Koudemiddelen (F-gassen) voor warmtepompen

Koudemiddelen, CFK's en de dampkring

De compressor van de warmtepomp heeft een koudemiddel nodig om de warmte te transporteren. We onderscheiden natuurlijke koudemiddelen, zoals water, maar ook propaan, en synthetische koudemiddelen. Vroeger gebruikte men Freon (R22) als synthetisch koudemiddel in koelkasten. Tegenwoordig is Freon verboden vanwege zijn negatieve impact op het milieu. Synthetische koudemiddelen zijn (H)CFK’s en HFK’s, oftewel Chloor Fluor Koolwaterstoffen. Deze zijn zodanig gemaakt dat ze heel gunstige eigenschappen hebben voor de warmtepomp. Helaas is het bijeffect dat ze –zodra ze vrij komen- schade aanbrengen aan de ozonlaag, die zich over onze planeet bevind. Om te voorkomen dat er gaten in de ozonlaag vallen, veroorzaakt door chloriden, zijn chloorhoudende koudemiddelen met het Montreal-protocol vanaf 1980 uit gefaseerd, en vanaf oktober 2020 zelfs verboden in de EU. Fluorhoudende koudemiddelen dragen bij aan het zogenaamde broeikaseffect. Dat wil zeggen dat de dampkring om de aarde wel veel warmte van de zon op de aarde toelaat, maar dat voor terugkaatsing de warmte gevangen blijft in de dampkring. Hierdoor wordt de temperatuur op de aarde steeds een beetje hoger. Vooral CO₂ houdt de warmte goed vast. Vaak wordt dan ook van koudemiddelen het CO₂-equivalent of het GWP (Global Warming Potential) aangegeven. In het Kyotoprotocol van 1990 is de omgang met fluorhoudende stoffen vastgelegd. Let wel, zolang het koudemiddel in de warmtepomp blijft, gebeurt er niets. Echter in de praktijk kan er wat koudemiddel weglekken, wat zeer schadelijk is voor het milieu.

Global Warming Potential (GWP) van koudemiddelen

Van de koudemiddelen is het Global Warming Potential (GWP) bepaald, waarvan in onderstaande tabel van de meest voorkomende koudemiddelen de GWP wordt aangeduid. Er wordt ook vaak gerekend met het CO₂-equivalent. Dit kan men eenvoudig omrekenen met onderstaande tool. De formule is:
Aantal ton C0₂ equivalent = (kg x GWP)/1000.

Bereken het CO₂-equivalent van koudemiddelen

Verbod op koudemiddelen

Kijken we terug in de tijd naar de koudemiddelen die destijds populair waren, dan zien we dat meerdere veelgebruikte koudemiddelen inmiddels verboden zijn:

Het komt er eigenlijk op neer dat alle chloorbevattende koudemiddelen verboden zijn. Het Ozon Depletion Potential (ODP) moet nul zijn, conform het Montreal-protocol. Nu is het tijd om koudemiddelen met hoge CO₂-equivalenten uit te gaan faseren. Zo zijn installaties die koudemiddelen gebruiken met een GWP > 2500 verboden sinds 2020, en komt er in 2022 een aanscherping van de regels voor koudemiddelen met een GWP > 1500. Geleidelijk aan worden de eisen aan de synthetische middelen verscherpt, en mogelijk in de toekomst geheel verboden, zodat natuurlijke koudemiddelen steeds populairder worden bij warmtepompenfabrikanten. Ook de milieuheffing op koudemiddelen met een hoge GWP zal de verschuiving naar natuurlijke koudemiddelen bevorderen. Natuurlijke koudemiddelen hebben wel een groot nadeel. Dat nadeel is de brandgevaarlijkheid van deze middelen

Brandbaarheid, explosiegevaar en giftigheid

Overzicht verschillende koudemiddelen

Onderstaand filmpje geeft een overzicht van de verschillende koudemiddelen:

F-gassen regeling

De F-gassen verordening (2012/517/EC) is een quotasysteem waar koudemiddelproducenten zich aan dienen te houden. Het CO₂ equivalente quota wordt gebruikt om te bepalen hoeveel koudemiddelen er geproduceerd mogen worden. Hierdoor worden sommige koudemiddelen schaars en dus duur. Er staan ook regels in over lekdetectie en onderhoud.

Wat is een ideaal koudemiddel?

We hebben op deze pagina veel over de voor- en nadelen van verschillende soorten F-gassen gesproken. Maar wat is nu het ideale koudemiddel? En waarom wordt er niet gewoon water gebruikt? Om met het laatste te beginnen: Water is weliswaar goedkoop en op de aarde ruim beschikbaar, maar helaas niet geschikt als koudemiddel voor warmtepompen. De belangrijkste reden is het kookpunt. Koudemiddelen dienen een laag kookpunt te hebben. Water kookt pas bij 100 °C. Terwijl CO₂ al kookt bij -78,5 °C, en propaan bij -42 °C (allen bij een absolute druk van 1 bar). Bovendien zou water in ijs veranderen onder de 0 °C. Daar het kookpunt samenhangt met de absolute druk, ziet men vaak dat koude technici een meter hebben met meerdere schalen, waar zowel druk als temperatuur voor meerdere koudemiddelen op staan. Men kan ook gebruik maken van de ouderwetse koudemiddelenschuif, waar deze gegevens op staan. Een digitale versie hier van wordt door veel warmtepompenfabrikanten aangeboden. Populair is die van Danfoss. Deze is zowel in de internetbrowser te raadplegen en als app te downloaden voor de smartphone. Meer over de theorie is te lezen op de pagina 'het principe van de warmtepomp'.

Vraag en antwoord
1. Is R32 het koudemiddel van de toekomst?

R32 zal worden toegepast voor de komende tijd als lage GWP koudemiddel. Echter, de GWP waarde is nog steeds te hoog om de doelstelling van 2030 te halen.

2. Is R290 het natuurlijke koudemiddel van de toekomst?

Die kans is zeker aanwezig. Het is wel zo dat een warmtepomp die met propaan werkt beduidend duurder is, en dat propaan zeer brandbaar is.

Doe mee aan de discussie, en geef uw mening:

Naam:	*
Onderwerp:

Ik ben geen robot. Welke dag is het vandaag?
Bij het plaatsen van een reactie gaat u accoord met de voorwaarden.

Hier komen de reacties te staan

Verduurzaam uw huis
in 10 stappen. De energietransitie van uw woning.

Welke boiler is het beste? Berekeningen aan warm water bereiding met warmtepomp

Geluid warmtepomp
Bereken het geluidsniveau van uw warmtepomp

Maak een transmissieberekening
en bereken uw besparing op stookkosten