U hlađenju i klimatizaciji nastupilo je doba velikih promjena
Sve stroži propisi u vezi s primjenom radnih tvari u cijelom svijetu donijeli su goleme promjene u rashladnu i klimatizacijsku tehniku. Koja je njihova svrha i što sve to znači za proizvođače, projektante, instalatere, održavatelje i vlasnike rashladnih i klimatizacijskih uređaja pojašnjava prof. em. Tonko Ćurko, dipl. ing, dugogodišnji profesor Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu i predsjednik Hrvatske udruge za rashladnu i klima-tehniku i dizalice topline.
• Za početak, zašto je uopće započeo taj proces zamjene radnih tvari, odnosno zašto se u svijetu raznim zakonima i propisima sve više zahtijeva napuštanje primjene najprije halogeniranih, a sada i fluoriranih ugljikovodika za okoliš prihvatljivijim radnim tvarima?
– Spoznaja čovjeka o klimatskim promjenama na Zemlji, utvrđivanje uzroka i predviđanje posljedica, navela je na sustavno promišljanje o budućnosti i održivosti postojećeg načina življenja i želje za razvitkom. Temeljni čimbenik spomenutih promjena je stanje atmosfere, odnosno njeno onečišćenje uzrokovano emisijom štetnih tvari, odnosno plinova. Ravnotežno stanje atmosfere je poremećeno prvenstveno emisijom stakleničkih plinova koji dovode do globalnog zatopljenja i emisijom tvari koje oštećuju ozonski sloj u atmosferi, čime se remeti održivost flore i faune. Halogenirani zasićeni ugljikovodici koji u svojoj strukturi sadrže klor (Cl) i fluor (F), zajedničkim imenom nazvani freoni, koji su imali ili imaju široku primjenu u rashladnoj i klima-tehnici, znatno utječu na obje uočene promjene, tj. na globalno zatopljenje (efekt staklenika) i na razgradnju ozona (ozonske rupe).
Treba istaknuti da su freoni samo jedan, znatno manji dio ukupnog spektra plinova koji uzrokuju globalno zatopljenje. Najznačajniji uzročnik globalnog zatopljenja je pojačana emisija ugljik-dioksida (CO2), međutim freoni imaju znatno veći specifični utjecaj od CO2, tj. do nekoliko tisuća puta veći, ali količinski je njihova emisija u atmosferu znatno manja. U razgradnji ozona, freoni koji sadrže klor, točnije opisano CFC (eng. ChloroFluoroCarbons) i HCFC (eng. HydroChloroFluoroCarbons) su daleko najznačajniji i, ako se zanemare prirodni procesi u atmosferi, onda su jedini uzročnik razgradnje ozona. Treba navesti još i treću grupu freona nazvanu HFC (eng. HydroFluoroCarbons) kao vrstu freona koja ne oštećuje ozonski sloj, s potencijalom razgradnje ozona ODP = 0 (eng. Ozone Depletion Potential), ali jedan dio iz te vrste koji se danas često koriste, kao npr. R 134a, R 404A, R 410a, R 407C značajno utječe na globalno zatopljenje, njihov GWP (eng. Global Warming Potential) iznosi 1300 – 3900. Drugi dio freona iz vrste HFC, kao npr. R 32, ima ODP < 750 i njihova primjena danas je u porastu. Ovdje treba još dodati i grupu nezasićenih halogeniranih ugljikovodika, HFO (eng. HydroFluoroOlefins) čiji je ODP = 0, a utjecaj na globalno zatopljenje neznatan, GWP = 1.
• Koji su to najvažniji međunarodni sporazumi iz tog područja?
– Odgovor čovjeka na uočene promjene sa ciljem smanjenja i ukidanja emisije štetnih plinova rezultirao je nizom dogovora o sustavnom gospodarenju štetnim tvarima i zamjenom radnih tvari u rashladnoj i klima tehnici. Započelo se 1987. godine usvajanjem Montrealskog protokola kojemu su pristupile sve zemalje svijeta pa se kao takav smatra najuspješnijim u povijesti čovječanstva. On regulira način korištenja, ali i u potpunosti ukida potrošnju tvari koje oštećuju ozonski sloj. Vremensko razdoblje primjene pojedinih odredbi Protokola različito je za pojedine zemlje potpisnice Protokola, što ovisi o bruto domaćem proizvodu (BDP) i o stupnju tehnologijskog razvitka. Hrvatska je s danom potpisivanja svrstana u grupu zemalja Članka 5, tj. u grupu zemalja u razvoju.
Na temelju Konvencije UN-a o promjeni klime iz 1992. godine, u Kyotu je 1997. prihvaćen Kjotski protokol kojim industrijski razvijene države svijeta prihvaćaju obvezu smanjenja emisije stakleničkih plinova. Stupio je na snagu 2005. godine, nakon ratifikacije od strane 55 najrazvijenijih država svijeta, osim SAD-a. Za Hrvatsku je utvrđeno smanjenje emisije za 5% u odnosu na referentnu godinu u razdoblju 2008. – 2012. s nizom detalja vezanih uz provedbu. Hrvatska je postala punopravna članica Kjotskog protokola 2007. godine. RH je u tom razdoblju svrstana u grupu zemalja Članka 2 Montrealskog protokola, tj. u grupu zemalja u kojima je sustav primjene pojedinih odredbi već toliko uznapredovao da se pomoć međunarodnih fondova za provedbu može umanjiti ili gotovo ukinuti.
Montrealski i Kjotski protokol smatraju se temeljnim međunarodnim dokumentima vezanim uz smanjenje emisije štetnih plinova. Slijedio je niz međunarodnih konferencija i dogovora, završno s Pariškim sporazumom o klimatskim promjenama iz 2015. godine. Sporazum uključuje plan djelovanja i niskougljičnog razvitka čiji cilj je globalno zatopljenje ograničiti na razini 'znatno manjoj' od 2 °C u usporedbi s predindustrijskim razinama te da će se ulagati napori da se taj porast ograniči na 1,5 °C.
Sporazum obuhvaća razdoblje od 2020. godine nadalje. Prije Pariške konferencije i za vrijeme njezina trajanja zemlje sudionice, među kojima i Hrvatska, su podnijele sveobuhvatne nacionalne planove klimatskog djelovanja za smanjivanje emisija. Pariški sporazum stupio je na snagu u studenom 2016. godine, nakon što su zadovoljeni uvjeti, odnosno nakon što ga je ratificiralo barem 55 zemalja koje su odgovorne za 55 % ili više globalnih emisija stakleničkih plinova. Cilj Sporazuma je smanjiti emisije stakleničkih plinova za najmanje 40% kako bi se ublažile posljedice globalnog zatopljenja i zaustavio daljnji rast temperature zraka. Pariški sporazum potpisalo je 195 zemalja, a Hrvatska je 147. koja ga je ratificirala.
• No, tim se sporazumima rješava samo dio problema?
– Vezano uz radne tvari u rashladnoj i klima-tehnici, potrebno je istaknuti da je primjenom onih koje ne utječu na razgradnju ozona, iz grupe freona to su HFC-i i HFO-i čiji je ODP = 0, riješen problem razgradnje ozona, ali je još uvijek ostao otvoren problem utjecaja na globalno zatopljenje. Budućnost radnih tvari treba, dakle, graditi na primjeni prirodnih radnih tvari bez utjecaja na globalno zatopljenje kao što su amonijak (R 717) i ugljik-dioksid (R 744), ugljikovodici iz grupe HC (eng. HydroCarbons) kao što su propan (R 290), izobutan (R 600a) i propilen (R 1270) te freona iz grupe HFO-a kao što su R 1234yf, R 1234ze i R 1233zd. Zajedničkim imenom takve radne tvari, s nikakvim ili malim utjecajem na globalno zatopljenje u stručnoj literaturi nazivaju se tvarima niskog potencijala globalnog zatopljenja (eng. Low GWP Refrigerants).
• Koja su sve to nova rješenja za postojeće, a koja za nove rashladne i klimatizacijske uređaje? Koja su njihove glavne značajke i područja primjene?
– Rješenja su raznovrsna i neprekidno se pojavljuju nova. Ona su rezultat istraživanja, tehnologijskog razvitka, ali i interesa pojedinih sudionika u tehnologiji rashladne i klima-tehnike, prvenstveno proizvođača opreme. Kontinuirano se nude nove radne tvari. To se odnosi na grupe HFC-a i HFO-a. Osnovni kriterij odabira je što manji utjecaj na globalno zatopljenje i bez utjecaja na razgradnju ozona. Što se tiče prirodnih radnih tvari, one su poznate odavno, od samih začetaka razvitka rashladne tehnike krajem 19. stoljeća. Nakon pojave freona tridesetih godina prošlog stoljeća primjena im je bila u zastoju, ali danas sve navodi na povratak i porast njihove primjene, a razvoj nove opreme za te radne tvari je u punom zamahu.
Za postojeće sustave, u kojima su se koristili ili se još uvijek koriste CFC-i ili HCFC-i, postoji mogućnost zamjene radnih tvari novima, ekološkima i regulatorno prihvatljivima. Nova radna tvar odabire se tako da ima što je moguće sličnija ili gotovo identična termofizikalna svojstva kako bi zamjena zahtijevala što manje neophodnih izmjena u postojećem sustavu. Postupak je nazvan eng. Retrofitting i njime se produljuje vijek korištenja postojeće opreme. Prikupljena stara radna tvar i ulje zbrinjavaju se kontroliranim i regulatorno određenim postupkom. Prilagodba novoj radnoj tvari ili zamjena pojedinih dijelova opreme, ispiranje sustava, prilagodba parametara rada, tlakova i temperatura, zamjena ulja za podmazivanje su postupci koji se uobičajeno provode. Što se tiče novih sustava, danas se isključivo koriste radne tvari bez utjecaja na razgradnju ozona, ODP = 0, te s malim ili bez utjecaja na globalno zatopljenje, GWP << ili GWP = 0. Preporuka odabira radnih tvari ovisno o području primjene, razini temperatura hlađenja, rashladnom učinu i sigurnosnim ograničenjima, prikazana je tablicom. U tablici su, osim freona, prikazane i prirodne radne tvari R 717 i R 744 iz tzv. Low-GWP grupe.
Primjena |
CFC/HCFC |
Retrofitting |
Novi sustavi |
Klimatizacija i industrijsko hlađenje |
R-11 |
R-123 |
R-134a |
R-12 |
R-134a, R-401a |
R-290 |
|
R-22 |
R-407C |
R-407C, R-410A
|
|
Split i prozorski klima uređaji |
R-22 |
R-407C |
R-407C, R-410A |
Avionski klima uređaji |
R-12, R-12B1 |
R-124 |
R-124 |
Automobilski klima uređaji |
R-12 |
R-134a, R-401c |
R-134a, R-1234yf
|
Hladnjače iznad 0°C |
R-12 |
R-401a,b |
R-134a |
Kućanski aparati i mali komercijalni rashladni uređaji |
R-12 |
R-401a,b |
R-134a, R-600a |
Laki komercijalni uređaji |
R-22 |
R-404a |
R-404a |
Hladnjače ispod -18°C
|
R-502
|
R-402a
|
R-404a
|
Pokretne hladnjače (kamioni, vagoni) za smrznutu robu |
R-502, R-12
|
R-402a
|
R-404a
|
Komercijalni rashladni uređaji, oko i iznad °C |
R-12 |
R-401b |
R-134a |
Komercijalni rashladni uređaji, niske i srednje temperature |
R-22 |
R-404a |
R-404a, R-507
|
Vrlo niske temperature |
R-13B1
|
R-508a,b |
R-32
|