Odkar je EU uvedla Direktivo 2006/40 / ES in kasneje Uredbo Evropskega parlamenta št. 517/2014 o fluoriranih toplogrednih plinih, je razprava v avtomobilski industriji o zamenjavi R134a z R1234yf ali CO2 opravila spletne forume mehaniki in uporabniki avtomobilov. V tej zelo čustveni razpravi je, in verjetno ne bo nikoli en zmagovalec, tako kot na primer v politiki.
Na obeh straneh barikade obstajajo močni argumenti. Na eni strani okoljski vidiki in na drugi strani lastniki vozil.
Zakaj so EU in vlade zunaj EU sprejele tako kontroverzno odločitev?
Približno je bilo izračunano, da so emisije fluoriranih toplogrednih plinov leta 2005 povzročile izpust približno 90 milijonov ton ekvivalenta CO2 v ozračje.
GWP – Potencial globalnega segrevanja je bil predstavljen, da omogoča primerjavo učinkov različnih plinov na globalno segrevanje glede na emisije 1 tone ogljikovega dioksida (CO2). CO2 ima GWP 1. R134a, sicer HFC134a (HydroFluoroCarbon), je tudi fluoriran plin z zelo velikim toplogrednim potencialom GWP = 1430. Za primerjavo, R1234yf ki ima GWP = 4. Prejšnje hladilno sredstvo R12, ki se je uporabljalo do leta 1994, je imelo GWP = 10.900, poleg tega pa je vsebovalo tudi freon, ki je neposredno izčrpal ozonski plašč. Pretvorba R12 v R134a je bila obremenjena tudi z veliko zmedo na trgu in podobnimi težavami, s katerimi se trenutno srečujemo danes pri prehodu na R1234yf.
Tabela 1. Izbrane lastnosti hladilnih medijev R134a in R1234yf
| Naziv | R134a | R1234yf | |
| GWP | 1430 | 4 | |
| CO2-eq/kg | 1000 | 2,8 | |
| Življenska doba v ozračju | >13 let | <11 dni | |
| Temperatura vretja (oC) | -26,4 | -29,4 | |
| Kritična temperatura (oC) | 101,15 | 94,7 | |
| Kritični pritisk (bar) | 40,64 | 33,82 |
Ko pogledamo z ekonomskega vidika umik hladilnega sredstva R134a s avtomobilskega trga in preklop na R1234yf, se lastniki avtomobilov močno upirajo. Mehaniki, ki želijo slediti pričakovanjem kupcev, se lotijo zamenjave hladilnega sredstva R1234yf z R134a. Postopek zamenjave hladilnega sredstva R1234yf z R134a je najbolj viden v manj razvitih državah, kjer ima gospodarski vidik vzdrževanja ali popravila klimatskega sistema velik vpliv na domači proračun lastnika vozila. Povprečni stroški pregleda klimatske naprave so v primeru R1234yf lahko tudi do 10-krat dražji. Samo hladilno sredstvo R1234yf je približno 15-krat dražje od R134a.
Ali je tako priljubljena pretvorba iz R1234yf v R134a zakonita?
Slika 1. R1234yf (slika NRF).
Od 1. januarja 2017 morajo imeti vsi novi avtomobili, registrirani v Evropski uniji, klimatski sistem s hladilnim sredstvom, katerega vrednost GWP ne presega 150. HFO1234yf je bil uveden kot nadomestek za HFC134a zaradi nizkega potenciala globalnega segrevanja GWP = 4 in zelo hitrega razkroja v ozračju (največ 11 dni), kar je bistveno manjši učinek globalnega segrevanja od prehodnika.
Slika 2. Toyota RAV4, 2015 nalepka vozila (slika NRF)
Slika 2. Škoda Kodiaq, 2021 nalepka vozila (slika NRF)
V skladu z Direktivo 2008/99 / ES je vnos plina z visokim toplogrednim potencialom v okolje kaznivo dejanje. V skladu z Direktivo 2006/40 / ES je nezakonita snov hladilno sredstvo R134a v avtomobilskem klimatskem sistemu, zasnovanem za R1234yf.
Kaznuje se z denarno kaznijo in v posebno hudih primerih celo z zaporno kaznijo. Tu je treba opozoriti, da sta denarno kaznovana tako delavnica kot lastnik vozila, ki je dejansko lastnik hladilnega sistema – vozila.
Kakšne nevarnosti ta zamenjava povzroča klimatskemu sistemu?
S termodinamičnega vidika sta si hladilna sredstva R134a in R1234yf zelo podobna, kot kažejo fotografije merilnikov tlaka s tlakom izhlapevanja in kondenzacije. Kot je razvidno iz modrega merilnika, je tlak izhlapevanja nekoliko višji pri R1234yf. Posledično ima R1234yf boljši volumetrični izkoristek kompresorja, sam kompresor pa bo imel nižje kompresijsko razmerje, kar je za kompresor nedvomno koristno.
Slika 4 in 5. Manometer nizek in visok pritisk za R134a in R1234yf (slika NRF) 
Vendar ima R1234yf približno 20% manj latentne toplote uparjanja kot R134a. Hladilna zmogljivost R1234yf je prav tako v povprečju za 9% manjša od zmogljivosti R134a. In sam COP (koeficient učinkovitosti) je približno 7% nižji.
Zato je tam, kjer se uporablja R1234yf, približno 20% več hladilnega medija, kot v podobni klimatski napravi z R134a. In za zmanjšanje razlik v koeficientu učinkovitosti s R134a se je dodal element: notranji izmenjevalniki toplote IHX, ki se uporabljajo v sistemih z R1234yf.
Slika 5. Notranji toplotni izmenjevalnik za R1234yf (slika NRF)
Kot je razvidno iz zgornjega opisa, hladilna sredstva R134a in R1234yf nista popolnoma enaka in bo njihova zamenjava vedno povzročila manjučinkovito delovanje, hitrejše okvare in posledično drago popravilo.
Avtomobilski klimatski sistemi so natančno nastavljeni na ustrezen faktor in njegovo maso. Vsako vmešavanje, bo povzročilo motnje sestavnega dela klimatske naprave, tudi če te pomanjkljivosti niso takoj vidne.
Zamenjava R1234yf z R134a povzroča tudi drugo pomembno težavo. Mešanje različnih hladilnih sredstev v klimatskih sistemih, ki jih bodo nato serviserji prečrpali v jeklenke zelo dragega R1234yf.
Da bi paradoksalno zmanjšali stroške pregledov klimatskih naprav, se bomo torej izpostavili dragemu servisiranju klimatskih naprav in vzdrževanju čistih plinskih jeklenk.
Robert Rosnaky
Vir: Alin Lurientiu, NRF POLAND SP. Z.O.O.