HOLTOP WEEKLY NEWS #45-Pompy ciepła ożywiają branżę HVAC&R

Pompy ciepła ożywiają branżę HVAC&R — raport z targów Chillventa 2022

Chillventa rozpoczęła się w Norymberdze w Niemczech 11 października 2022 r. i była to pierwsza impreza twarzą w twarz od czterech lat. Wiodący producenci z branży ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i chłodnictwa (HVAC&R) powrócili ze swoimi najnowszymi produktami i technologiami na scenę wystawową w pięknym starym mieście z jego kolorowymi drzewami.

Wydajne kluczowe komponenty
W Europie rośnie zapotrzebowanie na wydajne systemy HVAC&R, aby z jednej strony sprostać rosnącym cenom energii spowodowanym kryzysem energetycznym, a z drugiej strony bardziej rygorystycznym normom efektywności energetycznej, takim jak Ecodesign, mającym na celu dekarbonizację. Aby zwiększyć wydajność całego systemu, główni producenci komponentów HVAC&R aktywnie opracowują wysokowydajne sprężarki, wymienniki ciepła i różne typy elektronicznego sprzętu sterującego, przyjmując nowatorskie technologie. Biorąc na przykład sprężarki, wysokowydajne sprężarki inwerterowe, sprężarki śrubowe z łożyskami magnetycznymi i sprężarki odśrodkowe oraz sprężarki odśrodkowe z przekładnią gazową zostały zaprezentowane na targach Chillventa 2022. Niektóre z tych sprężarek zapewniły już znaczne oszczędności energii w procesach chłodzenia, transporcie klimatyzacji, pompach ciepła i innych sektorach HVAC&R.

Wzrost wentylacji zgodny z zapotrzebowaniem na jakość powietrza w pomieszczeniach
Popyt na wentylację wykazuje podobno bezprecedensowy wzrost, ze względu na coraz bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące zdrowej jakości powietrza w pomieszczeniach (IAQ) w przedłużającym się okresie pandemii oraz nowe zapotrzebowanie ze strony sektora medycznego, centrów danych i pomp ciepła. W tym kontekście na targach Chillventa 2022 zaprezentowano różne wentylatory. Jednak w kontekście tego szybko rosnącego popytu producenci wentylatorów mają tendencję do doświadczania słabych zapasów z powodu niedoborów dostaw półprzewodników i innych czynników.

Rozwijające się pompy ciepła ATW
Wraz ze wzrostem wymagań dotyczących ochrony klimatu i oszczędzania energii, a także kryzysem energetycznym spowodowanym obecnym kryzysem na Ukrainie, Unia Europejska (UE) zobowiązała się do wycofania ogrzewania paliwem kopalnym i promowania ogrzewania pompami ciepła. W szczególności pompy ciepła powietrze-woda (ATW) stały się jednym z najlepszych rozwiązań do ogrzewania domów w Europie.

Według bazy danych europejski rynek pomp ciepła ATW osiągnął 1,09 miliona sztuk w 2021 r., co oznacza wzrost o 46,1% w porównaniu z rokiem poprzednim. Oczekuje się, że do 2025 r. skala rynku europejskiego wzrośnie do 3 milionów sztuk.

Wsparte tymi trendami, szeroka gama pomp ciepła ATW, obejmująca zastosowania mieszkaniowe, komercyjne i przemysłowe, znalazła się w centrum uwagi na targach Chillventa 2022. Większość wiodących producentów klimatyzatorów z Japonii, Korei Południowej i Chin, a także mali i średni producenci europejscy wystawili produkty związane z pompami ciepła ATW.

Czynniki chłodnicze do pomp ciepła ATW — jakie są nasze cele?
Cel dekarbonizacji przyspieszył wykorzystanie niższych współczynników ocieplenia globalnego (GWP) i naturalnych czynników chłodniczych. Na targach Chillventa 2022 zaprezentowano większą liczbę produktów wykorzystujących takie czynniki chłodnicze.

Jeśli chodzi o sprężarki, producenci wprowadzają na rynek nowe modele sprężarek tłokowych, rotacyjnych, spiralnych, śrubowych i odśrodkowych, wykorzystujące czynniki chłodnicze o niższym współczynniku GWP i naturalne czynniki chłodnicze.

Tradycyjnie pompy ciepła ATW na rynku europejskim używały głównie R410A, który ma wysoki GWP, ale w ciągu ostatnich kilku lat przejście na czynnik chłodniczy R32 o niższym GWP przebiegało płynnie i stał się głównym czynnikiem chłodniczym. Wiele modeli R32 pomp ciepła ATW zostało również zaprezentowanych na targach Chillventa 2022. Wprowadzono również nowe chłodzone powietrzem agregaty chłodnicze R32 i odwracalne pompy ciepła.

Ponadto zaprezentowano sprężarki i agregaty chłodnicze wykorzystujące czynniki chłodnicze HFO (hydrofluoroolefiny) o niższych wartościach GWP.

Kolejnym hitem były pompy ciepła ATW na propan (R290), które wywołały szum na targach Chillventa 2022. Różne modele pomp ciepła ATW R290 zostały zaprezentowane przez wielu producentów, takich jak mali i średni producenci europejscy oraz producenci oryginalnego sprzętu (OEM) z Chin. Japoński producent również zaprezentował swój nowy model pompy ciepła ATW R290 jako przykładowy eksponat, a ten model wkrótce zostanie wprowadzony na rynek europejski.

Aby poznać przyczyny gwałtownego wzrostu liczby pomp ciepła R290 ATW na tegorocznych targach, przeprowadziliśmy wywiady z kilkoma wystawcami.

Zgodnie z tymi wywiadami przypuszczano, że za tym boomem stoi kilka czynników. Głównym czynnikiem ma być system licencjonowania czynników chłodniczych wodorofluorowęglowodorów (HFC) na mocy rozporządzenia w sprawie gazów fluorowanych. Rozporządzenie obejmuje stopniowe wycofywanie HFC, zgodnie z którym wprowadzanie takich gazów na rynek UE podlega limitom ilościowym. Od 1 stycznia 2015 r. producenci i importerzy wprowadzający na rynek co najmniej 100 ton ekwiwalentu CO2 HFC luzem w roku kalendarzowym muszą posiadać kwotę. Od 2017 r. HFC wstępnie naładowane w urządzeniach chłodniczych, klimatyzacyjnych i pompach ciepła również muszą być objęte systemem kwot. Ten przydział kwot HFC zmniejsza się etapami, jak pokazano na rys. 1.

Ponadto w propozycji kolejnego rozporządzenia w sprawie gazów fluorowanych złożonej przez Komisję Europejską (KE) w kwietniu tego roku, obiekty objęte przepisami dotyczącymi produktów wypełnionych czynnikami chłodniczymi o GWP równym 150 lub wyższym zostały rozszerzone z samych urządzeń klimatyzacyjnych i pomp ciepła typu plug-in o inne autonomiczne urządzenia klimatyzacyjne. Datę wdrożenia przesunięto również z 1 stycznia 2028 r. na 1 stycznia 2025 r. o trzy lata. Jeśli propozycja zostanie przyjęta w głosowaniu w przyszłym roku, producenci będą mieli bardzo krótki okres około jednego roku na opracowanie produktów zgodnych z nowymi przepisami.

Ponadto w Europie, oprócz rozporządzenia F-gas, rozważane jest ograniczenie stosowania substancji per i polifluoroalkilowych (PFAS) na mocy rozporządzenia o rejestracji, ocenie, udzielaniu zezwoleń i stosowanych ograniczeniach w zakresie chemikaliów (REACH). Jeśli to rozporządzenie zostanie wdrożone, stosowanie HFO i ich mieszanek stanie się trudne. W takim przypadku zakłada się, że alternatywne czynniki chłodnicze o GWP mniejszym niż 150 będą ograniczone do naturalnych czynników chłodniczych.

W tych okolicznościach producenci, którzy obawiają się przyszłych redukcji kwot HFC, którzy mają już obecnie niskie kwoty lub którzy próbują szybko zareagować na przepisy dotyczące czynników chłodniczych o GWP wynoszącym 150 lub więcej, wybrali czynnik chłodniczy R290 spośród odpowiednich czynników chłodniczych dla pomp ciepła ATW, co zaowocowało dużą liczbą modeli R290 zaprezentowanych na tegorocznych targach Chillventa. Z pewnością istnieje duże prawdopodobieństwo, że przyszłe pompy ciepła ATW przyjmą naturalne czynniki chłodnicze o niższych wartościach GWP, takie jak R290.

Jednak R290 jest łatwopalnym czynnikiem chłodniczym o klasyfikacji A3 zgodnie z normą ASHRAE 34. Nie ma wątpliwości, że ta palność jest dużym problemem. Europa jest jednym z największych rynków grzewczych na świecie, a zmiany strukturalne na tym dużym rynku będą wymagały nie tylko technologii, ale także czasu. Każdy producent przeprowadził własne oceny ryzyka i wdrożył środki dotyczące pomp ciepła R290 ATW. Jednak biorąc pod uwagę, że popyt na nie wzrośnie w przyszłości, krok naprzód będzie korzystny, a branża jako całość przyspieszy formułowanie różnych przepisów i wesprze rządy w rozwijaniu infrastruktury. Płynny rozwój branży pomp ciepła ATW jest gwarantowany przez dostarczanie pomp ciepła ATW, które są nie tylko przyjazne dla środowiska, ale także bezpieczne dla użytkowników i wszystkich zaangażowanych w produkcję, sprzedaż, instalację i usługi. Ważne jest, aby branża współpracowała w celu rozwiązania problemów środowiskowych, a jednocześnie współpracowała w celu stworzenia norm i przepisów regulujących bezpieczeństwo oraz dążyła do wprowadzenia na rynek produktów, które są zarówno ekologiczne, jak i bezpieczne.

Szef europejskiego stowarzyszenia skomentował, że branża HVAC&R mierzy się z wyzwaniami związanymi z czynnikami chłodniczymi i musi postępować ostrożnie. Szacuje się, że przygotowanie odpowiednich przepisów i przeszkolenie inżynierów zajmie kilka lat.

Jakiego czynnika chłodniczego należy używać w pompach ciepła ATW? — Jest to poważna kwestia, którą należy starannie rozważyć w celu zapewnienia prawidłowego rozwoju pomp ciepła ATW, które są niezbędnymi narzędziami do redukcji emisji gazów cieplarnianych, oszczędzania energii i przechodzenia na energię odnawialną.