Penggunaan Refrigeran Hidrokarbon sebagai Alternatif Refrigeran Fluorokarbon

Refrigeran hidrokarbon diterima sebelum diperkenalkannya cairan CFC- dan HCFC. Belakangan tampaknya, untuk jangka waktu yang lama, tidak ada alasan sama sekali untuk menggunakan refrigeran yang dapat terbakar. Selama beberapa tahun hidrokarbon dilupakan dan standar secara bertahap disesuaikan sehingga penggunaannya dalam praktik kurang lebih tidak mungkin, sampai kebangkitan baru-baru ini. 

Tindakan pencegahan keselamatan yang harus diambil didasarkan pada jumlah muatan zat pendingin dan lokasi fisik unit atau pemisahan komponen tempat zat pendingin hidrokarbon terkandung. Batasan ukuran muatan ditetapkan dalam beberapa standar. Batasan umumnya ditetapkan untuk memastikan bahwa konsentrasi yang aman jauh dari tercapai jika seluruh muatan bocor dan menyebar ke ruang yang diberikan.  

Dalam beberapa standar penggunaan hidrokarbon diperbolehkan tanpa batasanjika muatannya kurang dari 0,15 kg dalam sistem tertutup rapat (semua sambungan dilas atau dibrazing) dan asalkan unit aman secara internal dalam desainnya. Aturan ini memberikan kemungkinan untuk menggunakan hidrokarbon misalnya lemari es dan freezer rumah tangga. Ini juga memberikan kemungkinan penggunaannya dalam aplikasi pompa panas kecil terutama dengan sistem tidak langsung. 

Namun, pemasangan dengan muatan zat pendingin yang lebih besar dapat dilakukan di sebagian besar negara, asalkan otoritas perlindungan kebakaran lokal dilibatkan dan peraturan mereka dipatuhi. Juga jika unit yang berisi zat pendingin ditempatkan di luar,di udara bebas,atau di ruang yang langsung berventilasi ke luar (misalnya pompa panas udara buangan) tidak ada batasan ketat untuk penggunaan refrigeran hidrokarbon. (Ini berlaku asalkan tindakan pencegahan keselamatan diambil untuk mencegah hidrokarbon bercampur dengan sistem di gedung terkait.) 

Masalah keamanan harus ditanggapi dengan serius dan membatasi kemungkinan penggunaan hidrokarbon secara luas. Selalu ada ketakutan akan hal yang tidak diketahui, sementara kita dapat dengan mudah menerima ``risiko lama yang sudah diketahui''. 

Sikap masyarakat terhadap penggunaan hidrokarbon sebagai refrigeran adalah masalah budaya dalam arti luas dan kesadaran lingkungan yang mendalam  dalam hal penipisan ozon serta dampak pemanasan global. Ketertarikan dan penerimaan psikologis terhadap penggunaan refrigeran hidrokarbon tampaknya semakin meningkat, setidaknya di beberapa negara Eropa. Namun, ada tradisi yang berbeda di berbagai belahan dunia.

Skilus efisiensi termodinamika

Untuk mengevaluasi cairan yang berbeda dalam hal permintaan energi siklus dengan refrigeran tertentu, akan berguna untuk memperkirakan koefisien kinerja yang ideal, Sebagai referensi, siklus refrigeran digunakan (dengan asumsi kompresi isentropik yang ideal, tidak ada pendinginan sub cair dan tidak ada uap super panas). Untuk menggeneralisasikan perbandingan siklus refrigeran dasar dibandingkan dengan siklus Carnot antara penguapan dan suhu kondensasi. 

Rasio ini didefinisikan sebagai `` efisiensi siklus Carnot''. Untuk kinerja praktis sistem juga karakteristik komponen kompresor dan penukar panas  memainkan peran penting. Umumnya efisiensi kompresor diperoleh dari berat molekul yang lebih rendah misalnya propana dibandingkan dengan R22. Juga perbedaan suhu yang akan berlaku di evaporator dan kondensor sangat penting. Faktor penting saat memperkenalkan refrigeran baru adalah juga karakteristik perpindahan panasnya, terutama dalam proses penguapan dan kondensasi.

Karakteristik perpindahan panas dan kinerja sistem

Data termofisika untuk propana umumnya menunjukkan koefisien perpindahan panas yang agak lebih baik dalam penguapan (pada panas yang sama) dan dalam pertukaran panas fase tunggal daripada data untuk R22. Namun, untuk kondensasi propana dibandingkan dengan R22, sedikit penurunan perpindahan panas dapat terjadi (pada kontrol gravitasi, tipe Nusselt, kondensasi serta kondensasi aliran). Selanjutnya data termofisika menunjukkan bahwa hidrokarbon akan memberikan penurunan tekanan jauh lebih rendah untuk sebagian besar aplikasi. Perbandingan dengan hasil untuk R22 menunjukkan bahwa propana (dan sebagian besar hidrokarbon lain yang diuji dengan pengecualian propena) memberikan koefisien perpindahan panas keseluruhan yang sedikit lebih rendah dikondensator.