Bedrijven in de voedings- en drankensector die een koelsysteem nodig hebben dat licht bevriest, stappen steeds vaker over van de traditioneel gebruikte NH3 (ammoniak) op HFO (Hydrofluoro-olefine) koelmiddelen. Deze verbeteren de duurzaamheid, verhogen de prestaties en drukken de kosten aanzienlijk.

Duurzame bedrijven hebben duurzaamheidsdoelstellingen en kunnen het Global Warming Potential (GWP) van koelvloeistoffen niet verwaarlozen bij het kiezen van het meest geschikte koelsysteem.

IDEALE EIGENSCHAPPEN KOUDEMIDDEL

Het ideale koudemiddel is niet giftig, niet ontvlambaar, niet explosief, niet corrosief, milieuvriendelijk, goedkoop, gemakkelijk te produceren en te hanteren en met goede thermodynamische eigenschappen bij werking bij lage druk.
HFO-koelmiddelen voldoen aan deze criteria. Zij hebben geen ODP (Ozone Depletion Potential) en een laag GWP (Global Warming Potential). R1234ze is een synthetisch HFO-koelmiddel in plaats van een natuurlijk koelmiddel zoals ammoniak, heeft een GWP-waarde van minder dan 1, lager dan het natuurlijke koelmiddel CO2 en creëert geen TFA (trifluorazijnzuur). Ammoniak heeft een GWP van nul. De twee vloeistoffen zijn vanuit dit oogpunt zeer vergelijkbaar.

GESCHIEDENIS EN REGULERING VAN KOUDEMIDDELEN

De eerste commerciële koelmiddelen maakten gebruik van giftige of ontvlambare gassen, zoals ammoniak, methylchloride of propaan, die bij lekkage tot dodelijke ongevallen konden leiden. Later werden niet-giftige en niet-ontvlambare koelmiddelen ontwikkeld: chloorfluorkoolstofgas (CFK), bekend als R-12, chloorfluorkoolwaterstof (HCFK), gewoonlijk R-22, en fluorkoolwaterstofkoelmiddelen (HFK). Deze koudemiddelen werden vaak gebruikt voor industriële doeleinden omdat zij een hoog niveau van veiligheid en efficiëntie boden in combinatie met lage installatiekosten. De meeste van deze veelgebruikte koelmiddelen zijn broeikasgassen die bijdragen tot de opwarming van de aarde en de ozonlaag kunnen aantasten wanneer zij in de atmosfeer terechtkomen.

Het Protocol van Montreal in 1987 en het Protocol van Kyoto in 1997 hebben geleid tot een verschuiving naar koelmiddelen met een geringer milieueffect. In de EU is in 2002 regelgeving van kracht geworden die het gebruik van HCFK-koelmiddelen die de ozonlaag afbreken, zoals R-22, in nieuwe systemen verbiedt.

In 2015 is de F-gasregelgeving van de EU in werking getreden om de uitstoot van gefluoreerde broeikasgassen (F-gassen) te verminderen door middel van uitfaseringsquota, verboden en onderhoudsvoorschriften.
Deze regelgeving en de vraag van de markt naar milieuvriendelijkere oplossingen hebben geleid tot veel innovatie in HVAC-temperatuurregeling met veel nieuwe koelmiddelen, zoals R-454b en R-513a.

VEILIGHEIDSKLASSIFICATIES VAN KOUDEMIDDELEN

Koudemiddelen worden ingedeeld op basis van hun toxiciteit en ontvlambaarheid. Er zijn twee klassen voor toxiciteit: lagere toxiciteit (klasse A) waarbij de toxische concentraties lager zijn dan of gelijk zijn aan 400 delen per miljoen (PPM) per volume en hogere toxiciteit (klasse B).

Er zijn vier klassen van ontvlambaarheid: 1, 2L, 2 of 3. Klasse 1 is voor koelmiddelen die geen vlamverspreiding vertonen bij 140°F (60°C) tot klasse 3 zeer licht ontvlambaar. De subklasse 2L is bedoeld om rekening te houden met de lagere ontvlambaarheidseigenschappen van de nieuwe koelmiddelen met een laag GWP, zoals HFOS (hydrofluoroolefines), zoals R-1234yf en R-1234ze.

ODP EN GWP

Alle koelmiddelen hebben een ODP (Ozone Depletion Potential) en een GWP (Global Warming Potential) waarde. Het ODP is de relatieve mate van aantasting van de ozonlaag.

GWP (Global Warming Potential) is de warmte die wordt geabsorbeerd door een broeikasgas in de atmosfeer, als een veelvoud van de warmte die zou worden geabsorbeerd door dezelfde massa kooldioxide (CO2). Het GWP geeft aan hoe schadelijk koelmiddelen voor het milieu kunnen zijn in vergelijking met C02, dat een GWP van 1,0 heeft.

ONTWIKKELING VAN TRANE KOELMIDDELEN

Trane heeft ruime ervaring in het ontwerpen van producten die werken met koudemiddelen met een laag GWP. Het volledige gamma van schroefcompressor en hogesnelheids-centrifugaalcompressor koelers is reeds beschikbaar met koelmiddelalternatieven met laag GWP zoals R-1234ze, R-515b en R-513a. Het volledige gamma Trane scroll units is overgeschakeld op R-454B als de optie met de laagste GWP-waarde om R-410a te vervangen en tegelijk de hoge efficiëntie te maximaliseren. Specifiek in vergelijking met ammoniaksystemen gebruiken Trane-koelmachines koelmiddelen die niet giftig zijn, eenvoudiger onderhoud vereisen, lagere eerste kosten en een laag GWP hebben.

BELANGRIJKE TERMEN GEDEFINIEERD

ODP - Ozone Depletion Potential - mate waarin een stof de ozonlaag kan afbreken; alle metingen ten opzichte van een vergelijkbare massa CFK-11, die is geïndexeerd op 1,0.
GWP - Global Warming Potential - mate waarin een broeikasgas warmte vasthoudt in de atmosfeer; alle metingen ten opzichte van een vergelijkbare massa kooldioxide (CO²), die is geïndexeerd op 1,0. De ophoping van broeikasgassen kan klimaatverandering veroorzaken.
CFK's - chloorfluorkoolwaterstoffen (bijv. R-11, R-12) - in 1996 uitgefaseerd krachtens het Protocol van Montreal vanwege hun zeer hoge ODP's. Aanzienlijke invloed op zowel de aantasting van de ozonlaag als de opwarming van de aarde als gevolg van hun chloor- en fluoratomen en zeer lange atmosferische levensduur.
HCFK's - chloorfluorkoolwaterstoffen (b.v. R-22, R-123) - bevatten ook chloor, maar dragen minder bij tot de aantasting van de ozonlaag en de klimaatverandering vanwege hun kortere atmosferische levensduur. Worden wereldwijd nog gebruikt, maar hebben in het kader van het Protocol van Montreal uitfaseringsdata gepland.
HFK's - Fluorkoolwaterstoffen (b.v. R-134a, R-404A, R-407C, R-410A) - bevatten geen chloor, maar hebben door hun fluorgehalte wel een hoog GWP. Momenteel wordt gestreefd naar wereldwijde uitbanning in het kader van het Protocol van Montreal.
HFO's en HCFO's - Hydrofluoro-olefinen (b.v. R-1234yf, R-1234ze) en Hydrochlorofluoroolefinen - koelmiddelen van de volgende generatie die de ozonlaag niet aantasten, een zeer laag GWP hebben en zeer kort in de atmosfeer blijven (gemeten in dagen vs. jaren of decennia).
HFO BLENDS (b.v. R-452b, R-454b, R-513a, R-514a) - mengsels met een HFO met een lager GWP.


Zie Duurzame HVAC-systemen voor lage temperaturen

Meer informatie over R1234ze koelmiddel