Pompa ciepła na propan. Co powinieneś wiedzieć o nowej generacji pomp ciepła?

Czynniki syntetyczne stosowane w pompach ciepła takie jak R410 i R32 są z nami obecne od wielu lat. Ich właściwości pozwoliły na największy w historii rozwój technologii pomp ciepła. Wysokie efektywności, wysoki poziom bezpieczeństwa gwarantowały przez lata korzystanie z nisko awaryjnych urządzeń grzewczych. Rozwój technologii beziskrowych, w połączeniu z procedurami bezpieczeństwa pozwolił na powrót do korzeni, to znaczy do czynników naturalnych takich jak R290. Obecnie jesteśmy w najbardziej komfortowym momencie historii, gdyż na rynku obecne są jednocześnie urządzenia w pełni ekologiczne oparte o czynnik R290, jak i te pracujące z czynnikami syntetycznymi. Pozwala to na wybór rozwiązania zależnie od naszych priorytetów czy oczekiwań,  korzystając z najlepszych cech wszystkich dostępnych rozwiązań. Sprawdźmy zatem mankamenty i wyzwania związane z pompami ciepła na propan. 

Jaki gaz najlepszy do pompy ciepła?

Wybór odpowiedniego czynnika chłodniczego do pomp ciepła stanowi kluczowe zagadnienie nie tylko z punktu widzenia efektywności energetycznej, ale także w kontekście ochrony środowiska. Czynniki chłodnicze pełnią rolę medium do transportu energii, podobnie do  krwi w ciele człowieka oraz są one niezbędne dla pracy układu chłodniczego którego sercem jest sprężarka. Biorąc pod uwagę negatywny wpływ niektórych gazów, jak CFC (chlorofluorowęglowodory) czy HCFC (wodorochlorofluorowęglowodor), na warstwę ozonową oraz ich wkład w globalne ocieplenie, wybór odpowiedniego czynnika staje się sprawą o fundamentalnym znaczeniu. W odpowiedzi na ścisłe regulacje, wprowadzone głównie przez Unię Europejskią, przemysł wykorzystuje alternatywne substancje, które są bezpieczniejsze dla środowiska, a przy tym zapewniają efektywną wymianę ciepła. To właśnie te mniej szkodliwe preparaty, stosowane zgodnie z przepisami i zasadami bezpieczeństwa, wyznaczają dzisiejsze standardy dla systemów ogrzewania, będąc tym samym najlepszym wyborem dla nowoczesnych pomp ciepła. Tą odpowiedzią na przepisy prawne, będącą zarazem przyjazną dla środowiska i efektywną w działaniu alternatywą, jest propan R290.

Propan R290 – czym jest ten naturalny czynnik chłodniczy?

Przez ograniczenia legislacyjne na rynku nie ma wielu alternatyw dla  czynników naturalnych. Perspektywa wprowadzanych zmian w długofalowym ujęciu kieruje Nasza uwagę w stronę czynników o jak najniższym GWP i toksyczności dla środowiska. Tym samym urządzenia zasilane propanem mogą zmonopolizować rynek pomp ciepła. Co stawia na czele czynnik R290 w wyścigu czynników? Przede wszystkim jego niska wartość wskaźnika GWP wynosząca 3, świadcząca o niemal zerowym wpływie na efekt cieplarniany w przypadku wycieku. 

Dodatkowo zakres jego wykorzystania nie zostanie ograniczony kolejnymi zaostrzeniami ustawy F-gazowej, ponieważ pod nią nie podlega ze względu na swoje naturalne pochodzenie. Od strony termodynamicznej czynnik charakteryzują duże wartości współczynnika przewodzenia ciepła i niższe ciśnienia pracy w porównaniu do R32 oraz R410. Dodatkowo jego niska gęstość (do 5 razy niższa od R410 i R32) sprawia, że masowo potrzeba go dużo mniej w pompie ciepła. Kolejne korzyści płynące z jego użycia to brak konieczności utylizacji, prowadzenia ewidencji oraz zakładania kart urządzeń. Niestety ten czynnik posiada też wady słabsze strony, które nie tyle ingerują w sprawność propanowych pomp ciepła, co ograniczają zakres miejsc ich montażu. 

Pompa ciepła na propan R290

Pompy ciepła zasilane propanem R290 stanowią innowacyjne rozwiązanie wśród systemów grzewczych, które coraz śmielej konkuruje na rynku z tradycyjnymi czynnikami chłodniczymi. R290, czyli propan, określany jest mianem czynnika przyszłości ze względu na swój zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP = 0) i wyjątkowo niski współczynnik wpływu na efekt cieplarniany (GWP = 3). Jest to ogromna przewaga nad popularnymi obecnie F-gazami, które mają GWP wynoszące nawet do 3922. Dla przykładu:

• dla R134a GWP wynosi 1430,
• dla R32 - 675,
• dla R410A – 2088.
• dla R404A – aż 3922.

Oznacza to, że np. emisja 1 kg R404A jest ekologicznie równoznaczna z uwolnieniem do atmosfery prawie 4 ton dwutlenku węgla. Z tego względu rynek pomp ciepła w najbliższej przyszłości będzie dążył do popularyzacji naturalnych czynników chłodniczych i stopniowej eliminacji czynników o wysokim GWP. Ta właściwość sprawia, że stosowanie propanu jako czynnika chłodniczego w pompach ciepła przyczyni się do redukcji emisji szkodliwych gazów w porównaniu do standardowych czynników

Wprowadzenie propanu do pomp ciepła to nie tylko odpowiedź na rosnące oczekiwania ekologiczne, ale i chęć wykorzystania jego doskonałych właściwości termodynamicznych. Propan zapewnia efektywne działanie pomp ciepła nawet w skrajnie niskich temperaturach zewnętrznych, oraz pozwala na utrzymanie wysokich parametrów mocy grzewczej i współczynnika wydajności COP.

Ponadto, pompa ciepła na propan R290 nie podlega ustawie o substancjach zubożających warstwę ozonową¹, co oznacza brak konieczności jej rejestracji w Centralnym Rejestrze Operatorów oraz związanych z tym obowiązków administracyjnych. To sprawia, że jej eksploatacja jest prostsza i mniej obciążona regulacjami prawnymi, które dotyczą konwencjonalnych chloro- i fluoropodobnych czynników chłodniczych.

Mimo że propan jest palny, jego zastosowanie w pompach ciepła jest  bezpieczne, pod warunkiem przestrzegania podstawowych wytycznych montażowo-eksploatacyjnych. Dodatkowo pompy ciepła na R290 są to urządzenia hermetyczne, fabrycznie napełnione czynnikiem w ilości porównywalnej z małą butlą turystyczną co zwiększa bezpieczeństwo ich użytkowania. Warto jednak wiedzieć, czym się kierować lokalizując propanową pompę ciepła na zewnątrz budynku.  

 Najpopularniejszy podział czynników chłodniczych przedstawia poniższa tabela. 

Tab. 1. Zestawienie podstawowych grup czynników chłodniczych

Miejsce montażu propanowej pompy ciepła 

Większa gęstość od powietrza, skłonności do samozapłonu i wybuchu wymusiły stworzenie ograniczeń w zakresie montażu urządzeń zasilanych R290. Na szczęście nie są to skomplikowane wytyczne. Wprowadzają tylko parę ograniczeń w zakresie lokalizacji jednostki zewnętrznej i sposobu odprowadzenia skroplin. Pompy ciepła zasilane propanem można montować tak jak to zazwyczaj bywa: przy elewacji, na gruncie czy płaskim dachu. Należy wyznaczyć strefę bezpieczeństwa, w której nie powinny występować potencjalne źródła zapłonu. Najrozsądniej będzie dokonać odpowiednich pomiarów przed montażem, w celu upewnienia się, czy spełnimy wymogi bezpieczeństwa. Konkretne wartości odległości przedstawiono na grafice poniżej:

Dopuszczalne odległości przy montażu pomp ciepła na propan, źródło: materiały Panasonic

W pierwszym przypadku  kiedy urządzenie umieszczone jest na ścianie zewnętrznej, która nie sąsiaduje bezpośrednio z inną ścianą, dolna granica strefy bezpieczeństwa powinna rozchodzić się na 1,5 metra w obu kierunkach od osi urządzenia, górna zaś na 1 metr. Sama jednostka powinna być oddalona o 0,3 metra od ściany zewnętrznej budynku, a promień strefy bezpieczeństwa, mierzony od skrajnej krawędzi urządzenia, ma wynosić co najmniej 1 m. Drugi przypadek, czyli dwie ściany zewnętrzne ustawione prostopadle do siebie, ponawia wymóg odsunięcia o 0,3 metra od ściany, na której będziemy montować pompę oraz wprowadza obostrzenie zachowania odległości 0,5 metra od sąsiadującej przegrody.. Odpowiedzmy teraz na pytanie: Co nie może znajdować się w strefie bezpieczeństwa?

Przede wszystkim w strefie bezpieczeństwa nie może być zagłębień terenu czy otworów w elewacji, poprzez które propan mógłby migrować do budynku lub gromadzić się tworząc atmosferę wybuchową i ryzyko zapłonu – wszystko przez większą gęstość od powietrza. W takiej strefie nie mogą się znaleźć również wejścia do piwnic, odpływy do kanalizacji, otwory wentylacyjne czy okna na dachu płaskim. Przedostanie się propanu do wnętrza budynku jest niebezpieczne m.in. ze względu  na znajdujące się  w nim potencjalne  źródła zapłonu, które są kolejnym punktem na liście bezpieczeństwa. Brak  takich źródeł zapłonu we wspomnianej strefie to konieczny wymóg bezpieczeństwa. Propan tworzy bowiem z powietrzem o zawartości tlenu objętościowo powyżej 12% mieszaninę wybuchową i został ujęty w klasie palności A3.

Potencjalne źródła zapłonu

Identyfikacja źródeł zapłonu może nie być oczywista dla osób niezaznajomionych z tematem. W gospodarstwach domowych będą to przede wszystkim wszelkie elementy automatyki i elektryki budynkowej. Wśród potencjalnych zagrożeń należy wymienić:

• przekaźniki,
• sterowniki,
• termostaty i presostaty,
• skrzynkę elektryczną,
• włączniki świateł,
• włączniki urządzeń elektrycznych,
• gniazda elektryczne.

Nie można również zapominać o tak oczywistych zagrożeniach jak iskry, otwarty ogień czy wszelkie ciepło powyżej 360 st. C. Należy jasno powiedzieć, że ryzyko związane z wyciekiem czynnika jest minimalne. Układ chłodniczy jest hermetycznie zamknięty a w fabryce jest testowany pod względem szczelności. 

Pompa ciepła monoblok na propan

Wśród różnorodnych typów pomp ciepła, szczególne miejsce w zestawieniu zajmują urządzenia typu monoblok, które zyskują na popularności dzięki swej kompaktowej budowie i wydajności. Pompy te stanowią całościowe rozwiązanie grzewcze, integrując wszystkie kluczowe elementy chłodnicze w jednej zewnętrznej jednostce (parownik, sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny) - co przekłada się na wygodę montażu i zysk przestrzenny. Dzięki zastosowaniu propanu jako czynnika chłodniczego i kompletnego układu zamkniętego, pompy monoblok nie tylko ułatwiają instalację, lecz także minimalizują formalności.

Dopełnieniem efektywności jest monoblokowa konstrukcja, która poprzez optymalną termoizolację i właściwości akustyczne, zapewnia lepsze parametry pracy, co przekłada się najwyższą sprawność grzewczą w porównaniu do systemów typu split. Co więcej, konstrukcja ta charakteryzuje   się estetyczną obudową, co stanowi dodatkowy atut z perspektywy projektów, gdzie estetyka jest równie ważna co funkcjonalność. Chociaż koszty inwestycyjne przy pompie ciepła są wyższe w porównaniu do konwencjonalnych systemów ogrzewania - ich eksploatacja przynosi oszczędności, a przemyślane rozwiązania technologiczne sprawiają, że są one opłacalne w dłuższej perspektywie. Dlatego pompa ciepła monoblok na propan wyznacza nowe standardy w dziedzinie ogrzewania, łącząc efektywność z wygodą użytkowania.

¹ Ustawa z dnia 15 maja 2015 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową oraz o niektórych fluorowanych gazach cieplarnianych (t.j. Dz. U. z 2020 r. poz. 2065).

Artykuł opracowano na podstawie webinaru przeprowadzonego w ramach Webinarowej Środy przez Jakuba Traczyka pod tytułem “Pompa ciepła na naturalny czynnik R290 - rynek i perspektywy, montaż i serwis”.

Potrzebujesz wsparcia lub chcesz znaleźć akredytowanego instalatora - skontaktuj się z nami