Cykl chłodniczy R32
— jak działa klimatyzacja w 4 fazach

Klimatyzator nie „produkuje zimna" — on przenosi ciepło z pomieszczenia na zewnątrz. Robi to za pomocą zamkniętego obiegu czynnika chłodniczego, który cyklicznie zmienia stan skupienia, ciśnienie i temperaturę. To czysta termodynamika — ten sam mechanizm, który napędza Twoją lodówkę i każdą pompę ciepła.

W rezydencjalnej klimatyzacji 2026 r. standardem jest R32 (difluorometan, CH₂F₂). Poniżej rozkładamy cały cykl na 4 fazy z konkretnymi wartościami.

R32 — dlaczego ten czynnik?

R32 to difluorometan o masie molowej 52,02 g/mol. Wypiera R410A z trzech powodów:

• GWP 675 vs 2088 dla R410A — 3× mniejszy ślad węglowy
• Ciepło parowania 381 kJ/kg vs 275 kJ/kg R410A — +38% energii na 1 kg czynnika
• Moc wolumetryczna 4812 kJ/m³ vs 4146 kJ/m³ R410A — +16% mocy chłodniczej na ten sam kompresor

Cena: R32 w hurcie PL 2026 to 130–140 zł/kg vs ~400 zł/kg R410A. Klasa A2L oznacza lekką palność (LFL 0,306 kg/m³, prędkość spalania 6,7 cm/s) — wymaga procedur F-Gaz przy montażu i serwisie. Przy prawidłowym doborze, szczelności i dokumentacji ryzyko jest kontrolowane.

Źródła: Daikin Chemical Europe — R32 Handling, Climalife UK — R32 Product Sheet.

01Faza 1 — Sprężanie (kompresor)

Wlot do kompresora: przegrzana para R32 o ciśnieniu ~8–11 bar i temperaturze ok. 0–7°C. Sprężarka rotacyjna DC-Inverter (typowo 10–120 RPS, silnik BLDC) zwiększa ciśnienie do 25–34 bar.

Praca kompresora to dominujący wkład energetyczny — to tutaj wpływa 60–70% pobranego prądu. DC-Inverter moduluje moc 30–100% — w częściowym obciążeniu (najczęściej!) jednostka pracuje przy 40–60 Hz, oszczędzając 30–50% energii vs ON/OFF.

Źródła: Daikin — tabela teoretycznego cyklu, GMCC Rotary R32 specs.

02Faza 2 — Skraplanie (jednostka zewnętrzna)

Sprężona, gorąca para (~95°C, 28 bar) wchodzi do skraplacza — lamelowego wymiennika ciepła w jednostce zewnętrznej. Wentylator osiowy przedmuchuje powietrze otoczenia przez lamele.

Czynnik oddaje ciepło do atmosfery (zewnątrz nagrzewa się powietrze!) i kondensuje — przechodzi z fazy gazowej w ciekłą. Wykres p-h: pozioma izobara w obszarze fazowym.

Podchłodzenie (subcooling) to ile stopni poniżej temperatury kondensacji znajduje się ciecz na wyjściu ze skraplacza. Im wyższe podchłodzenie, tym większa wydajność cyklu. Optymalnie: 5–12°C. Mniej = zbyt mało czynnika lub zabrudzony skraplacz. Więcej = nadmiar czynnika.

03Faza 3 — Rozprężanie (EEV)

Ciekły R32 pod ciśnieniem ~28 bar musi gwałtownie obniżyć ciśnienie przed wejściem do parownika. Robi to EEV (Electronic Expansion Valve) — zawór sterowany silnikiem krokowym 12V DC.

To proces izenthalpowy (entalpia stała) — czysta termodynamika Joule'a-Thomsona. Spadek ciśnienia z 28 → 8 bar powoduje:

• Spadek temperatury z 40°C do ~0–5°C
• Częściowe odparowanie (10–20% czynnika momentalnie zamienia się w parę)
• Powstanie mieszaniny dwufazowej (ciecz + para) na wejściu do parownika

Źródła: Parker Hannifin — EEV stepper motor, Engineering Pro Guides — p-h diagram.

04Faza 4 — Parowanie (jednostka wewnętrzna)

Zimna mieszanina dwufazowa (R32 ciecz + para, ~5°C, 8 bar) wchodzi do parownika — wymiennika ciepła w jednostce wewnętrznej. Wentylator cross-flow przedmuchuje przez lamele powietrze pomieszczenia (typowo 22–25°C).

Ciekły R32 pobiera ciepło z powietrza pomieszczenia i odparowuje. To dlatego z jednostki wewn. wieje chłodne powietrze: oddało ciepło czynnikowi.

Przegrzanie (superheat) to ile stopni powyżej temperatury parowania znajduje się para wychodząca z parownika. Optymalnie 8–12°C — gwarantuje, że do kompresora nie wpadnie ciekły R32 (zniszczyłby zawory).

Para wraca rurą ssawną do kompresora — cykl się zamyka.

COP, EER, SEER — jak mierzymy efektywność cyklu

Wszystkie 3 wskaźniki to ten sam stosunek: energia użyteczna / energia włożona.

Przykład: jednostka 3,5 kW z EER 3,5 zużywa 1000 W prądu by dostarczyć 3500 W mocy chłodniczej. Klasa A+++ wymaga SEER ≥ 8,5 — to oznacza, że na 1 kWh prądu jednostka dostarcza 8,5 kWh chłodu. Stąd nieintuicyjnie niska cena za chłodzenie inwerterem premium.

Tryb grzania — odwrócenie cyklu

Klimatyzacja z funkcją grzania (pompa ciepła powietrze-powietrze) to ten sam cykl, ale działający w drugą stronę. Robi to zawór 4-drogowy (Danfoss STF, Saginomiya STF) — mechaniczna zmiana kierunku przepływu czynnika.

• Jednostka zewnętrzna staje się parownikiem (pobiera ciepło z powietrza zewn. nawet przy -15°C)
• Jednostka wewnętrzna staje się skraplaczem (oddaje ciepło do pomieszczenia)
• COP grzania: typowo 3,5–4,2 przy -7°C zew. (dla nowoczesnych jednostek Hyper Heating / Zubadan)

Przy -10°C / -15°C wymiennik zewn. pokrywa się szronem — uruchamia się rozmrażanie gorącym gazem (na 2–8 minut zawór 4-drogowy chwilowo przełącza cykl by zalać wymiennik zewn. gorącą parą).

F-Gaz — co się zmieni do 2035 r.

Rozporządzenie UE 2024/573 wycofuje HFC w kolejnych falach:

Źródło: EHPA — F-Gas timeline 2024.

• Klimatyzator nie produkuje zimna — przenosi ciepło z pomieszczenia na zewnątrz
• 4 fazy cyklu: sprężanie → skraplanie → rozprężanie → parowanie
• R32: GWP 675, ciepło parowania 381 kJ/kg, klasa A2L
• Ciśnienia robocze: low side 8–11 bar, high side 25–34 bar
• DC-Inverter + EEV = 30–50% mniej prądu vs ON/OFF
• Od 1.01.2029 nowe splity ≤ 12 kW z GWP ≥ 150 nie będą wprowadzane do obrotu; istniejące instalacje wymagają zgodnego z prawem serwisu