Energijos tiekimas naudojant R290 šilumos siurblius Techninis straipsnis HLH
Atsinaujinančiųjų išteklių šilumos gamybos sistemų naudojimas ir su tuo susijęs išmetamo CO2 kiekio mažinimas yra svarbūs ateities tikslai.
Šilumos siurbliai su natūraliais šaltnešiais atlieka lemiamą vaidmenį.
Pažvelgus į dabartinį projektą Štutgarto priemiestyje Leonberge, matyti, su kokiais sprendimais šiuo metu susiduria inžinieriai ir specialistai planuotojai ir kokia pagrindinė informacija gali būti naudojama kuriant protingą ir ilgalaikį sprendimą klientui.
Leonbergo viduryje, Badeno-Viurtembergo žemėje, šiuo metu statomas vieno didžiausių pasaulyje automobilių tiekėjų terasinis naujas pastatas.
Pastatas, kurio stogo aukštis yra geras 26 metrai, turi tapti nauja darbo vieta apie 2.000 darbuotojų.
Pirmame aukšte yra dienos centras ir restoranas, o likusi naujojo pastato dalis bus naudojama administracinei ir mokslinių tyrimų veiklai.
Nuo 2020 m. Bendrovė galėjo teigti, kad visos jos daugiau nei 400 vietų yra neutralios klimatui.
Todėl naujojo pastato Leonberge dėmesys taip pat buvo sutelktas į tvarumą ir energijos vartojimo efektyvumą.
Pavyzdžiui, šildymo ir vėsinimo reikalavimus turi atitikti oru aušinami aušintuvai ir vandeniu aušinami šilumos siurbliai.
Bet ką čia reikėtų apsvarstyti ir kokie optimizavimai turi įtakos projekto efektyvumui?
Nuo ozono skylės iki amžinos cheminės medžiagos
Šaltnešio pasirinkimas yra neišvengiama bet kurio projekto dalis, nes jis taip pat yra būtinas.
Pasiūla yra didelė, kaip ir dabartinis neapibrėžtumas.
Pvz., ES Parlamentas siekia iš dalies pakeisti vadinamąjį F-Dujų reglamentą.
Reglamentas (ES) Nr. 517/2014 dėl fluorintų šiltnamio efektą sukeliančių dujų galioja nuo 2015 m. sausio 1 d.
Jos tikslas – iki 2030 m. ES sumažinti fluorintų šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą 70 milijonų tonų CO2, o tai atitinka 35 milijonus tonų CO2 ekvivalento.
Dabar šie tikslai turi būti dar kartą pakoreguoti, o terminai sutrumpinti, o tai turės didelį poveikį šilumos siurbliuose naudojamiems šaltnešiams.
Bet pirmiausia pradėkime nuo 1970-ųjų šaltnešių.
Gerai žinoma, kad chlorfluorangliavandeniliai (CFC, pvz., R12) daugiausia lemia ozono sluoksnio ardymą.
Po to, kai tai buvo įrodyta, CFC naudojimas buvo uždraustas.
Perkėlimas įvyko gana greitai, nes hidrofluorangliavandeniliai (HFC) jau buvo įtikinami kaip pakaitalai, turintys panašiai geras termodinamines savybes.
Tačiau tuo metu niekas neįtarė šių medžiagų šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikio.
1997 m. Jungtinių Tautų Kioto protokolas HFC ir HFC priskyrė prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų.
Galiausiai tai yra svarbus žingsnis siekiant apsaugoti žemę nuo chemiškai pagamintų, aplinkai kenksmingų šaltnešių.
Priėmus pirminį 2006 m. potvarkį dėl F-Dujų, 2014 m. išleistą naują leidimą ir 2024 m. pradžioje numatomą pakeitimą, atsirado ir ateina naujų sudedamųjų dalių, kuriomis dar labiau apribojamas fluorintų dujų naudojimas.
Tai jau daro įtaką prieinamumui ir kainoms.
Pagal projektą, kuris šiuo metu svarstomas Europos Parlamente, F dujų, kurių visuotinio atšilimo potencialas (GWP) yra didesnis nei 150, nuo 2030 m. nebebus leidžiama naudoti techninei priežiūrai ir aptarnavimui.
Be to, nuo 2025 m. apskritai uždraustos naujos stacionarios šaldymo sistemos su fluorintais šaltnešiais, apie kurį nuo šių metų vis dažniau diskutuojama, nes nustatyta nauja neigiama šių HFC ir HFC savybė vartojant bendrinį terminą PFAS (per- ir polifluoralkilintos medžiagos).
Tai yra fluoro turinčios medžiagos šaltnešiuose, kurios yra labai patvarios ir taip pat kelia pavojų žmonėms dėl apsinuodijimo aplinka.
Šiuo metu ES svarsto galimybę iš esmės uždrausti šias „amžinai trunkančias chemines medžiagas”.
Alternatyva: natūralūs šaltnešiai
Atsižvelgiant į pirmiau aprašytus neaiškumus, natūralių šaltnešių naudojimas tampa vis svarbesnis.
Pavyzdžiui, šių metų ISH parodoje daugelis gamintojų jau pristatė šilumos siurblius su propano šaldymo grandinėmis.
Propanas (R290) yra angliavandenilis ir daro įspūdį dėl savo išskirtinių termodinaminių savybių ir didelio suderinamumo su aplinka (GWP of 3).
Todėl jai nebus taikomi ES reglamentų draudimai.
Nors šaltnešio propanas yra degios dujos (klasifikuojamos pagal ISO 817 ir ANSI/ASHRAE 34 saugos klasifikacijoje A3), turint reikiamų žinių, su R290 sistemomis galima imtis atsargumo priemonių, kad būtų išvengta bet kokios rizikos šiuo atžvilgiu.
Svarbu, kad sistemos būtų suprojektuotos taip, kad atitiktų teisinius standartus ir specifikacijas.
Kad nuotėkis būtų kuo mažiau tikėtinas, visos jungtys ilgainiui turi būti techniškai sandarios.
Jei vis dėlto įvyktų nuotėkis, įsigaliotų augalų saugos koncepcija, kuri taip pat naudojama Leonberge.
Čia sistemos nuolat stebimos dujų jutikliu, sujungtu su dviejų pakopų sistema.
Dažnai propano sistemą galima nustatyti lauke.
Tai turėtų būti naudojama, kai tik įmanoma.
Propanas yra labai lakus, todėl, tinkamai montuojant lauke, propanas negali kauptis.
Šiandien taip pat yra sprendimų, skirtų naudoti patalpose, projektuojant specialias mašinų patalpas arba naudojant sistemas su mažu šaltnešio įkrovimu ir vėdinamu korpusu, kurį galima išplėsti moduliniu būdu.