowanie Carel, zawory rozprężne Danfoss (TXV). Dobór parametrów systemu dla Opteon XP40 był bardzo prosty powiedział właściciel. Zanotowano poprawę efektywności energetycznej. February 24,

13 Opteon XP40 w Polsce - przemysł Nowy układ 3 sprężarki tłokowe Bitzer 6FE-50Y, moc chłodnicza 250 kw Przetwórstwo mięsa schładzanie półtusz z 36ºC do 2ºC Firma : AGAT Sędzimirowice Wykonawca :TechCool Sp. z O.O. T parowania -5ºC Chłodnia 2000 m 3 Napełnienie Opteon XP kg February 24,

14 Czynniki chłodnicze Opteon Czynnik Opteon XP10 (R-513A) Opteon XP40 (R-449A) Opteon XP44 (R-452A) Opteon XL10 (R-1234yf) Opteon XL20 (R454C, DR-3) Opteon XL40 (R-454A, DR-7) Opteon XL41 (R-454B, DR-5A) Opteon XL55 (R-452B, DR-55) GWP* 573 (631) 1282 (1397) 1945 (2141) 1 (4) 146 (148) 238 (239) 467 (468) 676 (698) Klasa palności (ASHRAE)** Dostępność 1 TAK 1 TAK Zastosowanie RAC - zamiennik R134a w systemach DX oraz zalanych Chłodnictwo średnio- i niskotemperaturowe 1 TAK Chłodnictwo transportowe 2L 2L 2L TAK TAK TAK Klimatyzacja samochodowa, Chłodnictwo, chillery Układy hermetyczne chłodnictwa średnio- i niskotemperaturowego Układy niehermetyczne chłodnictwa średnio- i niskotemperaturowego 2L TAK AC/HP - zamiennik R-410A 2L TAK AC/HP zamiennik R-410A (Preferowany w TRANE zamiennik R410A) *Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) Assessment Report 5 (AR5) values used for EU F-Gas Legislation. IPCC Assessment Report 4 (AR4) values given in brackets for comparison. **ASHRAE Flammability class 2L must be used in accordance with the current codes and standards e.g. EN

15 Opteon XP10 Zamiennik R134a ASHRAE #: R-513A HFC/HFO blend: R1234yf / R134a (56% / 44%) ODP: 0 GWP: 631 (AR4) ASHRAE safety: A1 (niepalny) Poślizg temperaturowy: 0 K (azeotrop) Można uzupełniać po wycieku (nie mieszać z R-134a) Kompatybilny z olejami POE Aprobaty producentów : Bitzer, Emerson, Frascold, Tecumseh, Danfoss Public February 24,

16 Opteon XP10 - porównanie z innymi czynnikami Obliczenia w/g programu Bitzer (v rev1302) sprężarka tłokowa 4FES-3Y, temp kondensacji 40ºC, temp ssania gazu 20ºC, dochłodzenie cieczy 0 K Opteon XP10 R134a R450A Wydajność Chłodnicza + 23 % Współczynnik Wydajności chłodniczej C.O.P

17 Opteon XP10 - przykłady ALDI Hiszpania SPAR Austria ALBERT Holandia 17

18 Opteon XP10 podsumowanie Bardzo podobna wydajność do R134a Niższy o 56% potencjał GWP w stosunku do R134a Wydajność chłodnicza aż do 23% wyższa od konkurencyjnych produktów Znacząco niższe koszty inwestycji w stosunku do konkurencyjnych produktów Istotnie niższe koszty eksploatacji w stosunku do konkurencyjnych produktów Aprobaty głównych producentów, takich jak Trane, Johnson Controls i innych producentów sprężarek Może być stosowany w systemach zalanych(azeotrop) 18

19 Scenariusz redukcji ekwiwalentu CO Refrigerant GWP Under F-Gas Regulation Średni GWP = ~1300 Ekwiwalent CO 2 (mln T) 19

20 Scenariusz redukcji ekwiwalentu CO Refrigerant GWP Under F-Gas Regulation Średni GWP = ~400 Ekwiwalent CO 2 (mln T) 20

21 Główne aplikacje Chłodnictwo <150 GWP R134a Alternative Opteon XL10 <150 GWP R404A Alternative Hermetic Systems Opteon XL20 Klimatyzacja i Pompy ciepła >150 GWP R404A Alternative Non-Hermetic <40kW Systems Lowest GWP R134a Alternative Lowest GWP R410A Alternative Closest Match to R410A Opteon XL40 Opteon XL10 Opteon XL41 Opteon XL55 21

22 Opteon XL20 Zamiennik R22; R407C; R404A ASHRAE #: R-454C HFC/HFO-blend: R32 / R1234yf (21.5% / 78.5%) ODP: 0 GWP: 148 (AR4) ASHRAE Safety: A2L umiarkowanie palny Poślizg temperaturowy: ~4-6 K Aktualnie testowany przez producentów sprzętu Kompatybilny z olejami POE Public February 24,

23 Opteon XL20 Drop-In Test R-404A Zamrażarka komercyjna wewnętrzna, dwudrzwiowa, pojemność 1.5 m 3, sprężarka tłokowa, 1.15 kg oleju POE o lepkości 32 cst., termiczny zawór rozprężny (TXV). Test przeprowadzono w temp. zewnętrznej: 32 C +/- 0.3K Średnia temp. w zamrażarce : -17 C Dla testu XL20, TXV przykręcono o 1 ½ obrotu, ze względu na niższy przepływ masowy. Measurement R-404A Opteon XL20 (R-454C) R-455A Energy Consumption (kwh/day) Relative Energy Consumption 100% 102.9% 107.6% Mass Flow (kg/hr) Suction pressure (kpa) Discharge Pressure (kpa) Compression Ratio Discharge Temperature (deg C)

24 Opteon XL40 Zamiennik R-404A, R-507A, R407A, R407F ASHRAE #: R-454A HFC/HFO-blend: R32 / R1234yf (35% / 65%) ODP: 0 GWP: ASHRAE Safety: Poślizg temperaturowy: 238 (AR4) A2L umiarkowanie palny ~4-5 K Aktualnie testowany w niehermetycznych zastosowaniach chłodnictwa komercyjnego Kompatybilny z olejami POE Public February 24,

25 Opteon XL40 Drop-In Test R-404A Zamrażarka komercyjna wewnętrzna, dwudrzwiowa, pojemność 1.5 m 3, sprężarka tłokowa, 1.15 kg oleju POE o lepkości 32 cst., termiczny zawór rozprężny (TXV). Test przeprowadzono w temp. zewnętrznej: 32 C +/- 0.3K Średnia temp. w zamrażarce : -17 C Dla testu XL40, TXV przykręcono o 7 16 obrotu, ze względu na niższy przepływ masowy. Measurement R-404A Opteon XL40 (R-454A) R-455A Energy Consumption (kwh/day) Relative Energy Consumption 100% 97.6% 107.6% Mass Flow (kg/hr) Suction pressure (kpa) Discharge Pressure (kpa) Compression Ratio Discharge Temperature (deg C)

26 Postęp w produkcji sprężarek dla chłodnictwa Producenci sprężarek koncentrują się na czynnikach <150 GWP Opteon XL20 Systemy hermetyczne i wieloagregatowe >40kW Temperatury tłoczenia dla Opteon XL20 i Opteon XL40 są wyższe niż dla R404A Wiele aplikacji jest poza ograniczeniem GWP do 150, tam Opteon XL40 byłby najlepszą opcją Producenci sprężarek zaczynają dostrzegać tą możliwość Ale nie tak wysokie jak R22 Opteon XL20 i Opteon XL40 znajdują się na liście ASERCOM czynników do zatwierdzenia 26

27 Główne aplikacje Chłodnictwo <150 GWP R134a Alternative Opteon XL10 <150 GWP R404A Alternative Hermetic Systems Opteon XL20 Klimatyzacja i Pompy ciepła >150 GWP R404A Alternative Non-Hermetic <40kW Systems Lowest GWP R134a Alternative Lowest GWP R410A Alternative Closest Match to R410A Opteon XL40 Opteon XL10 Opteon XL41 Opteon XL55 27

28 Opteon XL10 Zamiennik R134a ASHRAE #: Skład : ODP: 0 GWP: ASHRAE Safety: Poślizg temperaturowy: R-1234yf 100% HFO-1234yf <1 (AR5) A2L umiarkowanie palny 0 K Testowany przez producentów stacjonarnych urządzeń chłodniczych Kompatybilny z olejami POE Znacząco niższa temperatura końca tłoczenia (11 18 K) Około 20% mniejszy przepływ masowy 28

29 Opteon XL41 Zamiennik R410A ASHRAE #: R454B HFC/HFO-blend: R32 / R1234yf (68.9 % / 31.1 %) ODP: 0 GWP: 466 (AR4) ASHRAE Safety: A2L umiarkowanie palny Poślizg: ~1.5 K Można uzupełniać po wycieku (nie mieszać z innymi czynnikami) Kompatybilny z olejami POE Testowany przez producentów sprężarek (np. Danfoss) Public February 24,

30 Opteon XL55 Zamiennik R410A ASHRAE #: R452B HFC/HFO-blend: R32 / R125 / R1234yf (67%/ 7%/ 26%) ODP: 0 GWP: 698 (AR4) ASHRAE Safety: A2L umiarkowanie palny Glide: ~1 K Można uzupełniać po wycieku (nie mieszać z innymi czynnikami) Kompatybilny z olejami POE Testowany przez producentów sprężarek (np. Trane) Public February 24,

31 Porównanie Opteon XL41 i Opteon XL55 R410A Drop-in Test Podobna wydajność chłodnicza Lepszy współczynnik C.O.P. Podobna temp. końca tłoczenia 31

32 Klasyfikacja palności czynników Klasyfikacja Palności Przykłady: Łatwopalne 3 Propan, Isobutan Palne Umiarkowanie palne 2 2L R-152a R-1234yf, R-452B Niepalne 1 R-134a, R-410A W klasie palności 2L, prędkość palenia 10 cm/s 32

33 Porównanie palności substancji R-290 (Propan) R-152a R-717 (Amoniak) R-1234yf Safety Rating A3 A2 B2L A2L LFL (vol. %) [kg/m 3 ] 2.2 [0.038] 3.9 [0.130] 15.0 [0.116] 6.2 [0.289] UFL (vol. %) UFL LFL (vol. % - range) MIE (mj) > 5,000 BV (cm/s) HOC (kj/g)

34 EN 378-1: 2016 Wielkość napełnienia Napełnienie (kg) A2L A2 A Powierzchnia (m²) 34

35 Porównanie urządzeń serwisowych Serwisowany czynnik chłodniczy R-404A / R-410A (A1) Opteon XL (A2L) Manometr Standardowy Standardowy Wąż doprowadzający Standardowy Standardowy Klucz dynamometryczny Standardowy Standardowy Kielicharka Standardowy Standardowy Obcinak do rur Standardowy Standardowy Giętarka do rur Standardowy Standardowy Klucz imbusowy Standardowy Standardowy Wentylator, jeśli jest wymagany Standardowy Standardowy Waga Standardowy Standardowy Pompa próżniowa Standardowy Wyłącznik umieszczony z dala od strefy roboczej Gaśnica proszkowa (CO 2 ) Niewymagana Odpowiednia do danego czynnika Detektor gazu Standardowy Z atestem dla klasy 2L Elektroniczny detektor wycieków Standardowy Z atestem dla klasy 2L Stacje odzysku czynnika Standardowy Z atestem dla klasy 2L Butle serwisowe Typ butli zwrotna zwrotna Ciśnienie nominalne butli min 42 bar Gwint zaworu prawy lewy Typ zaworu Standardowy w/g DIN Oznaczenia GHS