Miedź – ekologiczny materiał przyszłości w chłodnictwie i klimatyzacji

0
rury miedziane

W dobie zmian klimatycznych i rosnących amplitud temperatur, kluczowe staje się posiadanie wydajnej instalacji oraz urządzeń do klimatyzacji, wentylacji i chłodzenia (HVACR), zapewniających odczucie komfortu cieplnego. W najbliższych latach będziemy obserwować zwiększone zapotrzebowanie na korzystanie z klimatyzacji w biurowcach i budynkach mieszkalnych oraz z systemów chłodniczych w sklepach. Zdaniem ekspertów Europejskiego Instytutu Miedzi, przełoży się to na poszukiwanie rozwiązań ekologicznych i efektywnych energetycznie. A te zapewniają komponenty oparte na miedzi. 

– Dlaczego miedź? Ponieważ jest trwała, niezawodna, odporna na wysokie i niskie temperatury oraz korozję. Miedź jest doskonałym przewodnikiem ciepła. Swoją popularność zawdzięcza własnościom wykorzystywanym w trakcie produkcji i eksploatacji instalacji. Należą do nich m.in.: wysoka plastyczność, duża trwałość czy bakteriostatyczne oddziaływanie. Metal ten jest przyjazny dla środowiska, gdyż w 100% podlega recyklingowi. A przede wszystkim jego zastosowanie pozwala zmaksymalizować wydajność systemu przy jednoczesnej minimalizacji kosztów instalacji i użytkowania. Taki efekt można uzyskać m.in. montując rury miedziane o mniejszej średnicy niż dotychczasowe – mówi Michał Ramczykowski, prezes zarządu Europejskiego Instytutu Miedzi.

Mniejsze, lżejsze i bardziej efektywne

Minimalne średnice  rzędu 4 – 7 mm  są stosowane w specjalnych rurach wewnętrznie gwintowanych lub rowkowanych. Gwintowanie/rowkowanie zwiększa powierzchnię wewnętrzną rury przy zmniejszeniu jej średnicy, co powoduje: bardziej efektywny transfer ciepła i pozwala zastosować  mniejsze, lżejsze  wymienniki lub większy transfer ciepła i większą wydajność przy tej samej wielkości  wymiennika. Kolejną zaletą takich ekologicznych rur miedzianych jest również znaczne zmniejszenie objętości drogiego czynnika chłodzącego, co oznacza niższe koszy eksploatacji. Rurki o małej średnicy to także mniejsze zużycie materiałów oraz redukcja masy i wielkości  instalacji oraz urządzeń HVACR.

Przykładowo dla funkcjonalnie równoważnych wymienników ciepła o mocy 5 kW, ciężar rur zmniejszono o 31 procent i 46 procent, gdy średnice rur miedzianych zamieniono odpowiednio z 3/8 cala na 7 mm i z 3/8 cala na 5 mm. Instalacje te mogą także pracować przy wyższych ciśnieniach, wymaganych do kondensacji nowych ekologicznych czynników chłodniczych, takich jak R410a lub R744[1]  – mówi Kazimierz Zakrzewski, ekspert Europejskiego Instytutu Miedzi.

Czytaj również:  Magazynowanie energii elektrycznej kluczem do sukcesu transformacji energetycznej

Łatwa wymiana i recykling

W branży chłodniczej i klimatyzacyjnej trudno będzie zastąpić unikalne właściwości miedzi, w zakresie odporności na korozję, niezawodności i długiej żywotności. Jednak  jeśli wymiana instalacji okaże się konieczna, nie sprawi to żadnych problemów. Wytwarzanie, montaż, serwis i naprawa nie ulegają zasadniczym zmianom, dlatego przejście z tradycyjnych rur miedzianych na  grawerowane/profilowane rury o małych średnicach jest stosunkowo proste. Natomiast zużyte komponenty miedziane poddaje się recyklingowi.

Do wykonywania instalacji klimatyzacyjnych oraz chłodniczych zazwyczaj wykorzystuje się rury miedziane, wykonane zgodnie z normą PN-EN 12735-1. Jednakże nie spełniają one kryteriów wysokich ciśnień, wymaganych przy stosowaniu przyjaznego dla środowiska czynnika chłodzącego, jakim jest CO2. Wówczas coraz częściej używa się stopu miedzi z małą domieszką (ok. 2,5 %) żelaza, co pozwala na wykonanie ekonomicznej instalacji systemów chłodniczych o ciśnieniu roboczym do 120 barów.

Różne systemy łączeń

Instalacje chłodnicze łączone są lutem twardym z minimalną 2% zawartością srebra. Drugim, stale zyskującym na popularności, sposobem łączenia jest zaprasowywanie przy użyciu łączników zgodnych z Europejską Dyrektywą Ciśnieniową 97/23/WE (określana jako dyrektywa PED). W porównaniu do lutowania, ten typ połączenia jest znacznie bardziej estetyczny i szybszy w montażu. Może być także wykonany przez instalatora o niższych kwalifikacjach.

[1] https://www.copper.org/applications/plumbing/comml_tube/hvac_faqs.html