Warmtepompen op R290
Efficiënt, milieuvriendelijk en PFAS-vrij
Het natuurlijke koudemiddel R290 staat bekend om zijn thermodynamische eigenschappen, waardoor toepassing van dit koudemiddel in de verwarmingssector geliefd is. Aangezien warmtepompen die werken op R290 geen toevoeging van PFAS nodig hebben, werken ze bovendien efficiënt, milieuvriendelijk, veilig en duurzaam in termen van de F-gasverordening. Martin Bauer, productmanager warmtepompen bij WOLF in Mainburg, legt de voordelen van R290 als koudemiddel uit.
Naast het aspect efficiëntie wordt bij de beoordeling van een warmtepomp steeds meer aandacht besteed aan de milieueigenschappen van het gebruikte koudemiddel. Daar zijn goede redenen voor, want veel synthetische koudemiddelen bevatten schadelijke gassen uit de groep stoffen die bekend staan als geperfluoreerde en polygefluoreerde alkylverbindingen (PFAS).
PFAS worden als giftig beschouwd en worden daarom in heel Europa verboden. Omdat het zeer slecht afbreekbare "eeuwigdurende chemicaliën" zijn, hopen ze zich op in het milieu en uiteindelijk in het menselijk lichaam. Ze kunnen de lever beschadigen en schildklieraandoeningen, obesitas, vruchtbaarheidsproblemen en kanker veroorzaken.
R290 als natuurlijk en milieuvriendelijk koudemiddel
Het natuurlijke koudemiddel propaan of R290 is daarentegen een echt "schoon middel". Het is een natuurlijke, bijna oneindig beschikbare koolwaterstof (d.w.z. een natuurlijke "chemische stof") met uitstekende koeleigenschappen. Het is niet schadelijk voor de ozonlaag en heeft met zijn lage GWP-waarde (Global Warming Potential) van 3 een zeer laag broeikaseffect. De meeste mensen zijn beter bekend met propaan als brandstof voor kooktoestellen op de camping.
De thermodynamische voordelen van warmtepompen met R290 als koelmiddel zijn duidelijk:
- Aanvoertemperaturen tot 70 °C, zelfs bij lage buitentemperaturen.
- Hoge COP (Coefficient of Performance) van 4,65 bij A2/W35 volgens EN14511.
- Hoge EER (Energy Efficiency Ratio) van 5,92 voor A35/W18 volgens EN14511 - Deze waarde is vooral interessant als de warmtepomp wordt gebruikt voor zowel verwarmen als koelen.
Vergelijkende waarde COP
Bij vergelijkbare R410A-warmtepompen ligt de COP 0,2 tot 0,4 lager. De voor dit koudemiddel haalbare vloeitemperaturen zijn ook lager dan die van R290.
Bij R290 als koudemiddel moet er echter rekening mee worden gehouden dat het ontvlambaar is. Daarom is het ingedeeld in veiligheidsgroep 3 volgens DIN EN 378 (Koelsystemen en warmtepompen - veiligheids- en milieueisen). Vanwege de hoge veiligheidseisen, met name voor de dichtheid van het systeem, zijn de koudemiddelverliezen van R290-systemen en -units daarom nul.
In de WOLF CHA-monoblock warmtepomp is de veiligheid gerealiseerd door het koelgedeelte volledig onder te brengen in een hermetisch gesloten circuit in de buitenunit. De warmte wordt via water overgedragen naar het gebouw. Dit betekent dat er geen koelcertificaat nodig is voor de installatie. Eventuele lekken van het koudemiddel, die toch al in de natuur voorkomen, veroorzaken geen milieurisico's of gezondheidsrisico's voor de installateurs. Ze hoeven niet in te grijpen in het koelcircuit dat al in de fabriek gevuld is. Nauwkeurige specificaties voor de installatie zorgen ook voor maximale veiligheid.
F-gasverordening spreekt in het voordeel van R290
Een ander aspect waarmee vaak te weinig rekening wordt gehouden als het gaat om koudemiddelen en dat in het voordeel spreekt van het natuurlijke koudemiddel R290, is de F-Gasverordening die sinds 1 januari 2015 van kracht is en propaan expliciet vrijstelt van het verbod op klimaatschadelijke en ozonafbrekende koudemiddelen. De verordening regelt in een nauwkeurig stappenplan wanneer welke milieuschadelijke koudemiddelen worden verboden. De meeste koudemiddelen die voorheen in warmtepompen werden gebruikt, zijn nu geclassificeerd als schadelijk voor het klimaat. De F-gasverordening vermindert drastisch het gebruik van koudemiddelen op basis van fluorkoolwaterstoffen (HFK's) in een gefaseerd plan.
Het doel is om het CO2-equivalent te verminderen tot 21 procent in 2030 (de referentiehoeveelheid is het EU-brede jaargemiddelde van 2009 tot 2012). Daarnaast zijn er extra verboden op het verdere gebruik van HFK-koelmiddelen in bepaalde toepassingsgebieden. Experts gaan ervan uit dat deze geleidelijke vermindering van het volume, de zogenaamde F-gas uitfasering en het daarmee gepaard gaande tekort aan koudemiddelen met een hoog GWP zal leiden tot enorme prijsstijgingen en technische verstoringen op de markt. Vooral apparatuur en systemen die regelmatig onderhoud nodig hebben, zullen worden getroffen door de prijsstijging.
Aardopwarmingsvermogen (GWP) als belangrijkste parameter
Sinds 2015 is de zogenaamde GWP-waarde, d.w.z. het aardopwarmingsvermogen van een koudemiddel, bepalend voor de keuze van een koudemiddel. De GWP-waarde definieert het gemiddelde opwarmende effect van een chemische verbinding of een koudemiddel op de atmosfeer van de aarde over een periode van 100 jaar in vergelijking met dezelfde hoeveelheid kooldioxide (CO2).
Het komt dus overeen met het CO2-equivalent van een chemische stof. Het koudemiddel R290 heeft een GWP-waarde van 3 en heeft daarmee dus slechts een zeer klein broeikaseffect.
De ODP-waarde, het ozonafbrekend vermogen van een koelmiddel, is een andere karakteristieke waarde die de eigenschappen van een chemische verbinding beschrijft. De ODP-waarde beschrijft het relatieve effect van ozonafbraak dat door een stof kan worden veroorzaakt. De referentiewaarde voor de ODP-waarde 1 is de stof trichloorfluormethaan, beter bekend onder de koudemiddelaanduiding R11. Waarden boven 1 zijn dus meer ozonafbrekend, waarden onder 1 minder ozonafbrekend dan R11.
Natuurlijke koudemiddelen zijn duurzaam
Recent is vanuit de EU een verbod op het toepassen van F-gassen vanaf 2035 in split-airco’s en warmtepompen van kracht geworden. Dit besluit pas naadloos in de trend van uitfasering van koudemiddelen met een hoog GWP en brede toepassing van koudemiddelen met een hele lage GWP.
Bovendien zullen koudemiddelen met een hogere GWP-waarde steeds duurder worden in onderhoud door schaarste. Dit betekent dat de huidige (laaggeprijsde) warmtepompen met koudemiddelen met een hoog GWP, hoge vervolgkosten kunnen hebben voor onderhoud en verwijdering.
Wanneer men daarentegen vandaag een warmtepomp koopt die op R290 werkt, kan men er zeker van zijn dat er tijdens de geschatte levensduur van de eenheid geen extra kosten zullen zijn als gevolg van het tekort aan koudemiddelen.
Uiteindelijk is er op middellange termijn geen significant alternatief voor natuurlijke koudemiddelen in termen van milieuvriendelijkheid, efficiëntie en beschikbaarheid. Vandaag de dag blijft het koudemiddel R290 overtuigen. Het is veilig controleerbaar, goedkoop en efficiënt in gebruik.