Czym jest całkowity równoważny wskaźnik ocieplenia TEWI?

Bierze się pod uwagę bezpośrednio wpływ na globalne ocieplenie utleniającego się przez nieszczelności czynnika chłodniczego oraz pośredni udział energii, która potrzebna jest do zasilania. TEWI jest istotny tylko do porównywania alternatywnych systemów lub czynników chłodniczych w warunkach tego samego zastosowania oraz tej samej lokalizacji. Dla danego systemu TEWI uwzględniamy więc: bezpośredni wpływ czynnika chłodniczego na globalne ocieplenie w wyniku jego utleniania się w trakcie eksploatacji, bezpośredni wpływ gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie z powodu wydzielania się ich z izolacji lub innych części składowych oraz pośredni wpływ na globalne ocieplenie, który wynika z emisji dwutlenku węgla i innych gazów, która służy do napędu systemu oraz pokrycia strat powstałych podczas przesyłu energii od producenta do użytkownika. Przy użyciu TEWI istnieje możliwość, aby określić najbardziej efektywne sposoby na zmniejszanie wpływu instalacji chłodniczej na rzeczywiste globalne ocieplenie. Jako główne możliwości wymienia się: zminimalizowanie wymagań dotyczących obciążenia cieplnego, projekt i wybór najbardziej odpowiedniej instalacji chłodniczej i czynnika chłodniczego, aby spełnić wymagania określonego procesu chłodzenia.

Kolejno jest to optymalizacja systemu w celu maksymalnej efektywności energetycznej, do zmniejszania zużycia energii przyczynia się optymalne zestawienie i rozmieszczenie części składowych systemu oraz sposób użytkowania energii. Konieczna jest także właściwa konserwacja, pozwala ona na utrzymanie optymalnej charakterystyki energetycznej i zapobiega ubytkom czynnika chłodniczego poprzez nieszczelność. Zakłada się, że wszystkie systemy mogą być lepiej wykorzystywane, gdy ich konserwacja i eksploatowanie są poprawne. Ważny jest także odzysk, uzdatnianie i regenerowanie używanego czynnika chłodniczego oraz izolacji. Ciekawostką może być fakt, że większy wpływ na zmniejszenie globalnego ocieplenia ma efektywność energetyczna niż zmniejszenie napełnienia systemu. Wiele przypadków pokazuje, że bardziej efektywna instalacja chłodnicza napełniona czynnikiem chłodniczym o wyższym GWP może być bardziej korzystna dla środowiska niż instalacja chłodnicza o niższym wskaźniku GWP, lecz o mniejszej efektywności energetycznej. Tym większe ma to znaczenie, im bardziej ograniczy się emisję czynnika do atmosfery, całkowita eliminacja przecieków oznacza brak bezpośredniego wpływu na globalne ocieplenie.

TEWI oblicza się w stosunku do określonej instalacji chłodniczej, a nie tylko do samego czynnika chłodniczego. Jest on zmienny w zależności od systemu oraz od wielkości parametrów przyjętych podczas tworzenia założeń, takich jak: czas działania, trwałość eksploatacyjna, wskaźnik emisji i efektywność. Najlepszym wykorzystaniem TEWI, dla konkretnego systemu lub zastosowania, jest określenie względnego znaczenia pośredniego i bezpośredniego wpływu na globalne ocieplenie. Jeżeli instalacja chłodnicza jest tylko częścią bardziej złożonego systemu, na przykład obiegu pośredniego w centrali klimatyzacyjnej, to do uzyskania zadowalającego porównania całkowitego równoważnego wskaźnika ocieplenia w obliczeniach uwzględnia się całkowite zużycie energii podczas eksploatacji, biorąc pod uwagę straty działania instalacji chłodniczej i straty rozdziału w systemie klimatyzacji.

Do wyliczania wskaźnika TEWI stosuje się wzór, w którym oddzielne człony to poszczególne zakresy wpływu.

W tym wzorze  to wpływ strat nieszczelności,  to wpływ strat odzysku, natomiast  to wpływ zużycia energii. TEWI jest całkowitym równoważnym wskaźnikiem ocieplenia podawanym w kg CO₂, GWP to potencjał globalnego ocieplenia w odniesieniu do CO₂, L – roczne straty czynnika przez nieszczelność w kg/rok, n – czas pracy instalacji w latach, m – napełnienie czynnikiem chłodniczym w kg, - współczynnik odzysku/uzdatniania (od 0 do 1),  – zużycie energii w kW/rok,  – emisja CO₂ w kg/kWh. GWP (Global Warming Potential) określa zdolność promieniowania mieszanin gazów cieplarnianych. Pokazuje on łączny wpływ zróżnicowanych okresów, w których gazy pozostają w atmosferze, oraz ich względną skuteczność w adsorbowaniu emitowanego promieniowania podczerwonego. Jest on przybliżeniem całkowanego względem czasu oddziaływania ocieplenia spowodowanego obecnie w atmosferze przez dany gaz cieplarniany odniesionego do CO₂.

W przypadku gdy gazy cieplarniane mogę być emitowane również przez izolację czy inne części instalacji chłodniczej lub grzewczej, do wzoru dodaje się również część odpowiadającą potencjałowi globalnego ocieplenia tych gazów. Człon ten ma wtedy następująca postać: GWP_i ^x m_i ^x (1 - α_i), gdzie GWP_i to potencjał globalnego ocieplenia gazu izolacji odniesiony do CO₂, m_i ładunek gazu w instalacji izolacji, α_i ilość gazu odzyskanego z izolacji po zakończeniu okresu eksploatacji (od 0 do 1). Istotne jest, aby przy obliczaniu TEWI posługiwać się najnowszymi dostępnymi danymi dotyczącymi GWP odniesionymi do CO₂ i wskaźnika emisji CO₂ na kilowatogodzinę. Wiele założeń i wskaźników przyjętych na potrzeby tych obliczeń ma charakter specyficzny dla poszczególnych zastosowań w szczególnych lokalizacjach. Z tego powodu porównywanie wskaźników, czyli wyników obliczeń nie ma zbyt dużej wartości między poszczególnymi urządzeniami i różnymi lokalizacjami. Obliczanie TEWI jest szczególnie potrzebne na etapie wykonywania projektu lub przy podejmowaniu decyzji o wymianie czynnika chłodniczego w urządzeniu.

Dla części zawierających czynnik chłodniczy usytuowanych w przestrzeni użytkowej wielkość napełnienia czynnikiem chłodniczym o klasie palności 2L jest większa niż m₁ X 1,5. W przypadku gdy wielkość napełnienia czynnikiem chłodniczym o klasie palności 2 i 3 jest większa niż m₁, to maksymalne napełnienie w pomieszczeniu to maksymalne napełnienie w pomieszczeniu powinno być zgodne ze wzorem:  lub wymagana minimalna powierzchnia podłogi powinna być zgodna ze wzorem:  . Dla przedstawionych powyżej wzorów przyjmuje się następujące oznaczenia: m_max – dopuszczalne maksymalne napełnienie w pomieszczeniu w kg, m – wielkość napełnienia czynnikiem chłodniczym systemu w kg, A_min – wymagana minimalna powierzchnia podłogi w pomieszczeniu w m², A – powierzchnia podłogi w m², LFL – dolna granica palności w kg/m³, h₀ – montażowa wysokość urządzenia: 0,6 dla montowanego do podłogi, 1,8 dla montowanego do ściany, 1,0 dla montowanego w oknie, 2,2 dla montowanego do sufitu.

Dla nienapełnianych fabrycznie hermetycznych pojedynczych instalacji klimatyzacyjnych oraz pomp ciepła z ograniczonym napełnieniem zostały stworzone specjalne wymagania. Wielkość napełnienia powinna być dla nich zgodna ze wzorem: , maksymalne napełnienie w pomieszczeniu: , natomiast wymagana minimalna powierzchnia podłogi do zamontowania urządzenia o napełnieniu czynnikiem chłodniczym . Dla takich urządzeń zaleca się, aby po wyłączeniu wentylator działał w sposób ciągły, wywołując przynajmniej minimalny przepływ powietrza, tak jak w normalnych warunkach stanu ustalonego, również w momencie gdy sprężarka jest wyłączona przez termostat.

W poszczególnych przypadkach można skorzystać z tak zwanego alternatywnego zarządzania ryzykiem dla instalacji chłodniczych w przestrzeniach użytkowych. Jeśli kombinacja klasyfikacji lokalizacji i kategorii dostępu pozwala zastosować przepisy alternatywne, można się na to zdecydować podczas wykonywania projektu dla niektórych lub wszystkich przestrzeni użytkowych, które obsługiwane będą przez tę instalację. Wtedy dopuszczalne napełnienie czynnikiem chłodniczym wylicza się przy użyciu wartości: RCL, QLMV lub QLAV. Alternatywne przepisy mogą być wykorzystane do przestrzeni, które spełniają poniższe warunki: system chłodniczy jest sklasyfikowany jako A1 lub A2L, napełnienie czynnikiem chłodniczym nie przekracza 150 kg i 1,5 x m₃ dla czynników chłodniczych A2L, nominalna wydajność chłodzenia (grzania) jednostki wewnętrznej nie przekracza 25% całkowitej zdolności chłodzenia (ogrzewania) agregatów chłodniczych zewnętrznych i w miejscach, gdzie rurociągi obsługujące sprzęt w danej powierzchni użytkowej nie są zbyt duże do zdolności tego wyposażenia, lokalizacja systemu jest klasy II, wymiennik ciepła w jednostce wewnętrznej oraz układ sterowania są tak zaprojektowane, aby zapobiegać uszkodzeniom spowodowanym powstawaniem lodu, części jednostki wewnętrznej zawierające czynnik chłodniczy są chronione przed awarią wentylatora lub wentylator jest tak zaprojektowany, aby unikać awarii, w danej przestrzeni użytkowej systemu wykorzystywane są tylko połączenia trwałe, drzwi do przestrzeni użytkowej nie są szczelnie dopasowane.

Wyliczając dopuszczalne natężenie czynnikiem chłodniczym w przypadku przestrzeni użytkowych powierzchni przekraczającej 250 m², należy przyjąć powierzchnię podłogi 250 m². Po podzieleniu całkowitego napełnienia systemu przez objętość pomieszczenia powinniśmy otrzymać wartość nieprzekraczającą QLMV.

Tabela 2. Dopuszczalne wartości zgodne z normami

¹⁾ Na podstawie ODL.

²⁾ Na podstawie udziału objętościowego 10%.

³⁾ Na podstawie 50% LFL.

Podejmuje się specjalne środki zaradcze, aby minimalizować zagrożenia dla osób, które zostały zamknięte w komorach chłodniczych. Należy szczególnie zadbać o to, aby nikt z personelu nie został zamknięty w komorze chłodniczej pod koniec dnia roboczego. Wszystkie zalecenia stosowane w tym celu są odpowiednie dla komór chłodniczych o temperaturze poniżej 0⁰C. W każdej chwili powinno być możliwe opuszczenie komory chłodniczej, dlatego drzwi i drzwi awaryjne powinny się otwierać zarówno od wewnątrz, jak i od zewnątrz. Komory chłodnicze o objętości większej niż 10 m³ w razie konieczności wyposaża się także w dodatkowe urządzenia. Pierwszym z nich jest wyłącznik alarmowy, który instaluje się w komorze chłodniczej w odpowiednim do tego miejscu. Jego działanie polega na uruchomieniu sygnału dźwiękowego i świetlnego w miejscu, gdzie jest zapewniona stała obecność osób. Nie powinno być możliwości wyłączenia tego sygnału bez uruchamiania alarmu.

Wyłącznik alarmowy musi być dobrze widoczny, dlatego wyposaża się go w podświetlenie lub oznacza fluorescencyjnie. W dużych chłodniach, które mają kilka wyjść, może istnieć konieczność zamontowania kilku włączników. Innym dodatkowym urządzeniem jest urządzenie sygnalizacyjne połączone z obwodem elektrycznym, którego napięcie wynosi co najmniej 12 V. Używane w nich baterie powinny mieć wynoszący co najmniej 10 godzin okres eksploatacji oraz posiadać urządzenie ładujące przyłączone do przewodów głównych. Dodatkowym elementem jest system stałego oświetlenia awaryjnego, który zawsze świeci, gdy oświetlenie komory chłodniczej jest wyłączone.

Specjalne wymagania zostały także stworzone dla komór chłodniczych o kontrolowanej atmosferze, czyli tych, gdzie stężenie dwutlenku węgla jest większe od 4% lub stężenie tlenu jest mniejsze niż 18%. Drzwi, włazy oraz inne urządzenia, które pozwalają na dostęp do komory chłodniczej, opatrza się w napisy, które informują o niskim stężeniu tlenu. Przed wejściem do komór chłodniczych należy założyć samodzielny aparat oddechowy. Zaleca się, aby z osobą, która wchodzi do komory chłodniczej o kontrolowanej atmosferze, druga osoba znajdująca się na zewnątrz utrzymywała kontakt wzrokowy przez wziernik kontrolny. Osoba pozostająca na zewnątrz powinna dysponować osobnym aparatem oddechowym na wypadek konieczności wejścia do komory.