Kulbrinte

Generelle egenskaber

Følgende typer kulbrinter anvendes almindeligvis som kølemidler:

R290 propan
R600a isobutan
R1270 propylen

En række andre kulbrinter såsom blandinger, der indeholder ætan, propan eller butan, bruges også som kølemidler.

Siden slutningen af 1980'erne har propan har været nævnt som en erstatning for CFC'er og særligt for R22 (HCFC). R290 har, med undtagelse af dets høje brændbarhed, meget lignende egenskaber som R22. Det har en lang historie inden for køling og er derfor en interessant kandidat. Propans brændbarhed har imidlertid begrænset brugen af den. Mens isobutan (R600a) er blevet anvendt i husholdningsapparater i visse dele af verden fra starten af CFC-udfasningen, er R290 blevet indført senere og har erstattet R134a, R22 eller R404A i et bredere udvalg af apparater.

Effektivitet

Kulbrinter har fremragende termodynamiske egenskaber, og i den henseende er de lige så gode som eller bedre end HFC- og HCFC-kølemidler til de fleste applikationer.

Sikkerhed

Kulbrinter er meget brændbare og skal håndteres med forsigtighed. Hvis de bruges ansvarligt, kan kulbrinter anvendes til en lang række applikationer inden for køling og air conditioning. For at garantere sikkerheden reguleres kulbrinteapplikationer via forskellige internationale, regionale og nationale standarder og lovgivning. Kulbrinter kan kun udgøre en eksplosionsfare, hvis koncentrationen befinder sig mellem de nedre og øvre brændbarhedsgrænser. I disse år udvikles der sikkerhedsstandarder med stor hast, og det er derfor nødvendigt at udnytte disse kølemidlers fulde potentiale. De vigtigste standarder er IEC 60335-2-40, IEC 60335-2-89, ISO 5149 og EN378.

Når sikkerhedsstandarderne overholdes, overstiger koncentrationen af lækket kølemiddel ikke LFL, hvor antændelseskilder kan antænde det, selv i ekstreme situationer. De nødvendige sikkerhedsforanstaltninger og anlæggets design afhænger af kølemiddelfyldningen. Generelt skal man undgå antændelseskilder inden i applikationen. De fleste kulbrinter er ikke-giftige, og den største sikkerhedsrisiko stammer fra deres brændbarhed, selvom kulbrinter i gasform er tungere end luft og vil fortrænge luften i lungerne.

		R600a		R290
Lav brændbarhedsgrænse (LFL)	1,8 %	ca. 38 g/m3	2,1 %	ca. 38 g/m3
Øvre brændbarhedsgrænse (UFL)	8,5 %	ca. 203 g/m3	9,5 %	ca. 171 g/m3
Selvantændelsestemperatur	494 °C
Nedre og øvre brændbarhedsgrænser

Kun autoriserede personer, der er godkendt til installation og vedligeholdelse af køleanlæg, som indeholder brændbare kølemidler, må udføre installation og vedligeholdelse.

Miljøpåvirkning

Kulbrinter tilhører gruppen af naturlige kølemidler og har en ODP-værdi på nul og en ubetydelig GWP-værdi. Som regel er kulbrinter et biprodukt fra den petrokemiske industri.

Tryk og temperatur

Kulbrinters køleegenskaber, såsom tryk, trykforhold og afgangstemperaturer, minder i mange henseender ganske meget om HCFC'ers eller HFC'ers.

Kemiske egenskaber

De mest almindeligt anvendte kulbrinter (propan og isobutan) er kompatible med standardolier og -materialer, der bruges sammen med HFC'er. En undtagelse er propen (propylen), der ikke er kompatibel med neopren. Derfor skal der anvendes særlige O-ringe sammen med dette kølemiddel.

Økonomiske aspekter

De relative omkostninger ved et anlæg, der bruger kulbrinter, afhænger i overvejende grad af applikationen. Til brug i hjemmet og i mindre kommercielle applikationer er omkostningerne til anlægget de samme som til anlæg med HFC'er. I kommercielle og industrielle køleapplikationer har anlæg med HC'er en tendens til at være relativt dyre pga. behovet for eksplosionssikre kapslinger til elektrisk udstyr, men den ekstra omkostning til sikkerhed for chillere, der er placeret udendørs, er mere beskeden.

Typiske applikationer

Typiske anvendelsesområder for kulbrinter omfatter:

Køleskabe og frysere i husholdningen
Flaskekølere
Frysebokse til is og kommercielle frysebokse
Kommercielle køleskabe
Ølkølere
Drikkevareautomater
Affugtere
Varmepumper
Køling i supermarkeder (i kombination med sekundær køling eller som en højtemperaturfase i et kaskadesystem med CO2)
Små air conditioning-anlæg