Hűtőközegek csoportosítása
Az ökológiai szempontok és a szabályozás áttekintése után felvázoljuk a hűtőközegeket több szempontból történő csoportosítási lehetőségeit:
Üzemi hőmérsékletszintek szerint megkülönböztetünk alacsony, közepes, nagy és igen nagy elpárolgási hőmérsékletekre alkalmas hűtőközegeket. Jelölésük az előbbi sorrendben: L, M, H, HH. Felhasználási területük a fagyasztás, hűtés, klimatizálás, illetve a hőszivattyúk.
Üzemi nyomásszintek szerint kis, közép- és nagynyomású hűtőközegekről beszélhetünk. A kisnyomású hűtőközegeket a nagyobb elpárolgási hőmérsékletek tartományában a klímaberendezésekben alkalmazzák. Kisnyomású hűtőközeg például az R407A jelű hűtőközeg. A középnyomású hűtőközegek közé tartozik például az ammónia vagy az R134a, ezek közepes elpárolgási hőmérsékletnél, általános hűtési célokra használhatók. A nagynyomású közegeket az alacsony elpárolgási hőmérsékleteknél, mélyhűtő rendszerekben használják. Ilyen hűtőközeg többek között az R744 jelű szén-dioxid.
A hűtőközegeket csoportosíthatjuk veszélyességük alapján is. A veszélyességet a gyúlékonyság, illetve a mérgező hatás jelenti. Az MSZ EN 378-1:2017 szabvány megkülönbözteti a kisebb és nagyobb mérgező hatású, valamint kisebb és nagyobb gyúlékonyságú hűtőközegeket, ez utóbbi szétválasztást kiegészítve azokkal, ahol nincs lángterjedés. Az ASHRAE (Amerikai Hűtő- Fűtő és Klimatizáló Mérnökök Egyesülete) mérgező hatás szerint „A” osztályba a nem mérgező és „B” osztályba pedig a mérgező hűtőközegeket sorolja. Tűzveszélyességi osztályozása alapján 1-es osztályúak a nem éghető hűtőközegek, 2-es osztályúak azok, melyeknek lángterjedési sebességük közepes 0,1 kg/m³ tömegkoncentráció felett és az égéshőjük kisebb, mint 19 MJ/kg, 3-as osztályúak pedig a 0,1 kg/m³ tömegkoncentráció alatt is könnyen éghető hűtőközegek, melyeknek égéshője nagyobb, mint 19 MJ/kg.
Jelölésüket a 2.2.1. és 2.2.2. számú ábrákon láthatjuk.
Hűtőközegek veszélyessége |
Nem vagy kevésbé mérgező |
Erősen mérgező |
||
Besorolás |
Példa |
Besorolás |
Példa |
|
Nem gyúlékony |
A1 |
Szén-dioxid (R744) |
B1 |
Diklór-trifluor-etán (R123) |
Kevésbé gyúlékony |
A2 |
Difluor-metán (R32) |
B2 |
Ammónia (R717) |
Erősen gyúlékony |
A3 |
Izobután (R600a) |
B3 |
2.2.1. táblázat. Hűtőközegek veszélyesség szerinti besorolása
Az európai és ezzel együtt a magyar szabvány a fentieket az L osztályokba sorolja a következőképpen: az L1-es csoportba tartoznak a kisebb mérgező hatású hűtőközegek, melyeknél nincs lángterjedés. Az L2-es csoportot a kisebb mérgező hatású és kisebb gyúlékonyságú, valamint a nagyobb mérgező hatású, de kisebb gyúlékonyságú vagy lángterjedés nélküli hűtőközegek alkotják. Értelemszerűen a legveszélyesebbek a nagyobb gyúlékonyságú hűtőközegek, akkor is, ha kisebb a mérgező hatásuk. Ezek kapták az L3 jelölést.
Egyszerűsített csoportosítás |
L1 |
L2 |
L3 |
2.2.2. táblázat. Hűtőközegek egyszerűsített veszélyességi csoportosítása
Az összetétel alapján tiszta és keverék hűtőközegeket különböztetünk meg.
A tiszták közé tartoznak a természetes alapanyagú hűtőközegek, a szénhidrogének és a halogénezett szénhidrogének. A halogénezett szénhidrogének tovább csoportosíthatók a bennük szereplő halogén elemek alapján, erre a bontásra még visszatérünk a hűtőközegek jelölése kapcsán.
A keverék hűtőközegeket blendeknek is nevezik. Két nagy csoportjuk az azeotróp és a zeotróp blendek. A megkülönböztetés alapja, hogy változik-e a hőmérséklet a halmazállapotváltozásuk közben: a zeotróp blendeknél igen, az azeotróp blendeknél nem. A zeotróp keverékek esetében fontos megjegyezni, hogy egy adott nyomáshoz tartozó halmazállapot-változási hőmérsékletük nem egy fix érték, hanem a két szélsőérték megadásával történik. A két hőmérséklet különbségét hőmérsékletcsúszásnak, angolul glide-nak nevezzük. Felhasználásuknál számításba kell venni a keveréknek ezt a tulajdonságát. Fontos tudni azt is, hogy a zeotróp blendek szivárgása esetén az összetevők aránya megváltozik, mely a hűtőkörfolyamat jellemzőinek megváltozását okozhatja.
A hűtőközegeknek létezik egy olyan csoportosítása is, mely a környezetvédelmi szempontokat veszi alapul. A természetes hűtőközegeket, így pl. az ammóniát nem tekintjük környezetkárosító anyagnak. A részlegesen fluorozott szénhidrogének a hosszú távú hűtőközegek elnevezést kapták, hiszen az ózonpajzsot nem károsítják, bár az üvegházhatást növelik. A részlegesen klórozott és fluorozott szénhidrogének a szabályozott felhasználási idejű hűtőközegek, az ózonréteg és az üvegházhatás szempontjából is van valamekkora károsító hatásuk. A tiltott hűtőközegek a klórozott, fluorozott szénhidrogének, melyek kiváló hűtéstechnikai tulajdonságokkal bírnak ugyan, de a környezetvédelmi kívánalmaknak egyáltalán nem felelnek meg, ezért már a gyártásuk, sőt, a szerviz céljára szolgáló utántöltésük is tilos.