Kategoriat
Pitkään käytössä ollut ilmastointilaitteiden kylmäaine R134a on ympäristöpaineiden vuoksi uusissa M1- ja N1-luokan ajoneuvoissa saanut luvan siirtyä syrjään. Aikanaan R134a kehitettiin korvaamaan tuolloin käytössä ollut kylmäaineR12 eli tutummin freoni.
Uusia kylmäaineita markkinoille
R134a:n tilalle on kehitetty uusia kylmäaineita, joista ajoneuvokäytössä vähääkään laajemmin on käytetty synteettistä R1234yfHFO-luokan tetrafluoripropeenia ja sittemmin uuden läpilyönnin tekemässä olevaa luonnonmukaista R744hiilidioksidia eli CO2.
Väistyvän R134a:n ongelma on sen suuri GWP-kerroin, joka numeroin ilmaistuna on 1430. EU-direktiivin 2006/40/EY raja-arvo GWP-kertoimelle on 150. GWP on lyhenne sanoista Global Warming Potential ja se kertoo jonkin aineen vaikutuksen ilmaston lämpenemiseen.
Lisäksi R134a:n tuontimääriä ja myyntiä EU:n alueella säädellään niin, että se käy harvinaisemmaksi ja sen hinta tullenee markkinatalouden lakien mukaan nousemaan. Toisin ilmaistuna siitä tulee kalliimpaa.
R1234yf
R1234yf:n tapauksessa GWP on 4, joten se kirkkaasti alittaa edellä kerrotun direktiivin GWP-ylärajan 150. Tästä huolimatta sitä kohtaan on tunnettu epäluuloa ja ehkäpä pelkoakin, sillä sen kerrotaan olevan helposti syttyvä. Käytännössä syttyminen kuitenkin vaatii ulkopuolisen liekin tai vastaavan korkean kuumuuden. Syttyvyytensä vuoksi R1234yf ei sovellu suoraksi korvaajaksi R134a:lle. Ilmastoinnin huoltolaite tulee kullekin kylmäaineelle olla omansa. R1234yf-kylmäaineen huoltolaitteiden tuuletukseen on kiinnitetty erityishuomiota.
Isossa kuvassa R1234yf-kylmäaineen painetasot ovat kutakuinkin samaa luokkaa kuin vanhalla R134a-kylmäaineella, mutta tästä huolimatta niitä ei saa sekoittaa keskenään.
R744
Kylmäaineena hiilidioksidia (R744) käyttävää ilmastointilaitetta on kehitetty intensiivisesti edelleen, joten laitevalmistajat kuten Mahle näkevät siinä paljon potentiaalia laajemmassakin mittakaavassa. Komponenttien mitoituksessa on jouduttu ottamaan huomioon korkea käyttöpaine (kuva: Mahle).
R744 hiilidioksidia kylmäaineena käyttäviä ajoneuvojen ilmastointilaitteita on kehitetty kaiken aikaa rinnalla R1234yf-laitteistokehityksen kanssa.
R744:n GWP on 1, joten sillä on erittäin alhainen vaikutus kasvihuoneilmiön syntyyn. Kuitenkaan sen käyttö ei ole täysin ongelmatonta. Hiilidioksidin painetasot ovat korkeita eikä sen käyttäytyminen kylmäaineena ole samanlaista kuin hiilivetyjen; paine on korkea ja kriittinen lämpötila on matala. Tästä huolimatta CO2:n käyttäminen ajoneuvoilmastointien kylmäaineena on nähty turvalliseksi.
Korkea käyttöpaine (jopa 140 bar) on aiheuttanut päänvaivaa, sillä korkeaan paineeseen puristaminen vaatii ilmastointikompressorilta paljon energiaa. Tämän on nähty kostautuvan ajoneuvon polttoaineenkulutuksen pienenä, mutta havaittavana kasvuna. Tämä ei ole lainkaan hyvä asia maailmassa, jossa ajoneuvojen CO2-päästöjä tulisi puristaa merkittäväksi alemmaksi.
Lisäksi ilmastoinnin kylmäainekierron osat on mitoitettava korkean painetason mukaisesti. Korkeat toimintapaineet vaativat huolellisen suunnittelun ja lujuutta komponenteilta.
Jatkonäkymiä
Muutaman viime vuoden aikana R744-kylmäainekierron kehittäminen on saanut uutta vauhtia, sillä ajoneuvoteollisuuden laitteisto- ja osatoimittajat ovat ilmoittaneet jatkojalostaneensa systeemiä niin, että sellainen voidaan huolettaa ottaa ajoneuvokäyttöön entistä laajemmin.
Markkinoille on tullut myös R744-huoltolaitteita, ja nekin niiden valmistajien mukaan uutteran jatkokehityksen jäljiltä.
Markkinoille on tullut R744:lle tarkoitettuja automaattisia ilmastoinnin huoltolaitteita, joissa kehitystyössä erityishuomiota on asetettu käyttöturvallisuudelle, ympäristöystävällisyydelle ja kokonaistaloudellisuudelle (kuva AVL DITEST).
Kylmäaineena R744 on varsin edullista. Huollossa auton kylmäainekierron tyhjentäminen tapahtuu päästämällä kylmäaine huoltolaitteen ohjaamana ulos, joten sitä ei ole tarpeen kierrättää.
Voiteluaineeksi R744-kylmäaineen kanssa useissa tapauksissa ilmoitetaan POE-öljy.
R744:n kannalta varteenotettavana käyttökohteena nähdään sähkökäyttöiset autot, joissa kylmäaineen kiertopiiriin kuuluu lämpöpumppu. Ajoneuvon sisällä oleva CO2-tunnistin valvoo hiilidioksidipitoisuutta ohjaten ilmastoinnin ilmanottoa, varoittaen tarvittaessa kuljettajaa ja tarpeen tullen kytkien pysäköidyssä autossa tuuletuspuhaltimen toimintaan.
Mercedes-Benz S-sarja on ensimmäisiä automalleja, joka on ilmoitettu varustetun R744-kylmäaineella (kuva: Daimler).
Juha Kiiskinen, JK-Textservice
Juha Kiiskinen JK- Textservice
Kirjoittajan arkisto- juha@textservice.fi