HOLTOP WEEKLY NEWS #45 – Tepelná čerpadla oživují odvětví HVAC a chlazení

Tepelná čerpadla oživují odvětví HVAC&R – Zpráva z veletrhu Chillventa 2022

Veletrh Chillventa v německém Norimberku zahájil činnost 11. října 2022 a jednalo se o první akci, která se konala osobně za poslední čtyři roky. Přední výrobci v odvětví vytápění, větrání, klimatizace a chlazení (HVAC&R) se vrátili se svými nejnovějšími produkty a technologiemi na výstavní pódium v ​​krásném starém městě s barevnými stromy.

Efektivní klíčové komponenty
Poptávka po účinných systémech HVAC&R v Evropě dále roste, a to jak s ohledem na prudce rostoucí ceny energií v důsledku energetické krize, tak i na přísnější standardy energetické účinnosti, jako je ekodesign zaměřený na dekarbonizaci. Za účelem zvýšení účinnosti celého systému aktivně vyvíjejí hlavní výrobci komponentů HVAC&R vysoce účinné kompresory, výměníky tepla a různé typy elektronických řídicích zařízení a zavádějí nové technologie. Na veletrhu Chillventa 2022 byly například představeny vysoce účinné invertorové kompresory, šroubové a odstředivé kompresory s magnetickými ložisky a odstředivé kompresory s plynovým převodem. Některé z těchto kompresorů již přinesly značné úspory energie v oblasti procesního chlazení, klimatizace v dopravě, tepelných čerpadel a dalších odvětví HVAC&R.

Růst větrání v souladu s poptávkou po kvalitě vnitřního ovzduší (IAQ)
Poptávka po větrání údajně vykazuje nebývalý růst kvůli stále přísnějším požadavkům na kvalitu zdravého vnitřního ovzduší (IAQ) během prodlouženého období pandemie a nové poptávce ze strany odvětví lékařství, datových center a tepelných čerpadel. V této souvislosti byly na veletrhu Chillventa 2022 představeny různé ventilátory. V kontextu této rychle rostoucí poptávky však výrobci ventilátorů obvykle potýkají s nedostatkem zásob v důsledku nedostatku polovodičů a dalších faktorů.

Rozmach tepelných čerpadel ATW
Vzhledem ke zvýšeným požadavkům na ochranu klimatu a úsporu energie a také k energetické krizi způsobené současnou ukrajinskou krizí se Evropská unie (EU) zavázala k postupnému ukončení vytápění fosilními palivy a k podpoře vytápění tepelnými čerpadly. Zejména tepelná čerpadla vzduch-voda (ATW) se stala jedním z nejlepších řešení pro vytápění domácností v Evropě.

Podle databáze dosáhl evropský trh s tepelnými čerpadly ATW v roce 2021 1,09 milionu kusů, což představuje meziroční nárůst o 46,1 %. Očekává se, že evropský trh se do roku 2025 rozšíří na 3 miliony kusů.

V návaznosti na tyto trendy se na veletrhu Chillventa 2022 objevila široká škála tepelných čerpadel ATW, která pokrývala oblasti od rezidenčních a komerčních až po průmyslové aplikace. Produkty související s tepelnými čerpadly ATW vystavovala většina předních výrobců klimatizací z Japonska, Jižní Koreje a Číny, stejně jako malí a střední evropští výrobci.

Chladiva pro tepelná čerpadla ATW – Jaké jsou naše cíle?
Cíl dekarbonizace urychlil používání chladiv s nižším potenciálem globálního oteplování (GWP) a přírodních chladiv. Na veletrhu Chillventa 2022 byl vystaven větší počet produktů využívajících tato chladiva.

Pokud jde o kompresory, výrobci uvádějí na trh nové modely pístových, rotačních, spirálových, šroubových nebo odstředivých produktů s nižším GWP a přírodními chladivy.

Tradičně tepelná čerpadla ATW na evropském trhu používala převážně chladivo R410A, které má vysoký GWP, ale v posledních několika letech plynule proběhl přechod na chladivo R32 s nižším GWP a toto chladivo se stalo hlavním proudem. Na veletrhu Chillventa 2022 bylo také vystaveno mnoho modelů tepelných čerpadel ATW s R32. Představeny byly také nové vzduchem chlazené chladicí jednotky s R32 a reverzibilní tepelná čerpadla.

Kromě toho byly vystaveny kompresory a chladicí jednotky, které používají chladiva na bázi hydrofluoroolefinů (HFO) s nižšími hodnotami GWP.

Dalším lákadlem byla tepelná čerpadla ATW na propan (R290), která na veletrhu Chillventa 2022 vyvolala velký rozruch. Různé modely tepelných čerpadel ATW s chladivem R290 představilo mnoho výrobců, jako jsou malí a střední evropští výrobci a výrobci originálního vybavení (OEM) z Číny. Japonský výrobce také vystavil svůj nový model tepelného čerpadla ATW s chladivem R290 jako vzorovou expozici a tento model bude brzy uveden na evropský trh.

Abychom zjistili důvody, proč letos prudce vzrostl počet vystavených tepelných čerpadel R290 ATW, provedli jsme rozhovory s některými vystavovateli.

Podle těchto rozhovorů se předpokládalo, že za tímto boomem stojí několik faktorů. Hlavním faktorem má být licenční systém pro chladiva na bázi fluorovaných uhlovodíků (HFC) v rámci nařízení o F-plynech. Toto nařízení zahrnuje postupné omezování HFC, podle kterého je uvádění těchto plynů na trh EU předmětem množstevních limitů. Od 1. ledna 2015 je vyžadována kvóta pro výrobce a dovozce, kteří uvedou na trh v kalendářním roce ve velkém množství alespoň 100 tun ekvivalentu CO2 HFC. Od roku 2017 musí být do systému kvót zahrnuty i HFC předem plněné v chladicích, klimatizačních a tepelných čerpadlech. Tato alokace kvót HFC se postupně snižuje, jak je znázorněno na obr. 1.

Dále v návrhu dalšího nařízení o F-plynech, který Evropská komise (EK) předložila v dubnu letošního roku, byly předměty, na které se vztahují předpisy pro výrobky naplněné chladivy s GWP 150 nebo vyšším, rozšířeny z pouhých klimatizačních jednotek a tepelných čerpadel do zásuvkových jednotek o další samostatná klimatizační zařízení. Datum jeho provedení bylo také posunuto o tři roky z 1. ledna 2028 na 1. ledna 2025. Pokud návrh projde hlasováním v příštím roce, budou mít výrobci velmi krátkou lhůtu, přibližně jeden rok, na vývoj výrobků, které budou splňovat nová nařízení.

V Evropě se navíc kromě nařízení o F-plynech zvažuje omezení používání perfluorovaných a polyfluoralkylových látek (PFAS) v rámci nařízení REACH (Registrace, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals). Pokud bude toto nařízení zavedeno, bude používání těžkých uhlíkových uhlovodíků (HFO) a jejich směsí obtížné. V takovém případě se předpokládá, že alternativní chladiva s GWP nižším než 150 budou omezena na přírodní chladiva.

Za těchto okolností si výrobci, kteří se obávají budoucího snižování kvót HFC, kteří již v současné době mají nízké kvóty nebo se snaží rychle reagovat na předpisy týkající se chladiv s GWP 150 a více, vybrali mezi vhodnými chladivy pro tepelná čerpadla ATW chladivo R290, což vedlo k velkému počtu modelů s R290 vystavených na letošním veletrhu Chillventa. Je jistě vysoká pravděpodobnost, že budoucí tepelná čerpadla ATW budou využívat přírodní chladiva s nižšími hodnotami GWP, jako je R290.

R290 je však hořlavé chladivo s klasifikací A3 podle normy ASHRAE 34. Není pochyb o tom, že tato hořlavost je velkým problémem. Evropa je jedním z největších trhů s vytápěním na světě a strukturální změny na tomto velkém trhu budou vyžadovat nejen technologii, ale i čas. Každý výrobce provedl vlastní posouzení rizik a zavedl opatření týkající se tepelných čerpadel R290 ATW. Vzhledem k tomu, že poptávka po nich v budoucnu poroste, bude krok vpřed prospěšný a celé odvětví urychlí formulaci různých pravidel a podpoří vlády v rozvoji infrastruktury. Hladký rozvoj odvětví tepelných čerpadel ATW je zaručen poskytováním tepelných čerpadel ATW, která jsou nejen šetrná k životnímu prostředí, ale také bezpečná pro uživatele a všechny, kteří se podílejí na výrobě, prodeji, instalaci a servisu. Je důležité, aby toto odvětví spolupracovalo na řešení environmentálních problémů a zároveň na vytváření norem a pravidel upravujících bezpečnost a usilovalo o zavádění produktů, které jsou ekologické a bezpečné.

Vedoucí evropské asociace poznamenal, že odvětví HVAC&R čelí výzvám v oblasti chladiv a musí postupovat opatrně. Odhaduje se, že příprava souvisejících předpisů a školení inženýrů bude trvat několik let.

Které chladivo by se mělo používat pro tepelná čerpadla ATW? – Toto je vážná otázka, kterou je třeba pečlivě zvážit pro zdravý růst tepelných čerpadel ATW, která jsou nezbytnými nástroji pro snižování emisí skleníkových plynů, úspory energie a přechod na obnovitelné zdroje energie.