Är värmepumpens köldmedium säker?

Den federala regeringen tror värmepumpar är framtiden för hemuppvärmning, så mycket att Inflation Reduction Act från 2022 ger en skattelättnad till husägare som installerar en ny. Värmepumpar förbränner inga fossila bränslen och förbrukar en bråkdel av den energi som elektriska ugnar gör.

Men det betyder inte att värmepumpar inte påverkar miljön. Det gör de fortfarande, mest för att de använder köldmedium.

Tidigare har köldmedier för kylskåp och luftkonditionering visat sig ha en negativ effekt på miljön. 1987 förbjöd ett internationellt fördrag kallat Montrealprotokollet användningen av de köldmedier som var vanligast vid den tiden. Det visade sig att kemikalierna som dessa köldmedier innehöll var delvis ansvariga för utarmningen av ozonskiktet i jordens atmosfär och de säsongsbetonade "ozonhålen" över norr och söder polacker.

Köldmedierna som har kommit efter Montrealprotokollet skadar inte ozonskiktet, men de kommer fortfarande med några

negativ miljöpåverkan. Följaktligen är utvecklingen av det perfekta köldmediet ett pågående arbete. Än så länge har ingen utvecklat ett köldmedium utan några säkerhetsproblem. Det borde inte hindra någon från att installera en värmepump, dock eftersom fördelarna med tekniken vida överväger riskerna.

Vad är ett köldmedium?

Köldmediet i en luftkonditionering, ett kylskåp eller en värmepump är en förening som cirkulerar inuti kylslingorna. Köldmediet kan överföra värme från en plats till en annan — i fallet med en värmepump, från inomhus till utomhus. Inget kylsystem skulle fungera utan ett köldmedium.

Köldmediet som används i ett värmepumpsystem måste ha flera egenskaper:

• Låg kokpunkt;
• Giftfri;
• Ej brandfarlig;
• Hög potential för värmeabsorption;
• Noll effekt på ozonskiktet; och
• Låg global uppvärmningspotential.

Det finns fyra vanliga klasser av köldmedier: klorfluorkolväten (CFC), klorfluorkolväten (HCFC), hydrofluorkolväten (HFC) och hydrofluorolefiner (HFO). CFC och HCFC innehåller klor, som är den kemikalie som är ansvarig för ozonnedbrytningen, och båda har fasats ut eller håller på att fasas ut. De flesta moderna köldmedier är HFC, HFO eller en kombination av de två.

Är värmepumpens köldmedium säker?

Värmepumpar tillverkade före 2010 laddades med R-22 köldmedium, en HCFC som håller på att fasas ut på grund av dess effekt på ozonskiktet. Om du har ett äldre värmepumpsystem kan du – beroende på modell – kunna byta ut köldmediet R-22 mot en säkrare R-410A. Om du fortsätter att använda ditt system med R-22 kommer du inte att kunna få det laddat efter 2030, när det sista steget av dess utfasning träder i kraft.

R-410A är en HFC som inte har någon ozonnedbrytningspotential. Den säljs under varumärkena Gentron AZ-20, Suva 410A och Puron. Värmepumpssystem tillverkade efter 2010 är redan laddade med R-410A. Även om R-410A inte har någon effekt på ozonskiktet, har den en global uppvärmningspotential. På grund av detta är det också på väg att fasas ut av EPA.

Från och med 2023 är köldmediet som används i nya luftkonditionerings- och värmepumpsystem R-454B, en HFO-förening. Den kan inte användas i system designade för R-410A. Den har låg global uppvärmningspotential och ingen ozonnedbrytningspotential, men tyvärr är den lätt brandfarlig.

Än så länge ser det ut som att du inte kan ha allt vad gäller säkerhet. Men tekniken utvecklas snabbt och det kommer utan tvekan att ske nya utvecklingar inom värmepumpsköldmedier under de närmaste åren.

Köldmediernas utveckling

Tillbaka på 1800-talet, när människor använde islådor för att hålla maten kall, den tyske ingenjörsprofessorn Carl von Linde patenterade det första kylsystemet som förlitade sig på expansion och sammandragning av ett köldmedium. Den han använde var ammoniak, och många efterföljande kylskåp använde även ammoniak eller kemikalier som metylklorid och svaveldioxid. Dessa kemikalier är giftiga, brandfarliga och var ansvariga för många olyckor.

År 1928 uppfann en ingenjör som arbetade för General Motors en helt inert "mirakel" klass av förening för att ersätta dessa farliga kemikalier. De var kända som klorfluorkolväten eftersom de innehöll kol, fluor, väte och klor. Denna förening marknadsfördes av DuPont under varumärket Freon.

Freon blev allmänt använt fram till 1970 när James Lovelock (som är känd för att främja Gaia hypotes) kunde upptäcka molekyler av dessa ämnen som svävade runt i atmosfären. Strax efter upptäckte forskare klormonoxid i stratosfären. Det enda sättet det kunde ta sig dit var om klorrika CFC misslyckades med att sönderfalla i den nedre atmosfären och migrerade till den övre atmosfären och reagerade med ozon.

Det var en gigantisk röd flagga, och CFC förbjöds strax efteråt.

När CFC höll på att fasas ut utvecklade forskare ett antal alternativ, inklusive HFC och HCFC, men de bedöms vara skadliga för miljön, särskilt för att de är växthusgaser, och vissa är lätt brandfarliga. HFO är den senaste utvecklingen. De bildas av väte, fluor och kolatomer och har noll ozonnedbrytningspotential och låg global uppvärmningspotential. Med tanke på möjligheten att HFO i framtiden kan upptäckas ha en ännu okänd miljömässig nackdel, finns det också en rörelse mot att använda naturligt förekommande föreningar som koldioxid, isobutan och propan - och återigen ammoniak - som köldmedier.

Chris Deziel har varit verksam inom byggbranschen i mer än 30 år. Han hjälpte till att bygga en liten stad i Oregons öken från grunden och hjälpte till att etablera två landskapsarkitekter. Han har arbetat som snickare, rörmokare och möbellackerare. Deziel har skrivit DIY-artiklar sedan 2010 och har arbetat som onlinekonsult, senast med Home Depots Pro Referral-tjänst. Hans arbete har publicerats på Landlordology, Apartments.com och Hunker. Deziel har också publicerat vetenskapligt innehåll och är en ivrig musiker.