Propaan (R290) vs R32: het duel tussen koelmiddelen voor groenere warmtepompen.

Op de ISH 2023 beurs in Frankfurt presenteerden alle warmtepompfabrikanten hun nieuwste modellen die werken op R290, een nieuw, milieuvriendelijker koudemiddel dat beter bekend staat als propaan.

Na de vervanging van R410A door R32In dit artikel bekijken we de verschillen tussen deze twee koelmiddelen, om je te helpen bij je keuze voor een nieuw model warmtepomp.

R290 is een natuurlijke koolwaterstof

Het is een eenvoudige molecule die bestaat uit koolstof en waterstof (C3H8): het is dus een natuurlijke koolwaterstof. In tegenstelling tot HFK's heeft het geen invloed op de ozonlaag en is zijn GWP (aardopwarmingsvermogen) zeer laag.

R32, met de formule CH2F2, bevat geen chloor. De impact op de ozonlaag is ook erg laag, maar groter dan die van R290.

R290 heeft vrijwel geen GWP

Propaan (R290) heeft een aardopwarmingsvermogen van 3 uitstoot is extreem laag, waardoor het een vrijwel neutraal gas is wat betreft het broeikaseffect. Het wordt daarom van nature geprefereerd door fabrikanten warmtepompen.

R32 heeft een GWP van 675. Hierdoor is het een betere keuze dan oudere vloeistoffen zoals R410A of R407C.

Lees ook: verschillen tussen R410A en R32

R290 is energie-efficiënter dan R32

Terwijl R32 uitstekend is en warmtepompen COP's tussen 3 en 5 laat halen, is R290 een stapje hoger en laat COP's tussen 4 en 6 toe als de omstandigheden goed zijn.

R290 heeft zeer goede thermodynamische eigenschappen, waaronder een betere warmtegeleiding (0,152 W/m-K) dan R32 (0,084 W/m-K) en een warmtecapaciteit die ongeveer twee keer zo hoog is (1,64 kJ/kg-K), waardoor het warmte efficiënter kan transporteren dan R32 (0,85 kJ/kg-K).

Bovendien zijn de prestaties bij lage temperaturen van de twee gassen min of meer gelijk. R32 heeft een kookpunt van ongeveer -52°C, terwijl R290 een kookpunt van ongeveer -42°C heeft. Hoewel R32 theoretisch een voordeel heeft omdat het kan blijven verdampen boven -42°C en tot -52°C, hebben we het hier over temperaturen die zo laag zijn dat ze irrelevant zijn: we leven tenslotte niet in Jakoetië. Over het algemeen heeft R290 bij lage temperaturen een voordeel dankzij zijn betere thermodynamische eigenschappen, waardoor het efficiënter warmte kan transporteren.

R290 is zeer ontvlambaar, veel ontvlambaarder dan R32.

R32 is geclassificeerd als A2L voor ontvlambaarheid, waardoor het een licht ontvlambare vloeistof is. Met een minimale ontstekingsenergie van 100mJ is er heel wat energie nodig om het te ontsteken.

Bovendien heb je minstens 14,4% R32 in luchtconcentratie nodig voor verbranding en is de snelheid van vlamverspreiding bij ontsteking veel lager dan bij licht ontvlambare gassen zoals R290.

R290 is geclassificeerd als A3, wat licht ontvlambaar is. In vergelijking met R32 is de minimale ontstekingsenergie 0,25 mJ, dat wil zeggen 400 keer lager dan die van R32.

Bovendien is er slechts 2,1% R290-gas nodig om verbranding in lucht te starten en de verspreidingssnelheid van R290 is hoger dan die van R32.

R290 kan daarom alleen worden gebruikt als het koudemiddelcircuit zich buiten het huis bevindt, wat het gebruik ervan beperkt tot buitenlucht/water-warmtepompen.

Compatibiliteitsproblemen met apparatuur

Aangezien de twee gassen verschillende eigenschappen hebben, is het mogelijk dat een R32-systeem niet compatibel is met een R290-systeem en omgekeerd. Dit maakt het onmogelijk om het gas te vervangen.

Compressoren moeten bijvoorbeeld specifiek worden gedimensioneerd voor elk gas, omdat er verschillen zijn in thermodynamische eigenschappen en dampdichtheid. Een R32-compressor is misschien niet ideaal voor R290.

Warmtewisselaars moeten zo gedimensioneerd worden dat de warmteoverdracht maximaal is en de twee vloeistoffen hebben verschillende warmtegeleidingsvermogens en warmtecapaciteiten. Een warmtewisselaar voor R32 is mogelijk niet erg efficiënt voor R290 en omgekeerd.

Tot slot vereist een warmtepomp die R290 gebruikt extra veiligheidsuitrusting vanwege de hoge ontvlambaarheid van het gas. Dit zijn allemaal systemen die niet nodig zouden zijn voor een R32-warmtepomp.

Als we R32 zouden vervangen door R290, zouden we niet alleen de vloeistof moeten vervangen, maar zouden we ook een aantal interne componenten moeten reviseren om ervoor te zorgen dat alles naar behoren werkt, en vooral de nodige veiligheidsmaatregelen moeten nemen vanwege de hoge ontvlambaarheid van propaan. Dat maakt deze operatie economisch weinig zinvol.

Het oude R22-gas was gemakkelijker te vervangen door recentere vloeistoffen zoals R407 of R410A, met een paar kleine aanpassingen. Bij een retrofit vervang je een gas door een ander en breng je aanpassingen aan om het te laten werken. Een retrofit van R290 is om veiligheidsredenen zogezegd onmogelijk.

R290 is goedkoper dan R32

Hoewel R290-gas (€89 voor 5 kg) goedkoper is dan R32 (€139 voor 5 kg) wanneer het in cilinders wordt gekocht, is dit niet noodzakelijk het geval voor een warmtepomp die R290 gebruikt in vergelijking met een die R32 gebruikt. Dit komt door de veiligheidsmaatregelen die vereist zijn voor R290: verbeterde ventilatie, lekdetectoren en gespecialiseerde installatie- en onderhoudsprotocollen. Dit alles verhoogt de totale kosten van de geïnstalleerde machine.

Tot slot, wat moet je kiezen tussen R32 en R290 voor je buitenlucht/water-warmtepomp?

Hoewel R32 heel voordelig kan worden vervangen door R290, blijft R32 volgens de koelmiddelregelgeving bruikbaar tot 2030. Daarom is het een duurzame kandidaat.

Hoewel R290 leidt tot efficiëntere machines en milieuvriendelijker is dan R32, blijft het een licht ontvlambaar gas, wat de kosten van de warmtepomp en de installatie ervan verhoogt.

Hoewel goedkoper in aanschaf, kunnen de totale kosten van een R290 warmtepomp hoog zijn vanwege de vereiste veiligheidsmaatregelen. De keuze tussen R290 en R32 hangt daarom af van je prioriteiten op het gebied van ecologie, efficiëntie en veiligheid. Zeker is dat de overgrote meerderheid van de fabrikanten is overgestapt op R290 en dat dit over een paar jaar de enige keuze zal zijn. Sommige andere fabrikanten, zoals Stiebel Eltron hebben in plaats daarvan R454C gebruikt, dat een zeer laag GWP van 148 heeft en minder ontvlambaar is dan R290.