Is het koelmiddel van een warmtepomp veilig?

De federale regering gelooft warmtepompen zijn de toekomst van huisverwarming, zozeer zelfs dat de Inflation Reduction Act van 2022 een belastingvermindering biedt aan huiseigenaren die een nieuwe installeren. Warmtepompen verbranden geen fossiele brandstoffen en verbruiken een fractie van de energie die elektrische ovens doen.

Maar dat wil niet zeggen dat warmtepompen geen impact hebben op het milieu. Dat doen ze nog steeds, vooral omdat ze koelmiddel gebruiken.

In het verleden is bewezen dat koudemiddelen voor koelkasten en airconditioners een negatief effect hebben op het milieu. In 1987 verbood een internationaal verdrag, het Protocol van Montreal genaamd, het gebruik van koelmiddelen die in die tijd het meest werden gebruikt. Blijkt dat de chemicaliën die deze koelmiddelen bevatten gedeeltelijk verantwoordelijk waren voor de uitputting van de ozonlaag in de atmosfeer van de aarde en de seizoensgebonden "ozongaten" boven het noorden en het zuiden Polen.

De koelmiddelen die na het Protocol van Montreal zijn gekomen, beschadigen de ozonlaag niet, maar ze komen nog steeds met wat nadelige milieueffecten. Bijgevolg is de ontwikkeling van het perfecte koudemiddel een work in progress. Tot nu toe heeft niemand een koelmiddel ontwikkeld zonder zorgen over de veiligheid. Dat zou niemand ervan moeten weerhouden om een warmtepompomdat de voordelen van de technologie veel groter zijn dan de risico's.

Wat is een koelmiddel?

Het koelmiddel in een airconditioner, koelkast of warmtepomp is een verbinding die in de koelbatterijen circuleert. Het koelmiddel kan warmte van de ene plaats naar de andere overbrengen - in het geval van a warmtepomp, van binnen naar buiten. Geen enkel koelsysteem zou werken zonder koelmiddel.

Het koudemiddel dat in een warmtepompsysteem wordt gebruikt, moet verschillende eigenschappen hebben:

• Laag kookpunt;
• Niet giftig;
• Niet vlambaar;
• Hoog potentieel voor warmteabsorptie;
• Geen effect op de ozonlaag; En
• Laag aardopwarmingsvermogen.

Er zijn vier algemene klassen van koelmiddelen: chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK's), fluorkoolwaterstoffen (HFK's) en fluorfluorolefinen (HFO's). CFK's en HCFK's bevatten chloor, de chemische stof die verantwoordelijk is voor de aantasting van de ozonlaag, en beide zijn uitgefaseerd of worden uitgefaseerd. De meeste moderne koudemiddelen zijn HFK's, HFO's of een combinatie van beide.

Is het koelmiddel van een warmtepomp veilig?

Warmtepompen geproduceerd vóór 2010 waren gevuld met R-22-koelmiddel, een HCFK die wordt uitgefaseerd vanwege zijn effect op de ozonlaag. Als u een ouder warmtepompsysteem heeft, kunt u - afhankelijk van het model - mogelijk het R-22-koelmiddel vervangen door een veiliger R-410A. Als u uw systeem met R-22 blijft gebruiken, kunt u het na 2030 niet meer opladen, wanneer de laatste fase van de uitfasering van kracht wordt.

R-410A is een HFC die geen ozonafbrekend vermogen heeft. Het wordt verkocht onder de merknamen Gentron AZ-20, Suva 410A en Puron. Warmtepomp systemen geproduceerd na 2010 zijn al geladen met R-410A. Hoewel R-410A geen effect heeft op de ozonlaag, heeft het wel een aardopwarmingspotentieel. Daarom wordt het ook afgebouwd door de EPA.

Vanaf 2023 is het koelmiddel dat wordt gebruikt in nieuwe airconditioning- en warmtepompsystemen R-454B, een HFO-verbinding. Het kan niet worden gebruikt in systemen die zijn ontworpen voor R-410A. Het heeft een laag aardopwarmingspotentieel en geen ozonafbrekend vermogen, maar helaas is het licht ontvlambaar.

Tot nu toe lijkt het erop dat je qua veiligheid niet alles kunt hebben. Maar de technologie evolueert snel en er zullen de komende jaren ongetwijfeld nieuwe ontwikkelingen zijn op het gebied van koelmiddelen voor warmtepompen.

De evolutie van koelmiddelen

In de jaren 1800, toen mensen koelboxen gebruikten om voedsel koud te houden, bedacht de Duitse professor Carl von Linde patenteerde het eerste koelsysteem dat berustte op het uitzetten en samentrekken van een koelmiddel. Degene die hij gebruikte was ammoniak, en veel latere koelkasten gebruikten ook ammoniak of chemicaliën zoals methylchloride en zwaveldioxide. Deze chemicaliën zijn giftig, brandbaar en waren verantwoordelijk voor veel ongevallen.

In 1928 vond een ingenieur die voor General Motors werkte een volledig inerte "wonder"-klasse verbinding uit om deze gevaarlijke chemicaliën te vervangen. Ze stonden bekend als chloorfluorkoolwaterstoffen omdat ze koolstof, fluor, waterstof en chloor bevatten. Deze verbinding werd door DuPont op de markt gebracht onder de merknaam Freon.

Freon werd op grote schaal gebruikt tot 1970 toen James Lovelock (die bekend staat om het promoten van de Gaia-hypothese) was in staat om moleculen van deze stoffen te detecteren die in de atmosfeer rondzweven. Kort daarna ontdekten wetenschappers chloormonoxide in de stratosfeer. De enige manier waarop het daar zou kunnen komen, was als chloorrijke CFK's er niet in slaagden in de lagere atmosfeer uiteen te vallen en naar de hogere atmosfeer migreerden en met ozon reageerden.

Dat was een gigantische rode vlag en CFK's werden kort daarna verboden.

Terwijl CFK's uitgefaseerd werden, ontwikkelden wetenschappers een aantal alternatieven, waaronder HFK's en HCFK's, maar ook zij worden beschouwd als schadelijk voor het milieu, vooral omdat het broeikasgassen zijn en sommige licht ontvlambaar zijn. HFO's zijn de meest recente ontwikkeling. Ze zijn gevormd uit waterstof-, fluor- en koolstofatomen en hebben geen ozonafbrekend vermogen en een laag broeikaseffect. Gezien de mogelijkheid dat in de toekomst wordt ontdekt dat HFO's een tot nu toe onbekend nadeel voor het milieu hebben, is er ook een beweging in de richting van het gebruik van natuurlijk voorkomende verbindingen zoals kooldioxide, isobutaan en propaan - en nogmaals, ammoniak - als koelmiddelen.

Chris Deziel is al meer dan 30 jaar actief in de bouw. Hij hielp een kleine stad in de woestijn van Oregon van de grond af op te bouwen en hielp bij het opzetten van twee landschapsarchitectuurbedrijven. Hij heeft gewerkt als timmerman, loodgieter en meubelmaker. Deziel schrijft sinds 2010 doe-het-zelfartikelen en heeft als online consultant gewerkt, meest recentelijk met de Pro Referral-service van Home Depot. Zijn werk is gepubliceerd op Landlordology, Apartments.com en Hunker. Deziel heeft ook wetenschappelijke inhoud gepubliceerd en is een fervent muzikant.