Co badania mówią o R290? Efektywność i bezpieczeństwo pomp ciepła oraz klimatyzacji na propan

Propan R290 szybko zdobywa rynek domowych pomp ciepła, ponieważ ma bardzo niski wpływ na klimat i może zapewniać wysoką efektywność. Nie jest jednak automatycznie najlepszym wyborem dla każdego budynku. O powodzeniu inwestycji decydują konstrukcja urządzenia, temperatura zasilania instalacji, sposób montażu, warunki zabudowy oraz rygorystyczne zasady bezpieczeństwa związane z palnością propanu.

Dlaczego R290 zyskuje popularność?

R290 to oznaczenie propanu stosowanego jako czynnik chłodniczy. Jest to substancja naturalna, bez chloru i fluorowanych gazów cieplarnianych. Jej potencjał niszczenia warstwy ozonowej wynosi zero, a współczynnik globalnego ocieplenia GWP wynosi 3.

Dla porównania R32 ma GWP około 675, a R410A około 2088. To ważne w związku z unijnym rozporządzeniem F-gazowym, które stopniowo ogranicza wprowadzanie na rynek nowych pomp ciepła i klimatyzatorów wykorzystujących fluorowane czynniki chłodnicze o wyższym GWP.

Propan ma także właściwości termodynamiczne przydatne w pompach ciepła: wysokie ciepło parowania oraz dobre właściwości wymiany ciepła. W dobrze zaprojektowanym urządzeniu może to oznaczać wysoką wydajność grzewczą przy stosunkowo niewielkim napełnieniu czynnikiem.

Nie należy jednak oceniać pompy wyłącznie po rodzaju czynnika. Na rzeczywisty COP, sezonowy SCOP, poziom hałasu, trwałość i koszty eksploatacji wpływają również sprężarka, wymienniki, automatyka, ilość czynnika, temperatura zasilania oraz jakość całej instalacji.

R290 nie jest „magicznym” rozwiązaniem

Właściwości propanu mogą być korzystne, ale nie oznacza to, że każda pompa na R290 będzie automatycznie wydajniejsza od każdego urządzenia na R32. Dwa modele o różnych sprężarkach, wymiennikach i sterowaniu mogą osiągać różne wyniki niezależnie od zastosowanego czynnika.

Najbardziej rzetelnym sposobem porównania urządzeń jest sprawdzenie danych producenta dla konkretnych warunków pracy: mocy i COP przy określonej temperaturze powietrza oraz temperaturze zasilania, poziomu mocy akustycznej, zakresu modulacji sprężarki, a także sezonowego współczynnika SCOP.

Wysoka temperatura wody i grzejniki

Jedną z przyczyn rosnącej popularności pomp na R290 jest możliwość pracy przy stosunkowo wysokiej temperaturze wody grzewczej. Część modeli deklaruje temperaturę zasilania na poziomie 65–75°C, ale trzeba zawsze sprawdzić, przy jakiej temperaturze zewnętrznej, temperaturze powrotu oraz mocy grzewczej podano ten parametr.

Może to ułatwić modernizację domu z grzejnikami. Nie oznacza jednak, że każda stara instalacja grzejnikowa będzie współpracowała z pompą ciepła ekonomicznie. Najważniejsze pytanie brzmi: jakiej temperatury zasilania dom potrzebuje w czasie mrozu?

Im wyższa temperatura wody in instalacji, tym zwykle więcej prądu potrzebuje pompa ciepła do dostarczenia tej samej ilości energii. Dom, który można ogrzać wodą o temperaturze 35–45°C, daje pompie znacznie lepsze warunki pracy niż budynek wymagający stale 65–70°C.

R290 nie gwarantuje również całkowitego braku pracy grzałki elektrycznej. Jej użycie zależy od mocy pompy, temperatury na zewnątrz, zapotrzebowania budynku, ustawień automatyki oraz sposobu przygotowania ciepłej wody użytkowej.

COP i SCOP — nie myl tych parametrów

COP pokazuje efektywność pompy ciepła w jednym, konkretnym punkcie pracy. Na przykład wynik podany dla warunków A7/W35 oznacza pracę przy temperaturze powietrza zewnętrznego 7°C i temperaturze wody zasilającej 35°C.

SCOP jest wskaźnikiem sezonowym. Uwzględnia pracę urządzenia w różnych warunkach temperatury zewnętrznej, dlatego lepiej nadaje się do wstępnego porównywania kosztów ogrzewania. Nie mówi jednak samodzielnie, jak pompa zachowa się dokładnie przy -15°C lub -20°C.

Przy porównywaniu pomp sprawdzaj nie tylko jeden wysoki COP z materiału reklamowego. Poproś o tabelę parametrów dla kilku punktów pracy, zwłaszcza dla temperatur zbliżonych do tych, które występują zimą w Twojej lokalizacji, oraz dla temperatury zasilania wymaganej przez Twoją instalację.

Porównanie czynników chłodniczych

Wartości GWP oraz klasy bezpieczeństwa są przydatne w ocenie wpływu środowiskowego i wymagań montażowych. Nie należy jednak traktować tabeli jako rankingu całych urządzeń. Pompa na R32 może być lepszym wyborem niż źle dobrany lub źle zamontowany monoblok na R290.

Bezpieczeństwo: co oznacza A3?

R290 jest sklasyfikowany jako czynnik A3: ma niską toksyczność, ale wysoką palność. Nie oznacza to, że pompa na propan jest z definicji niebezpieczna. Oznacza natomiast, że urządzenie wymaga przemyślanego projektu, poprawnego montażu i serwisu prowadzonego zgodnie z wymaganiami dla czynnika palnego.

W pompach typu monoblok obieg chłodniczy jest fabrycznie zamknięty w jednostce ustawianej na zewnątrz budynku. Ogranicza to ilość czynnika znajdującego się wewnątrz domu. Jednostkę zewnętrzną trzeba jednak ustawić zgodnie z instrukcją producenta oraz warunkami konkretnej posesji.

Szczególne znaczenie mają odległości od okien, drzwi, czerpni i wyrzutni ventylacji, studzienek, odpływów, zagłębień terenu oraz potencjalnych źródeł zapłonu. Nie istnieje jedna uniwersalna zasada „1 lub 1,5 metra” dla wszystkich urządzeń. Obowiązują wymagania wskazane przez producenta, stosowne normy i rozwiązania wynikające z miejsca montażu.

Dlaczego klimatyzacja R290 rozwija się wolniej?

Pompy ciepła typu monoblok są wygodnym zastosowaniem propanu, ponieważ cały obieg chłodniczy znajduje się na zewnątrz budynku. W klimatyzatorach split przewody chłodnicze łączą jednostkę zewnętrzną z urządzeniem znajdującym się w mieszkaniu, dlatego wymagania bezpieczeństwa są bardziej złożone.

Norma IEC 60335-2-40 określa dopuszczalne napełnienie czynnikiem palnym w zależności od konstrukcji urządzenia, wielkości pomieszczenia i zastosowanych środków ochrony. Nie istnieje jeden uniwersalny limit napełnienia dla wszystkich klimatyzatorów R290.

W określonych konfiguracjach, przy zastosowaniu odpowiednich środków bezpieczeństwa, norma może dopuszczać znacznie większe napełnienie niż wcześniejsze limity spotykane w urządzeniach domowych. Zabezpieczenia mogą obejmować szczelną konstrukcję, czujniki wycieku, zawory odcinające, odpowiednie prowadzenie instalacji oraz ograniczenie źródeł zapłonu.

Co zmienia rozporządzenie F-gazowe?

Rozporządzenie UE 2024/573 nie nakazuje wymiany już działających urządzeń na R32 lub R410A. Wprowadza natomiast etapowe ograniczenia dotyczące wprowadzania do obrotu nowych pomp ciepła i klimatyzatorów z fluorowanymi gazami cieplarnianymi o wyższym GWP.

• Od 1 stycznia 2025 roku ograniczenia dotyczą nowych samodzielnych, czyli monoblokowych, pomp ciepła i klimatyzatorów o mocy do 12 kW wykorzystujących F-gazy o GWP co najmniej 150.
• Od 1 stycznia 2027 roku próg GWP 150 obejmuje nowe pompy ciepła split powietrze–woda o mocy do 12 kW, z wyjątkami, gdy wymagania bezpieczeństwa na miejscu instalacji uzasadniają odstępstwo.
• Od 1 stycznia 2029 roku próg GWP 150 ma obejmować nowe systemy split powietrze–powietrze, w tym część klimatyzatorów, o mocy do 12 kW.
• Od 1 stycznia 2035 roku nowe systemy split do 12 kW co do zasady nie będą mogły wykorzystywać fluorowanych gazów cieplarnianych, z wyjątkami wynikającymi z wymagań bezpieczeństwa.

Harmonogram zależy od klasy urządzenia i mocy. Przed zakupem warto więc sprawdzić aktualne przepisy oraz dokumentację konkretnego produktu, zamiast zakładać, że od jednej daty „wszystkie czynniki syntetyczne będą zakazane”.

Najczęściej zadawane pytania

Czy pompa ciepła na R290 jest bezpieczna przy ścianie budynku?

Może być bezpieczna, jeżeli urządzenie jest poprawnie dobrane i zamontowane zgodnie z instrukcją producenta oraz wymaganiami dotyczącymi czynnika palnego. W pompie monoblok obieg chłodniczy znajduje się w jednostce zewnętrznej, ale jej lokalizację trzeba sprawdzić pod kątem okien, drzwi, wentylacji, zagłębień terenu, odpływów i źródeł zapłonu.

Dlaczego R290 może osiągać wysoką temperaturę wody?

Propan ma właściwości termodynamiczne, które mogą być korzystne przy pracy z wyższą temperaturą zasilania. Ostateczny zakres temperatur i efektywność zależą jednak od projektu konkretnej pompy, sprężarki, wymienników oraz temperatury na zewnątrz. Warto sprawdzić dane dla interesującego punktu pracy, a nie tylko maksymalną wartość z katalogu.

Czy R290 zawsze oznacza niższe rachunki?

Nie. Czynnik chłodniczy jest tylko jednym z elementów urządzenia. Na rachunki większy wpływ mogą mieć izolacja domu, temperatura zasilania instalacji, prawidłowy dobór mocy, ustawienia regulatora, cena energii i udział grzałki elektrycznej.

Czy od 2027 roku urządzenia z R32 będą zakazane?

Nie w taki prosty sposób. Ograniczenia od 2027 roku dotyczą określonej grupy nowych pomp ciepła split powietrze–woda o mocy do 12 kW i czynników o GWP co najmniej 150. Przepisy nie wymagają wymiany istniejącej pompy z R32 wyłącznie z powodu jej czynnika chłodniczego.

Źródła

Tekst ma charakter informacyjny. Dobór pompy ciepła i miejsce montażu urządzenia na R290 powinny zostać potwierdzone przez uprawnionego projektanta lub doświadczonego instalatora, na podstawie dokumentacji konkretnego modelu oraz warunków budynku i działki.