Delovanje vseh toplotnih strojev, hladilnikov, toplotnih črpalk ali klimatskih naprav omogočajo hladiva, ki so delovne tekočine. Omogočajo prenos toplote z nižjih na višja temperaturna območja pri čemer morajo izpolnjevati še več drugih kemijsko – fizikalnih zahtev.
|
Nekaj proizvajalcev že ponuja učinkovite toplotne črpalke s hladivom CO2 |
Idealnega hladiva ni
Naloga hladiva ni samo prenos toplote, temveč tudi stabilnost in trajnost, saj mora brez škode prenesti stalne spremembe temperature in prehajanje iz tekočega v plinasto stanje. Bilo naj bi čim manj škodljivo okolju, nestrupeno za ljudi, živali in rastline, brez vpliva na številne materiale uporabljene v kompresorju in cevovodih toplotne črpalke, ter končno tudi cenovno ugodno.
Večina današnjih hladiv še vsebuje halogene elemente, fluor, klor in brom, ki razkrajajo ozonsko plast. Zato stalno razvijajo nova hladiva, ki bi imela dobre termodinamske lastnosti ter čim boljšo toplotno prestopnost med hladivom in kovino. Zmrzišče mora biti nižje od najnižje možne temperature v črpalki, kritični tlak in temperatura pa čim višje nad obratovalnim območjem naprave. Tlak potreben za kondenzacijo naj bo čim nižji, tlak uparjanja čim višji, notranje trenje ali viskoznost v tekočem ali plinastem stanju čim manjša, vsebnost vode pa čim nižja.
Pomembna je varnost
Hladiva so lahko strupena in vnetljiva, zato jih po standardu ASHRAE razvrščajo v šest skupin. Strupenost lahko vpliva na način uporabe, saj takšnih snovi ne smemo uporabljati v napravah za klimatizacijo in prezračevanje,saj bi v primeru okvare z njimi lahko zastrupili uporabnike. Hladiva v primeru okvare in izpusta ne smejo vplivati na živila, zato nekatera od njih niso primerna za naprave za ohlajevanje in skladiščenje hrane. V skupinah (A1, A2, A3, B1,B2, B3), je A1 najmanj nevarna, B3 pa najbolj. S črko je označena toksičnost, s številko (1,2 ali 3) pa vnetljivost. Pri nas predpise in standarde s tega področja uveljavlja in nadzira Agencija Republike Slovenije za okolje, pri čemer upoštevajo nacionalne in EU predpise.
Štiri naravna med hladivi
Med hladiva, ki jih najdemo v naravi spada amoniak (NH3), ki ga srečamo v napeljavah velikih hladilnic, za delovanje pa potrebujemo visoke tlake, do 40 bar. Drugo uporabno hladivo je tudi mešanica propana in butana, ki ga prodajajo v jeklenkah za kuhanje. Ti ogljikovodiki in njihove mešanice so zelo uporabne v hladilni tehniki, glavna pomanjkljivost pa je njihova vnetljivost.
Naslednje odlično hladivo je voda, ki je primerna za delovanje v industrijskih visokotemperaturnih črpalkah,ni vnetljiva ali strupena. Vodne toplotne črpalke delujejo v območju od 80 do 150°C, s testnimi napravami pa so Japonci dosegli celo 300°C. Glavna pomanjkljivost vode kot hladiva je nizka volumska toplotna kapaciteta (kJ/m3), zato so kompresorji veliki in dragi. Četrto hladivo je CO2, ki je nestrupen, ni vnetljiv ali koroziven. S stalnimi izboljšavami mu znižujejo delovni tlak, trenutno pa z njim še ne dosegamo zadovoljivega COP števila. Mnogi proizvajalci trdijo, da bodo v petih letih CO2 toplotne postale standardni izdelek za splošno uporabo.
Povezane vsebine
