Historie použití přírodního chladiva CO₂ – R744
Ačkoliv je přírodní, nemá úplně nejlepší image. Řeč je o oxidu uhličitém (CO₂), který v atmosféře zabírá 0,04 %. Jenže jeho koncentrace každý den stoupá a jako jeden ze skleníkových plynů způsobuje globální oteplování. Bylo by ale velice krátkozraké jej kvůli tomu zatratit. Když totiž není v atmosféře, ale pěkně pod kontrolou v chladicích jednotkách a tepelných čerpadlech, má báječné termodynamické vlastnosti. Ve světě chlazení a topení není CO₂ žádný nováček, používal se už v 19. století.
Vraťme se do roku 1835, kdy byl francouzským chemikem Adrienem-Jeanem-Pierrem Thilorierem objeven suchý led. Ten vzniká prudkým snížením tlaku kapalného CO₂:
- část kapaliny se vypaří,
- teplota zbylého CO₂ prudce klesne
- a extrémní ochlazení vytvoří z kapaliny sněhovitou hmotu pevného skupenství CO₂, tedy suchý led.
Roku 1850 si americký vědec Alexander Twining nechává patentovat použití CO₂ za účelem chlazení. O 31 let později sestrojil Carl von Linde první stroj využívající CO₂ a v roce 1886 společnost J & E Hall navrhla první dvoustupňový kompresor oxidu uhličitého, který chladil sklad mraženého masa na londýnském trhu Smithfield Market. To nezní jako velký milník, ale dopady byly obrovské.
V té době byla Velká Británie největším dovozcem potravin a společnost J & E Hall se začala specializovat na výrobu a instalaci chladicích jednotek CO₂ na lodích. Oxid uhličitý měl (a má) vlastnosti, které mu rychle vynesly vysokou oblibu:
- je nehořlavý
- a není toxický
- má vysokou tepelnou kapacitu pří konstantním tlaku
- dosahuje velkého chladícího výkonu na jednotku objemu
- je levný a volně dostupný.
Pomyslný vrchol použití nastal kolem roku 1900. Po první světové válce byly vyvinuty syntetická chladiva, která umožnila používat méně robustní prvky s vyšší účinností. V této době začal úpadek chlazení s CO₂ a otěže přebírají freonové plyny.
VFreonové plyny (chladiva CFC) dominovaly světovému trhu 50 let, až do roku 1974, kdy se zjistilo, že používání těchto látek citelně poškozuje ozonovou vrstvu. Montrealský protokol (1987) přinesl zákaz CFC chladiv a povzbudil vývoj nových technologií. Nastoupila chladiva HFC – fluorované uhlovodíky, které se používají dodnes. Jenže i ty patří mezi skleníkové plyny a výrazně přispívají ke globálnímu oteplování. Dnes stojíme na prahu dalších změn. HFC chladiva čekají velká omezení a zhoršující se stav klimatu změny akceleruje. Jenom od roku 2015 se počet instalovaných jednotek s chladivem CO₂ zvýšil více než desetinásobně. Oxid uhličitý proto čeká renesance. Přírodní chladiva jsou jasná cesta a díky novým technologiím se CO₂ přesouvá na výsluní. Vývoj a technologické skoky vyřešily obtíže, se kterými se potýkali průkopníci používající tento plyn.
Dnešní CO₂ chladicí jednotky jsou
- kompaktnější,
- výkonnější
- a tím pádem ekologičtější.
CO₂ dnes přináší jedinečné výhody, kterým se budu věnovat v příštím článku.