Onderzoek naar verwarmingsprestatie R410A en alternatieven in een lucht/water-warmtepomp

8 mei 2019

(expertartikel) Chinese onderzoekers hebben de prestaties van koudemiddel R410A in een warmtepomp vergeleken met die van R452B en R447B. Ze keken onder andere naar de verwarmingscapaciteit en COP.

R410A heeft een relatief hoge GWP-waarde, reden waarom de industrie er afscheid van wil nemen. Als alternatief in lucht/water-warmtepompen levert R32 betere prestaties, maar het middel is (matig) brandbaar en daarom minder geschikt voor grote systemen. Pure HFO-koudemiddelen zijn vooralsnog geen geschikte vervangers omdat ze een veel kleinere verwarmingscapaciteit hebben dan R410A. Chinese onderzoekers van de universiteit van Shanghai vergeleken de prestaties van R410A daarom met twee andere mogelijke alternatieven, R452B en R447B, en bestudeerden de gevolgen van een-op-een-vervanging in R410A-installaties bij verschillende omgevingstemperaturen en temperaturen van het afgiftewater. De bij de testen gebruikte lucht/water-warmtepomp met dampinjectiecyclus is specifiek ontworpen voor gebruik van R410A.

COP-verbetering door dampinjectie
Uit het onderzoek blijkt dat de verwarmingscapaciteit van R452B en R447B respectievelijk 0,7 tot 5 procent en 6 tot 15 procent lager is. De capaciteitsdaling gerelateerd aan de omgevingstemperatuur verloopt trager met R452B en sneller met R447B. Bij gebruik van R452B in plaats van R410A verbetert de COP-waarde met 4 tot 9 procent bij toepassing van dampinjectie, en slechts met 1,4 tot 2,4 procent zonder dampinjectie. Bij R447B bedraagt de COP-verbetering respectievelijk 3 tot 12 procent (met damp­injectie) en 0,4 tot 3,8 procent (zonder dampinjectie). De optimale injectiedrukverhouding ligt zowel bij R452B als R447B iets hoger dan bij R410A. Vergeleken met R410A zijn R452B en R447B geschikter bij hogere temperaturen van het afgiftewater. R452B is daarnaast ook geschikt voor gebruik bij een lagere omgevingstemperatuur. Die geschiktheid van dit middel wordt nog groter als voor optimalisering van het systeemontwerp de ontladingstemperatuur kan worden verlaagd.

> Lees meer onderzoeks- en expertartikelen:
Vorming, verspreiding en beweging van oliedruppeltjes in het compressorplenum
Onderzoek: convectie-warmteoverdracht bij een spiraalvormige warmtewisselaar.
Capaciteitsverlies door te hoog watergehalte in een ammoniakinstallatie.
Kwaliteitsveranderingen van appels bij temperatuurschommelingen in vriesopslag.
Onderzoek naar het ontvlambare volume van R32 bij lekkage in een rooftopunit.
Onderzoek naar de explosiekenmerken van mild ontvlambare koudemiddelen
Speurtocht naar de laagst mogelijke temperatuur