Το φαινόμενο του θερμοκηπίου αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα που απασχολεί σε μεγάλο βαθμό την επιστημονική κοινότητα. Οι επιπτώσεις του αφορούν την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της επιφάνειας της Γης που επιφέρει κλιματική αλλαγή. Η κλιματική αυτή αλλαγή προκαλεί ακραία καιρικά φαινόμενα, μετατοπίσεις πληθυσμών ζώων, αύξηση της στάθμης της θάλασσας και πολλά ακόμα προβλήματα.

Γράφει ο Πέτρος Δαλαβούρας, Αρχιτέκτων μηχανικός Ε.Μ.Π.,  MSc W.S.A. BREEAM assessor, ASHRAE BEMP Certified, nZEB Designer

Για την εταιρεία ΓΕΝΙΚΗ ΨΥΚΤΙΚΗ Α.Τ.Ε.Κ.Ε.

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου επιτείνεται όσο συνεχίζεται λόγω ανθρώπινης δραστηριότητας η απελευθέρωση των λεγόμενων αερίων του θερμοκηπίου, αέρια δηλαδή που παγιδεύουν την θερμότητα στην επιφάνεια της Γης. Ένας από τους τομείς που έχει σημαντικό μερίδιο ευθύνης στην απελευθέρωση αερίων του θερμοκηπίου είναι ο τομέας της ψύξης και του κλιματισμού. Για τον περιορισμό της χρήσης φθοριούχων ψυκτικών ρευστών η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει εκδώσει τον Ευρωπαϊκό Κανονισμό Φθοριούχων Αερίων. Βάση αυτού του κανονισμού σε νέες εγκαταστάσεις μονάδων κλιματισμού τύπου split το ψυκτικό ρευστό που χρησιμοποιείται θα πρέπει να έχει GWP μικρότερο από 750. Ο δείκτης GWP (Global Warming Potential), αποτελεί το ισοδύναμο διοξειδίου του άνθρακα του κάθε ψυκτικού ρευστού, άρα το κατά πόσο επηρεάζει το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Το ψυκτικό ρευστό R32 με GWP=675 αποτελεί αυτή τη στιγμή μονόδρομο για χρήση σε κλιματιστικές μονάδες τύπου split και όλοι οι κατασκευαστές πλέον το χρησιμοποιούν σχεδόν αποκλειστικά. Σε σχέση με το R410A, που ουσιαστικά αντικαθιστά, το R32 έχει ελαφρώς καλύτερη απόδοση και αποδοτικότητα και δουλεύει σε ελαφρώς υψηλότερη πίεση κατάθλιψης. Επιπλέον έχει μεγαλύτερη ογκομετρική απόδοση άρα τα συστήματα R32 είναι μικρότερα Το πρόβλημα όμως είναι ότι το R32 κατατάσσεται στην κατηγορία A2L που σημαίνει είναι ελαφρώς εύφλεκτο. Αυτό δημιουργεί περιορισμούς στην ποσότητα πλήρωσης ενός συστήματος που χρησιμοποιεί R32, βάσει του ευρωπαϊκού κανονισμού ΕΝ378.

Η μέγιστη ποσότητα των εύφλεκτων ψυκτικών ρευστών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από:

  • Τη θέση του εξοπλισμού
  • Τη χρήση του χώρου που εξυπηρετεί
  • Τον τύπο του συστήματος

Σε εγκατάσταση ψύξης / θέρμανσης ανέσεως η μέγιστη ποσότητα πλήρωσης δίνεται από τον τύπο:

Μ=2,5 x LFL1,25 x h x √A, όπου

Μ = Μέγιστη πλήρωση, σε kg
LFL = Κατώτερο όριο ανάφλεξης, σε kg/m3
h = Ύψος της μονάδας, σε m (0,6 για τοποθέτηση στο πάτωμα,
1,0 για το παράθυρο, 1,8 για τον τοίχο και 2,2 για την οροφή)
Α = Διάσταση χώρου, σε m2

Για παράδειγμα ένα κλιματιστικό τύπου split σε ένα δωμάτιο 9×5,5m έχει μέγιστη ποσότητα πλήρωσης:

Μ=2,5 x 0,3071,25 x 2,2 x √(9×5,5) = 8,84 kg

Σε εγκατάσταση που δεν είναι ανέσεως υπάρχουν 2 όρια:

  • Το «πρακτικό όριο» που εξαρτάται από το μέγεθος του δωματίου
  • Η «συνολική μέγιστη ποσότητα πλήρωσης» που εξαρτάται από την χρήση του χώρου και το σημείο τοποθέτησης του εξοπλισμού.

Όποιο από τα δύο είναι χαμηλότερο ισχύει.

Το πρακτικό όριο προκύπτει από τον όγκο του δωματίου επί το κατώτερο όριο ανάφλεξης του ψυκτικού ρευστού άρα για το R32:

LFL=0,307 kg/m3
m1= 4 * 0,307 * 1,5 = 1,8 kg για δωμάτιο 4 κυβικά μέτρα
m2= 26 * 0,307* 1,5 = 11,97 kg για δωμάτιο 26 κυβικά μέτρα
m3= 130 * 0,307 *1,5 = 59,87 kg για δωμάτιο 130 κυβικά μέτρα

Ο συντελεστής 1,5 προστέθηκε στην τελευταία αναθεώρηση του ευρωπαϊκού κανονισμού ΕΝ378 το 2018.

Η συνολική μέγιστη ποσότητα πλήρωσης προκύπτει από πίνακες του ευρωπαϊκού κανονισμού ΕΝ378 ανάλογα με τον χώρο που εξυπηρετούν και το είδος της εγκατάστασης.

Για την ανάφλεξη του R32 απαιτούνται 3 συνθήκες ταυτόχρονα ώστε να επιτευχθεί:

  1. Η συγκέντρωση του R32 στον αέρα να είναι μεταξύ 14% και 31% κατά όγκο.
  2. Να υπάρχει πηγή ανάφλεξης (για θερμοκρασίες χαμηλότερες του ορίου αυτανάφλεξης).
  3. Το αναφλέξιμο μίγμα αερίου θα πρέπει να έχει ταχύτητα μικρότερη από 3 με 4 την ταχύτητας καύσης του (6,7cm/sec για το R32). Στην περίπτωση ενός συστήματος split καθώς το R32 είναι βαρύτερο από τον αέρα αν υπάρχει απώλεια λόγω βαρύτητας το R32 που διέρρευσε θα ξεπεράσει 4 φορές την ταχύτητα καύσης του λόγω βαρύτητας μέσα σε 40cm. Ωστόσο δεν μπορεί να μεταδώσει οριζόντια φλόγα.