Senaste nytt från ”Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference” i Edinburgh UK

skriven av Pavel Makhnatch (under handledning av Rahmatollah Khodabandeh och Björn Palm)

Publicerad 2016-11-13

Mätningar av jordens medeltemperatur tyder på att innevarande år sannolikt kommer att bli det varmaste året sedan observationerna började år 1880. Nuvarande värmerekord sattes så sent som 2015, tätt följt av 2014 som det näst varmaste året. Att stoppa eller bromsa den globala temperaturhöjningen är en utmaning som sträcker sig över nationsgränserna och berör många olika branscher, inklusive kylindustrin som använder betydande mängder av växthusgaser.

Naturliga köldmedier har en låg växthuspåverkan, lågt GWP, och kan bidra till energieffektiva kyllösningar. Naturliga köldmedier stod också i fokus för den 12: e IIR Gustav Lorentzen-konferensen som nyligen hölls i Edinburgh, Skottland.

Gustav Lorentzen Natural Fluids Conference arrangeras vartannat år och lockar en internationell publik med intresse för naturliga vätskor - inklusive systemägare, operatörer och slutanvändare, akademiska forskare, beslutsfattare, entreprenörer, tillverkare av komponenter och många andra aktörer. Konferensen är därför inte bara en möjlighet att presentera forskningsresultat och nya rön utan också en mötesplats där specialister kan utbyta erfarenheter och idéer med varandra.

Klimathotet och affärsmöjligheter
Den röda tråden för diskussionerna under konferensen lyftes fram i öppningstalet som hölls av D. Coulomb, ordförande för International Institute of Refrigeration, IIR. I talet betonade betydelsen av låg-GWP-köldmedier (speciellt naturliga köldmedier) och låga indirekta växthusgasutsläpp från kylsystem för att uppfylla klimatmålen. Detta budskap har också stöd av vd:n för Environmental Investigation Agency (EIA) Alexander von Bismarck. Enligt Alexander är luftkonditioneringssektorn för närvarande det snabbast växande klimathotet, sett till både direkta och indirekta utsläpp av växthusgaser. Å andra sidan, att lösa dessa problem kan ses som en stor affärsmöjlighet, vilket påpekades från konferensdeltagare i publiken.

Direkta och indirekta utsläpp

Presentationerna under konferensen täckte en bredd av ämnen. Ett av dessa ämnen, som återkom i flera presentationer, är behovet av att ersätta hög-GWP-köldmedier med låg-GWP-köldmedier. Inom EU drivs denna process av "F-gasförordningen" och dess krav. Flera länder (inklusive Australien, Japan och USA) har nyligen infört restriktioner för användning av köldmedier med höga GWP. Dessutom väntas en global överenskommelse om att minska utsläppen av växthusgaser kunna slutas under året.

Betydelsen av indirekta utsläpp har uppmärksammades av många under konferensen. I takt med att användningen av låg-GWP-köldmedier ökar kommer en allt större andel av kylanläggningarnas växthuspåverkan att knytas till de indirekta utsläppen, det vill säga utsläpp som härrör från den elproduktion som driften av anläggningarna kräver. Miljöpåverkan från direkta utsläpp är lätt att beräkna utifrån mängden köldmedia som läckt ut och det aktuella köldmediets GWP-värde. Beräkning av indirekta utsläpp är mer komplex, vilket var tydligt under konferensen där man inte nådde någon enighet om hur man ska göra för att få till en rättvis jämförelse av indirekta utsläpp från olika kylsystem. Just energieffektiviseringsaspekten var ett ämne som återkom på flera håll i konferensprogrammet.

Sverige representerat på konferensen

Stor uppmärksamhet har ägnades åt utvecklingen av kylsystem för livsmedelsbutiker (med flera presentationer om utvecklingen av CO2-tekniken inom denna sektor), ökad effektivitet samt nyheter inom värmepumpområde (där propan tycks vinna allt mer acceptans). Många andra aspekter av naturligköldmedier kylteknik täcktes också in.

Forskare från Sverige bidrog också till konferensen; man presenterade pågående arbete med stora värmepumpsystem där propan används som köldmedium [1] [2]; användningen av CO2 i ishallar [3] [4], alternativa köldbärare [5] [6], potentialen för naturliga köldmedier i Kina [7], utmaningar i livscykelberäkningar av klimatprestanda [8] och integrering av värme och kyla i CO2 booster-system [9] [10]. Det senare arbetet, som presenterades av Mazyar Karampour, doktorand vid avdelningen för tillämpad termodynamik och kylteknik vid Kungliga Tekniska Högskolan, prisades som den bästa uppsatsen vid konferensen och dessutom som den bästa uppsatsen på temat hållbarhet (Figur 1).

Figur 1 - Mazyar Karampour (KTH) tar emot sitt pris för bästa uppsats

Dramatisk minskning

“En dramatisk minskning” – med dessa ord påmindes publiken om kraven i F-gasförordningen som innebär en kraftig minskning av mängden HFC som kommer att tillverkas eller föras in i EU från och med 2018 (Figur 2). Med andra ord, om bara 15 månader kommer mängden köldmedium (räknat i GWP) sänkas till 63% av baslinjens nivå. Hur detta kommer att hanteras på marknaden är ännu oklart, men det vilar ett tungt ansvar på industrin att möta kraven.

Figur 2 - F-gasförordningen nedfasningsschema [11]

Förordningar som möjligheter

F-gasförordningen ses som en möjlighet att installera fler HFC-fria system, som använder naturliga köldmedier. Samtidigt finns det risker med naturliga köldmedier; brandfarlighet (kolväten), giftighet (ammoniak) eller höga arbetstryck (CO2). Därför är också användningen av många naturliga köldmedier omgärdad av normer och strikta regelverk. Ibland blir dessa regler ett hinder för utvecklingen. För att ge ett exempel, i USA begränsas tillåten mängd HC i hushållskylskåp till 57 g medan nuvarande europeisk standard sätter gränsen till 150 g. Som ett resultat av detta används isobutan på ett säkert sätt i den absoluta majoriteten av de cirka 335 miljoner kyl- och frysskåp som uppskattas finnas på den europeiska marknaden.

Det finns stora förväntningar på den kommande revideringen av kylsäkerhetsstandarden EN378, som ska släppas under året och ge bättre riktlinjer för användning av brandfarliga köldmedier. En annan standard med betydelse för användningen av dessa köldmedier och som diskuterades under konferensen var EN 13313, om personkompetens.  

Vidare fanns ett samförstånd kring åsikten att många av dagens standarder är för stränga. Motiveringen till detta är att standarderna har utvecklats i tider där icke brandfarliga köldmedier fanns tillgängliga för alla tillämpningar och behovet av naturliga köldmedier var lågt.

I framtiden bör därför säkerhetsnormerna ses över och, där så bedöms vara möjligt, lättas upp.
- Om bilindustrin hade haft samma stränga normer att leva upp till så skulle vi tvingats gå till fots, enligt Andy Pearson teknisk chef hos Star Refrigeration, Skottland.

Låg kontra lägre GWP

Diskussionen om hur definitionen av låg- GWP-köldmedier bör se ut togs upp av ett antal presentatörer. Även om termen låg- GWP används ganska ofta finns det ingen allmänt accepterad och fastslagen definition av termen. Ett förslag till definition har lämnats av UNEP, där det föreslås att man börjar med ultralåg (köldmedier med GWP mindre än 30) och slutar med ultrahög (köldmedier med GWP över 10000). Termen låg-GWP i denna klassificering hänvisar till GWP-intervallet 100-300. Denna definition är dock inte allmänt accepterad och olika individer hänvisar till olika GWP-värden när de nämner låg-GWP-köldmedier.

Under den senaste tiden finns det en tendens att hänvisa till ett antal köldmedier genom att namnge dem som lägre-GWP-köldmedier. På ett sätt kan det kännas rimligt, eftersom detta lägre-GWP-köldmedium normalt ses som ersättare till köldmedier som har högre GWP-värden, samtidigt kan denna definition leda till felaktiga slutsatser. I själva verket har många av de så kallade lägre-GWP-köldmedierna fortfarande ett GWP-värde som ligger för högt för att uppfylla de utsläppsminskningmål som redan finns på plats. Bristen på tydlig definition av "låg-GWP" sågs som ett problem under konferensen.

Brandfarlighet
De flesta av framtidens köldmedier kommer att vara brandfarliga. Det är därför nödvändigt att förstå antändligheten hos dessa köldmedier. Experterna var eniga om att det fortfarande finns en hel del som måste förstås om brandfarlighet och att det gjorts betydande framsteg inom detta under den senaste tiden. Verklighetens brandfarlighet är inte begränsat till brandfarlighetsklasser utan omfattar ett brett spektrum av egenskaper som måste förstås. Det finns redan flera forskningsprogram inom detta område.

En annan fråga som diskuterades är att den verkliga risken med brandfarliga köldmedier är mycket mindre än den upplevda risken, varför det är viktigt att kommunicera riskerna på rätt sätt.

Det blir ingen femte generationen av köldmedier
Det är ganska vanligt att dela in köldmedier i olika generationer. De flesta naturliga köldmedier har använts sedan kylteknikens begynnelse och anses därför höra till den första generationen av köldmedier. Den andra generationen började med uppfinningen av "freoner" och innefattar sådana populära köldmedier som R12 och R22. Efter att effekten av freoner på ozonskiktet uppmärksammats ersattes gradvis den andra generationens köldmedier med icke ozonnedbrytande HFC:er, vilka hör till den tredje generationen av köldmedier. Alla nyligen införda låga-GWP köldmedier, liksom en hel del naturliga köldmedier, utgör den fjärde generationens köldmedier (se exempel i Figur 3). Enligt Piotr Domanski, som är ledare för HVAC & R Equipment Performance Group av NIST, blir det dock ingen femte generationen av köldmedier. Samtidigt har industrin fortfarande mycket att göra för att åstadkomma de minskningar av GWP-användningen som krävs och det finns en potential för alternativa kylcykler.

Figur 3 – Generationer av köldmedier, som presenteras av P.Domanski

Många låg-GWP-köldmedier är antingen brandfarliga eller giftiga och mer forskning behövs därför för att förstå hur man använder dem på ett säkert och effektivt sätt. Det är t ex möjligt att blanda olika köldmedier för att förändra deras egenskaper, precis som man gjorde vid framtagningen av R404A och R410A som ju med framgång använts i flera år. Många nya blandningar föreslås nu. Men listan över föreslagna köldblandningar består av hundratals kombinationer och det är oklart vilka av dem som kommer användas på sikt. I detta perspektiv förefaller det rimligt att utveckla systemen för naturliga köldmedier.

Följ gärna våra publikationer och få vårt digitala nyhetsbrev. Anmäl dig genom att följa länken bit.ly/kth_ett.

Referenser

[1]

S. Sawalha, T. Xu, W. Mazzotti and B. Palm, "Performance evaluation of a large capacity air-water heat pump using propane as refrigerant," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[2]

S. Piscopiello, W. Mazzotti, C. Nota, S. Sawalha and B. Palm, "Performance evaluation of a large capacity water-water heat pump using propane as refrigerant," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[3]

S. Bolteau, J. Rogstam and M. Tazi, "Evaluation of heat recovery performance in a CO2 ice rink," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[4]

J. Rogstam, "Evolution of CO2 as refrigerant in ice rink applications," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[5]

M. Ignatowicz, Å. Melinder and B. Palm, "Ethyl alcohol based secondary fluid - effect of corrosion inhibitors on thermophysical properties," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[6]

M. Ignatowicz, W. Mazzotti, J. Acuna, Å. Melinder and P. Björn, "Alternative alcohol blends as secondary fluids for ground source heat pump," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[7]

C. Su and B. Palm, "Potential of natural refrigerant in China, the case of the heat pump market," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[8]

P. Makhnatch and R. Khodabandeh, "Uncertainty of life cycle climate performance (LCCP) analysis," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[9]

M. Karampour and S. Sawalha, "Integration of heating and air conditioning into a CO2 trans-critical booster system with parallel compression part I: evaluation of key operating parameters using firld measurements," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[10]

M. Krampour and S. Sawahla, "Integration of heating and air conditioning into a CO2 trans-critical booster system with parallel compression part ii: performance analysis based on field measurements," in Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference, Edinburgh, 2016.

[11]

Danfoss, "HFC Phase Down (F-Gas Regulation)," 2016. [Online]. Available: http://refrigerants.danfoss.com/hfc/.

Nyheter

Titel Datum
Utvecklingen på köldmediefronten under året som gått 2019‑01‑03
Köldmedier med lågt GWP: tidigare och pågående projekt 2018‑12‑03
Miljövänliga kylsystem behövs för att mildra klimatförändringen 2018‑09‑28
Naturliga köldmedier diskuterades under Gustav Lorentzen-konferensen 2018‑08‑14
Forskning med fokus på säker användning av brännbara köldmedier 2018‑07‑11
Höjdpunkter från ICCC 2018 - om hållbarhet och den obrutna kylkedjan 2018‑04‑30
Effekterna av F-gasförordningen oroar värmepumpsindustrin 2018‑04‑30
F-gasförordningens kvoter är på plats – men är vi på väg att uppfylla målen? 2018‑02‑08
Utvecklingen på köldmediefronten under året som gått 2018‑02‑07
F-gaser: vet vi vilka de är? 2018‑02‑07
Utsläppen av fluorerade gaser och deras utsläppsminskning 2018‑01‑09
Tio icke-brännbara alternativ till R404A 2017‑08‑24
Köldmedier: den aktuella utvecklingen 2017‑08‑22
Framtiden för R404A och andra köldmedier med höga GWP-värden när priserna stiger 2017‑08‑09
Köldmedier: vad förväntas i framtiden 2017‑06‑15
Standarder och deras roll i kylindustrin 2017‑02‑07
Detta hände på köldmediefronten under året som gått 2017‑01‑27
Miljövänliga köldmedier för framtiden 2017‑01‑27
Ett alternativ för att ersätta R404A i små kylsystem 2016‑11‑14
Senaste nytt från ”Gustav Lorentzen Natural Working Fluids Conference” i Edinburgh UK 2016‑11‑13
Möjligheter och utmaningar för R152a. Del 2. 2016‑11‑12
Möjligheter och utmaningar för R152a. Del 1 2016‑11‑12
Miljöindikatorer TEWI och LCCP 2016‑06‑02
Källor för köldmediers termodynamiska egenskaper 2016‑03‑23
Några frågor från våra läsare 2016‑03‑18
Utvecklingen på köldmediefronten under året som gått 2016‑03‑18
Potentiella faror med ”TriFluorättiksyra” (TFA) 2015‑11‑01
Senaste nytt om köldmedier med låg växthuseffekt från ”IIR International Congress of Refrigeration” 2015‑11‑01
Något om HFO köldmedier 2015‑10‑31
Något om köldmediers brännbarhet 2015‑06‑22
Nya möjligheter för R32 2015‑06‑20
Guiden till guider om F-gasförordningen 2015‑04‑21
Kort om R1234ze 2015‑04‑21
Vilka köldmedier ersätter R404A? 2014‑10‑22
R1336mzz-Z – ett nytt högtemperaturköldmedium med bra egenskaper 2014‑09‑21
Köldmedier med låg GWP för högtemperaturvärmepumpar 2014‑09‑21
Säkerhet av nya låg GWP köldmedier 2014‑09‑05
Vilket mått ska vi använda för köldmediernas klimatpåverkan? 2014‑04‑16
Något om hur GWP-värden bestäms 2014‑04‑23
Nya F-gasförordningen, ännu ett steg närmare beslut! 2014‑02‑02
Utvecklingen på köldmediefronten det senaste året 2014‑02‑02
Att definera "Låg GWP" 2013‑11‑04
Vilket köldmedium ersätter R410A? 2013‑11‑03
Nya möjligheter för naturliga köldmedier 2013‑10‑31
Sökandet efter nya köldmedier fortsätter! 2013‑10‑30
Osäker framtid för fluorerade köldmedier 2013‑10‑29
Senaste nytt om mobilkyla 2013‑10‑28
Är R1234yf framtidens köldmedium för mobilkyla? 2013‑10‑26
Miljö mätmetoder för utvärdering av kylsystem drift 2013‑10‑25
Låga GWP alternativa köldmedier i värmepumpar 2013‑10‑25
Mercedes-Benz önskar att fortsätta att använda utprovade och testade R-134a köldmedium i personbilar 2012‑09‑28
Stabilitet och kompatibilitet av HFO-köldmedier 2012‑08‑07
Förfalskade köldmedier blir allt vanligare 2012‑07‑16
Europeiska Kommissionen fastställer nya tidsfristen: tillverkare kan fortsätta att använda det gamla 2012‑05‑18
Sverige accelererar övergången till HFC alternativen 2012‑05‑10
Köldmedium effekt på systemprestanda 2012‑05‑08
Välkomna 2012‑03‑30