Alternatywne czynniki chłodnicze R-1234yf oraz R-744 stosowane w samochodowej instalacji klimatyzacyjnej od 2017 roku

• Autorzy: Bieniek A. , Pysz M. , Mika Ł.

Identyfikatory

DOI

10.24425/123702

Warianty tytułu

EN

Alternative R-1234yf and R-744 refrigerants used in automotive air conditioning since 2017

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zgodnie z dyrektywą Komisji Europejskiej numer 842/2006 (a później 517/2014) od stycznia 2017 roku zakazano stosowania czynników chłodniczych we wszystkich nowych urządzeniach klimatyzacji samochodowej, dla których wskaźnik GWP, charakteryzujący potencjał tworzenia globalnego ocieplenia, wynosi więcej niż 150. Z tego względu, stosowany powszechnie czynnik R-134a zostaje stopniowo wycofywany z użytkowania. Zaczęto poszukiwania alternatywnego czynnika, który spełni wszystkie wymogi. Według międzynarodowych zaleceń, czynnik powinien posiadać przede wszystkim właściwości przyjazne środowisku oraz powinien być bezpieczny w eksploatacji, nie stanowiąc zagrożenia dla życia ludzkiego. W artykule porównano dwie alternatywne substancje, które w większym lub mniejszym stopniu mogą być zamiennikami czynnika R-134a w układach klimatyzacji pojazdów. Są to syntetycznie otrzymywany czynnik oznaczony symbolem R-1234yf z grupy HFO oraz występujący w środowisku naturalnym dwutlenek węgla CO2 o symbolu R-744. W pracy opisano ich budowę chemiczną, właściwości fizyczne oraz termodynamiczne. Zestawiono publikacje naukowe, uwzględniające wyniki badań doświadczalnych wydajności, osiąganych przez układy chłodnicze, w których stosowano porównywane czynniki. Dokonano opisu metodyki badawczej, scharakteryzowano wykorzystane narzędzia oraz przedstawiono najważniejsze, z punktu widzenia autorów artykułu, wyniki badań. Alternatywne czynniki poddano również analizie środowiskowej. Sprawdzono ich wpływ na degradację warstwy ozonowej oraz scharakteryzowano wskaźnik potencjału tworzenia globalnego ocieplenia. Ponadto przeanalizowano kwestie bezpieczeństwa, zgodnie z obowiązującym normami, pod względem palności, toksyczności, klasyfikując poszczególne czynniki do odpowiednich grup bezpieczeństwa. Omówiono negatywne działania czynników na ludzki organizm, podczas eksploatacji urządzeń napełnionych ocenianymi czynnikami oraz ich awarii. Dokonano krótkiego porównania ekonomicznego, analizując obecne ceny czynników i usług serwisowych.

EN

According to The European Commission’s regulation numbers 842/2006 and 517/2014, refrigerants whose Global Warming Potential ratio is more than 150, have been prohibited in mobile air conditioning (MAC) since January 2017. Therefore, the commonly used R-134 gas has been banned. The search for a new refrigerant, which grants all the required criteria, has begun. In accordance with new European standards, the gas should have environmentally friendly properties and should not be noxious to human life while operating. In this paper, two alternative substances, which can substitute the banned R134a, have been compared. This is synthetic R1234yf, which belongs to the HFO group, and carbon dioxide, which exists in the natural environment. The chemical build, physical and thermodynamic properties have been described. Scientific articles, which present and compare the technical results of testing both refrigerants, have been discussed. Comparison results, tools used and research methodology have been described in these articles. Alternative gases have been analyzed for their environmental impact and have been checked on the toxic, flammable, impact on ozone depletion and global warming. The threats to human life due to the use of the new refrigerants have been reviewed. The thesis also comprises an economical comparison between the two gases. A short review and conclusions have been presented at the end of the article.

Słowa kluczowe

PL

R-134a; R-1234yf; R-744; klimatyzacja samochodowa; czynnik chłodniczy

EN

R-134a; R-1234yf; R-744; mobile air conditioning; refrigerants

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 103
• Strony: 117--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bieniek A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Pysz M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Mika Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Akademia R744. Akademia R744 (CO2) – wprowadzenie branży w chłodnictwo oparte na dwutlenku węgla. Mat. III Warsztatów chłodniczych firmy Linus Eco i Prozon.
• [2] Bohdal i in. – Bohdal, T., Charun, H. i Sikora M. 2015. Wybrane aspekty prawno-techniczne i ekologiczne stosowania sprężarkowych pomp ciepła. Rocznik Ochrona Środowiska t. 17, s. 461–484.
• [3] Brown i in. 2002 – Brown, J., Yana-Motta, S. i Domanski, P. 2002. Comparitive analysis of an automotive air conditioning systems operating with CO2 and R134a. International Journal of Refrigeration t. 25, s. 19–32.
• [4] Calm, J. i Hourahan, G. 2011. Physical, Safety, and Environmental Data for Current and Alternative Refrigerants. Refrigeration for Sustainable Development 23rd International Congress of Refrigeration ICR 2011. Praga, 21–26 sierpnia 2011.
• [5] Czynniki… Czynniki chłodnicze, środki spieniające, rozpuszczalniki, oleje chłodnicze i chłodziwa. [Online] http://www.morsmarket.pl [Dostęp: 15.02.2018].
• [6] Dyrektywa 2006/40/WE. Dyrektywa nr 40/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. dotycząca emisji z systemów klimatyzacji w pojazdach silnikowych oraz zmieniająca dyrektywę Rady 70/156/EWG
• [7] Karta…R-1234yf. Karta charakterystyki Tetrafluoropropen (R1234yf). [Online] http://www.linde-gaz.pl [Dostęp: 22.02.2018].
• [8] Karta…R-134a. Karta charakterystyki preparatu chemicznego R134a. [Online] http://www.centrumklima.pl [Dostęp 22.02.2018].
• [9] Kopeć, P. 2015. Influence of refrigerant R1234yf as a substitute for R134a on a perfect refrigeration cycle and exchanger efficiency. Czasopismo Techniczne, 2015, Mechanika, z. 1, s. 31–37.
• [10] Kopeć, P. 2015, a. 2. Ekologiczne i ekonomiczne aspekty czynnika R1234yf jako zamiennika czynnika R134a, stosowanego w klimatyzacji samochodowej. Logistyka nr 6, CD 1, s. 1173–1182.
• [11] Kwang-Il i in. 2013 – Kwang-il, C., Jong-Taek, O., Saito, K. i Jong Soo, J. 2013. Comparison of heat transfer coefficient during evaporation of natural refrigerants and R-1234yf in horizontal small tube. International Journal of Refrigeration t. 41, s. 210–218.
• [12] Lamb, A. 2016. Refrigerant choices for the future – small industrial refrigeration applications. Institute of Refrigeration.
• [13] Mota-Babiloni i in. 2015 – Mota-Babiloni, A., Navarro-Esbrí, J., Barragán, Á., Molés, F. i Peris, B. 2015. Dropin Energy performance evaluation of R1234yf and R1234ze(E) in vapour compression system as R134a replacements. Applied Thermal Engineering t. 71, z. 1, s. 259–265.
• [14] Navarro i in. 2012 – Navarro, E., Martinez-Galvan, I.O., Nohales, J. i Gonzalvez-Macia, J. 2012. Comparative experimental study of an open piston compressor working with R-1234yf, R-134a and R-290. International Journal of Refrigeration t. 36, s. 768–775.
• [15] Reasor i in. 2010 – Reasor, P., Aute, V. i Radermacher, R. 2010. Refrigerant R1234yf Performance Comparison Investigation. International Refrigeration and Air Conditioning Conference. Purdue, 12–15 lipca 2010, paper 1085.
• [16] Rozporządzenie 517/2014. Rozporządzenie (WE) nr 517/2014 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 16 kwietnia 2014 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych i uchylenia rozporządzenia (WE) nr 842/2006
• [17] Rozporządzenie 842/2006. Rozporządzenie (WE) nr 842/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie niektórych fluorowanych gazów cieplarnianych.
• [18] Tuchowski, W. i Nikończuk, P. 2016. Przegląd czynników chłodniczych w klimatyzacji samochodowej. Autobusy – Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe nr 12, s. 479–481.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).