Klimatyzacja szkodzi klimatowi – jakie mamy alternatywy?

Klimatyzacja a klimat to sprzężenie, w którym chłodzenie jednego pokoju dogrzewa planetę. Klimatyzator zużywa prąd, którego wytworzenie emituje CO₂, a z jego obiegu może wyciec fluorowany gaz cieplarniany. Skraplacze oddają przy tym ciepło na ulicę i dogrzewają miasto. Im goręcej, tym ciężej pracuje sprężarka.

Klimatyzator chłodzi mieszkanie, a ogrzewa miasto i planetę

Klimatyzator nie wytwarza zimna. Wypompowuje ciepło z pokoju na zewnątrz i zużywa do tego prąd. Wytworzenie tego prądu emituje CO₂. W parowniku czynnik odbiera ciepło z powietrza w pomieszczeniu, sprężarka podnosi jego temperaturę, a skraplacz w jednostce zewnętrznej oddaje je na ulicę. Pracę napędza sprężarka, dlatego od jej obciążenia zależą zarówno rachunek, jak i emisja.

To zużycie trzeba liczyć w skali świata. Według raportu IEA o przyszłości chłodzenia chłodzenie pomieszczeń zużyło w 2016 roku łącznie 2 000 TWh energii elektrycznej. Ile CO₂ wyemitowało wytworzenie tej energii, zależy od miksu energetycznego, czyli od udziału węgla, gazu i OZE w sieci.

Ciepło wyrzucone przez skraplacze nie znika, tylko dogrzewa miasto i wzmacnia miejską wyspę ciepła. W badaniu o cieple z klimatyzatorów zasymulowano 10-dniową falę ekstremalnych upałów w aglomeracji Phoenix. Ciepło oddawane nocą przez urządzenia podniosło tam średnią temperaturę powietrza na wysokości 2 m o ponad 1°C w części lokalizacji miejskich. W dzień klimatyzatory oddawały ciepła najwięcej, ale przy powierzchni ziemi jego średni wpływ był wtedy pomijalny.

Ta zależność działa też w drugą stronę. Tam, gdzie klimatyzacja jest powszechna, wysoka temperatura na zewnątrz zwiększa zużycie prądu i ilość oddawanego ciepła odpadowego. W ten sposób zamyka się błędne koło. Upał napędza chłodzenie, a chłodzenie dogrzewa ulice. Emisje z wytworzenia dodatkowego prądu przyspieszają przy tym zmiany klimatyczne.

Czynnik chłodniczy to drugi, mniej widoczny ślad klimatyzacji

Czynnik chłodniczy szkodzi klimatowi także wtedy, gdy klimatyzator jest wyłączony. Wystarczy, że wycieknie z obiegu. W większości urządzeń jest to fluorowany gaz z grupy HFC, jeden z gazów cieplarnianych zatrzymujących ciepło w atmosferze. Ich siłę mierzy współczynnik GWP: mówi, ile razy mocniej od tej samej masy CO₂ dany gaz ogrzewa planetę w ciągu 100 lat.

Czynnik ulatnia się na trzech etapach: przy montażu, przez nieszczelności w trakcie pracy i przy demontażu. Urządzenie zezłomowane bez odzysku czynnika oddaje do atmosfery całą jego pozostałą ilość naraz.

Popularne czynniki różnią się od siebie wyraźnie:

• R-410A – GWP 2088, najwyższy z tej trójki.
• R32 – GWP 675, około trzy razy mniej niż R-410A, ale nadal fluorowany gaz HFC.
• R290 (propan) – czynnik naturalny o GWP bliskim zera (zależnie od metodyki około 3 albo mniej); jest palny, więc wymaga starannego montażu.

Skąd więc opinia, że R-410A jest ekologiczny? Pochodzi z czasów, gdy zastępował R22, który niszczył warstwę ozonową, tyle że ochrona ozonu nie oznacza niskiego GWP. Unijne przepisy o F-gazach stopniowo usuwają z nowych urządzeń czynniki o wysokim GWP, a docelowo również F-gazy w małych splitach. Przy zakupie warto więc sprawdzić rodzaj czynnika na tabliczce znamionowej.

Jaką temperaturę ustawić, żeby było komfortowo i oszczędnie?

Odczucie chłodu zależy od temperatury, ale też od wilgotności względnej i od ruchu powietrza na skórze. Latem zwykle zaleca się 23–26°C przy wilgotności względnej 40–60%. Różnica względem temperatury na zewnątrz nie powinna przekraczać kilku stopni. Przy większym skoku część osób gorzej znosi wychodzenie na upał i powroty do chłodnego wnętrza.

Każdy stopień w dół wymaga dodatkowej energii, bo sprężarka przepompowuje ciepło wbrew większej różnicy temperatur. Czy 19°C przy 32°C za oknem daje więcej komfortu? Daje przede wszystkim dłuższą pracę sprężarki, także w urządzeniu z inwerterem, które przy wyższej temperaturze zadanej po prostu zwalnia. Każda zaoszczędzona kilowatogodzina się liczy. Emisyjność prądu w Polsce u odbiorcy końcowego wynosiła ostatnio 597 kg CO₂ na MWh. Wśród ustawień klimatyzatora najtańszym i najmniej emisyjnym sposobem ograniczenia śladu jest więc wyższa temperatura zadana.

Czym schłodzić dom bez klimatyzatora?

Najskuteczniejszą alternatywą dla klimatyzatora jest niewpuszczanie ciepła do środka, a urządzenia bez sprężarki mogą to tylko uzupełnić. Jak wskazuje analiza IEA, dla zahamowania wzrostu zapotrzebowania na chłodzenie kluczowe są rozwiązania pasywne w budynkach, zmiana zachowań i wydajniejsze urządzenia.

Osłony, wietrzenie i rozwiązania budowlane

Zasłona wewnętrzna zatrzymuje słońce dopiero za szybą, kiedy promieniowanie zdążyło już nagrzać tkaninę i powietrze w pokoju. Osłona zewnętrzna przechwytuje je przed oknem, więc ciepło zostaje na zewnątrz, zanim przejdzie przez szybę. Taka adaptacja do zmian klimatu w budynkach mieszkalnych nie zużywa prądu.

Rozwiązania układają się od dostępnych dla najemcy po te, o których decyduje właściciel budynku:

• Folia lustrzana – naklejana na szybę, odbija część promieniowania cieplnego; da się ją zdjąć i zwykle nie wymaga zgody właściciela.
• Rośliny pnące i w donicach – cieniują balkon i ścianę; nie wymagają montażu.
• Nocne wietrzenie krzyżowe – okna otwarte po przeciwnych stronach mieszkania, gdy na zewnątrz jest chłodniej; w dzień zamknięte.
• Rolety zewnętrzne i markizy – wymagają montażu na elewacji i zwykle zgody właściciela albo wspólnoty.
• Masa termiczna i izolacja – ciężkie, ocieplone przegrody nagrzewają się wolniej; to decyzja właściciela budynku.
• Zielony dach – osłania ostatnią kondygnację przed nagrzewaniem; wymaga projektu i oceny nośności stropu.

Urządzenia bez sprężarki

Wentylator, także sufitowy, nie obniża temperatury powietrza. Przyspiesza parowanie potu i oddawanie ciepła przez skórę, więc chłodzi ludzi, a nie pokój. W pustym pomieszczeniu zużywa prąd bez żadnego efektu.

Chłodnica wyparna, sprzedawana też jako klimator albo klimatyzator adiabatyczny, chłodzi powietrze wodą, która paruje. Zgodnie z wytycznymi o chłodzeniu wyparnym działa najlepiej w suchym klimacie, przy niskiej wilgotności względnej w sezonie chłodzenia. Może wtedy zużywać około jednej czwartej energii, jaką pobiera centralna klimatyzacja. Przy wilgotności względnej 100% chłodzenie wyparne nie zachodzi. Bezpośrednia chłodnica podnosi przy tym wilgotność powietrza, zamiast ją obniżać.

Czy w parny polski upał to „ekologiczna klimatyzacja”? Raczej nie. Przykład gorącego i bardzo wilgotnego powietrza podaje analiza chłodzenia wyparnego. Takie powietrze daje się schłodzić tylko o 5°C, zanim osiągnie nasycenie. W duchocie efektem jest pokój odrobinę chłodniejszy.

Kiedy klimatyzacja się broni i jak zmniejszyć jej ślad

Klimatyzator jest uzasadnionym wyborem, gdy upał zaczyna zagrażać zdrowiu, a osłony nie wystarczają. Dotyczy to długich fal upałów, parnej pogody oraz domów osób wrażliwych na przegrzanie: starszych, przewlekle chorych i małych dzieci.

Klimatyczny bilans takiego urządzenia poprawiają cztery wybory.

• Klasa efektywności według SEER – SEER to sezonowy współczynnik chłodzenia; klasa A++ oznacza SEER co najmniej 6,1, a A+++ co najmniej 8,5.
• Czynnik R290 (propan) – najniższy GWP wśród popularnych czynników, więc ewentualny wyciek najmniej obciąża klimat.
• Prąd z fotowoltaiki – panele produkują najwięcej w słoneczne, upalne godziny, czyli wtedy, gdy klimatyzator pracuje najintensywniej.
• Grzanie zimą w trybie pompy ciepła – zastępuje ogrzewanie paliwami kopalnymi; współczynnik COP spada razem z temperaturą zewnętrzną, więc najwięcej ciepła z kilowatogodziny urządzenie daje w łagodne dni.