Zamiana R1234yf na R134a
Od czasu wprowadzenia przez UE Dyrektywy 2006/40/EC a następnie Regulation of Europenan Parlament No 517/2014 w sprawie fluorowatych gazów cieplarnianych dyskusja w branży motoryzacyjnej na temat zamiany czynnika R134a przez R1234yf lub CO2. Nie ma i prawdopodobnie nigdy nie będzie zwycięzcy w tej bardzo emocjonalnej dyskusji tak samo jak w przypadku np. polityki. Po każdej stronie barykady są mocne argumenty. Z jednej strony aspekty środowiskowe a z drugiej koszty jakie muszą ponosić właściciele pojazdów.
Dlaczego UE i rządy krajów z poza Unii podjęły tak kontrowersyjną decyzję?
Pobieżnie wyliczono, że emisje fluorowatych gazów cieplarnianych w 2005 roku spowodowały wprowadzenie do atmosfery ok 90mln ton ekwiwalentu CO2. GWP – Global Warming Potential (Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego), został opracowany, aby umożliwić porównanie wpływu różnych gazów na globalne ocieplenie w odniesieniu do emisji 1 tony dwutlenku węgla (CO2). CO2 ma GWP równy 1. R134a inaczej nazywany HFC134a (HydroFluoroCarbon) też jest gazem fluorowatym o bardzo dużym potencjale cieplarnianym GWP=1430. Dla porównania R1234yf ma GWP=4.
Poprzedni czynnik chłodniczy R12, który był stosowany do 1994 miał GWP=10900 i dodatkowo zawierał Freon, który bezpośrednio wpływał na niszczenie warstwy ozonowej. Zamiana R12 na R134a również była obarczona dużym zamieszaniem na rynku i podobnymi problemami z jakimi się obecnie borykamy przy przechodzeniu na R1234yf.
Tabela 1. Wybrane właściwości czynników R134a i R1234yf
| Property | R134a | R1234yf |
| GWP | 1430 | 4 |
| CO2-eq/kg | 1000 | 2,8 |
| Lifetime in atmosfere | >13 years | <11 days |
| Boiling temp. (oC) | -26,4 | -29,4 |
| Critical temp. (oC) | 101,15 | 94,7 |
| Critical pressure (bar) | 40,64 | 33,82 |
Patrząc na stronę ekonomiczną wycofywania z rynku motoryzacyjnego czynnika R134a i zamianę na R1234yf pojawia się ogromny opór ze strony właścicieli samochodów. Mechanicy chcąc podążać za oczekiwaniami klientów, podejmują się podmiany czynnika R1234yf na R134a. Proceder podmiany czynnika R1234yf na R134a najbardziej jest widoczny w krajach mniej rozwiniętych tam gdzie aspekt ekonomiczny przeglądu lub naprawy układu klimatyzacji ma ogromny wpływ na domowy budżet właściciela pojazdu. Średnio licząć koszt przeglądu układu klimatyzacji, w przypadku czynnika R1234yf może być nawet 10 razy droższy. Sam czynnik chłodniczy R1234yf jest około 15 razy droższy od R134a.
Czy tak popularna podmiana R1234yf na R134a jest to legalna?
Od 01 stycznia 2017 r. wszystkie nowe samochody rejestrowane w Unii Europejskiej muszą posiadać instalację klimatyzacji z czynnikiem chłodniczym którego wartość współczynnika GWP nie przekracza 150. Czynnik HFO1234yf wprowadzono jako zamiennik dla HFC134a z uwagi na niski wskaźnik ocieplenia klimatu GWP=4 i bardzo szybki rozpad w atmosferze (max. 11 dni), czyli o wiele mniejszy wpływ na ocieplenie klimatu.
Zdjęcie 1. Tabliczka znamionowa Skoda Kodiaq 2021 (zdjęcie NRF)
Zdjęcie 2. Tabliczka znamionowa Toyota RAV4 2015 (zdjęcie NRF)
Zgodnie z Dyrektywą 2008/99/EC, wprowadzanie do środowiska gazu o dużym potencjale cieplarnianym jest przestępstwem wobec środowiska naturalnego. Za nielegalną substancję zgodnie z Dyrektywą 2006/40/EC uważa się czynnik chłodniczy R134a w instalacji klimatyzacji samochodowej przewidzianej na czynnik R1234yf. Grozi za to kara grzywny a w szczególnie rażących przypadkach nawet kara pozbawienia wolności. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że zarówno warsztat jak i właściciel pojazdu, który jest faktycznie właścicielem instalacji chłodniczej są zagrożeni karą pieniężną.
Jakie zgrożenia dla układu A/C z tego wynikają?
Z termodynamicznego punktu widzenia czynnik R134a i R1234yf są bardzo podobne do siebie co w części pokazują zdjęcia manometrów z ciśnieniami parownia i skroplenia. Jak widać na niebieskim manometrze, ciśnienie parowania jest nieco wyższe przy R1234yf. Powoduje to że R1234yf ma lepszę sprawność objętościową sprężarki, a ona sama będzie miała mniejszy stopień sprężania. Jest to niewątpliwie sytuacja korzystna dla sprężarki.
Zdjęcie 3 i 4. Manometr niskiego i wysokiego ciśnienia dla R134a i R1234yf.
Jednakże czynnik R1234yf ma o ok. 20% mniejsze utajone ciepło parowania niż R134a. Wydajność chłodnicza R1234yf jest też średnio o 9% niższa od R134a. A samo COP (coefficient of perfformance, współczynnik wydajności) jest niższy o około 7%.
Dlatego tam gdzie mamy zastosowany czynnik R1234yf, jest go o około 20% więcej niż w podobnej klimatyzacji z R134a. A dla zmniejszenia różnic w COP stosuje się w układach z R1234yf wewnętrzne wymienniki ciepła IHX (Internal Heat Exchanger).
Jak widać z powyższego opisu czynniki R134a i R1234yf nie są całkowicie identyczne a ich zamiana będzie zawsze skutkowała szybszą degradacją układu klimatyzacji a w konsekwencji do kosztownej naprawy.
Układy klimatyzacji samoochodowej są precyzyjnie zestrojone z odpowiednim czynnikiem i jego masą. Każda ingerencja będzie prowadziła do zaburzenia jego pracy, nawej jeżeli te mankamenty nie są widoczne natychmiast. Zamiana R1234yf na R134a, rodzi też następny ważny problem. Mieszanie się różnych czynników chłodniczych w instalacjach klimatyzacji, które następnie będą „ściągane” do butli z bardzo drogim R1234yf. Czyli, chcąc obniżyć koszty przeglądu klimatyzacji, paradoksalnie sami będziemy się narażać na kosztowne serwisowanie maszyn do klimatyzacji i utrzymanie w czystości butli z gazem.
