R-32 i R-454B: kontrola napełnienia, przechłodzenie i przegrzanie

R-32 i R-454B zastępują R-410A w klimatyzacji i pompach ciepła. Oba należą do klasy A2L (umiarkowanie palne). Wielu techników zastanawia się, czy kontrola napełnienia tych układów czymś się różni. Podstawowa metoda jest taka sama, ale kilka szczegółów wymaga uwagi zarówno podczas pracy w terenie, jak i na egzaminie na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów.

W tym wpisie omówiono cztery przykłady napełniania z filmu szkoleniowego AC Service Tech LLC. W filmie stosowane są jednostki amerykańskie (psig i °F). Zachowamy te wartości, aby obliczenia były zgodne z filmem, i podamy odpowiedniki metryczne tam, gdzie będą pomocne. Jeśli pracujesz w bar i °C, pamiętaj, że różnica temperatur wynosząca 1 K odpowiada 1,8 °F.

 

Zanim rozpoczniesz pomiary

Przed wykonaniem pomiarów sprawdź trzy rzeczy. Jeśli którykolwiek z tych warunków nie jest spełniony, wyniki nie pozwolą wiarygodnie ocenić napełnienia.

1. Element rozprężny: metoda przechłodzenia dotyczy układów z termostatycznym zaworem rozprężnym (TEV) lub elektronicznym zaworem rozprężnym (EEV) przy wymienniku jednostki wewnętrznej. W układzie ze stałą dyszą rozprężną napełnienie ustala się na podstawie przegrzania.
2. Przepływ powietrza: sprawdź, czy przepływ powietrza przez wymiennik jednostki wewnętrznej jest odpowiedni do wydajności układu. Brudny filtr lub niewłaściwa prędkość wentylatora zniekształcą wszystkie odczyty.
3. Czas pracy i stopień wydajności: uruchom układ w trybie chłodzenia na co najmniej 10–15 minut. Jeśli jest to urządzenie dwustopniowe, upewnij się, że pracuje na drugim stopniu.

Film zwraca też uwagę na szybką kontrolę parownika:

„Trzeba po prostu upewnić się, że temperatura nasycenia uzyskana po przeliczeniu ciśnienia na temperaturę wynosi powyżej 32°”.

Oznacza to temperaturę parowania powyżej 0 °C. Przy 0 °C lub niższej temperaturze wilgoć z powietrza zamarza na wymienniku jednostki wewnętrznej. Diagnozujesz wtedy problem z oblodzeniem, a nie z napełnieniem.

 

Metoda przechłodzenia w skrócie

Przechłodzenie określa, o ile ciecz opuszczająca skraplacz została schłodzona poniżej swojej temperatury nasycenia. Bezpośrednio wskazuje, jaka część skraplacza jest wypełniona ciekłym czynnikiem chłodniczym.

Przechłodzenie = temperatura nasycenia przy skraplaniu (z ciśnienia w przewodzie cieczowym) − zmierzona temperatura przewodu cieczowego

Porównaj wynik z docelowym przechłodzeniem podanym na tabliczce znamionowej jednostki zewnętrznej. Dla niektórych urządzeń podano kilka wartości docelowych zależnych od temperatury zewnętrznej. Odczyt mieszczący się w granicach około ±3 °F (około ±1,5–2 K) od wartości docelowej zwykle oznacza prawidłowe napełnienie.

• Przechłodzenie znacznie powyżej wartości docelowej: układ jest przepełniony, a ciecz gromadzi się w skraplaczu.
• Przechłodzenie znacznie poniżej wartości docelowej: napełnienie układu jest zbyt małe, a do TEV może nie docierać jednolity słup cieczy.

 

Przykład obliczeniowy dla R-32: prawidłowe napełnienie

Układ pracuje stabilnie przy prawidłowym przepływie powietrza.

Pomiar	Wartość
Ciśnienie ssania (pary)	116,3 psig → temperatura nasycenia 38 °F
Ciśnienie w przewodzie cieczowym	374,9 psig → temperatura nasycenia 110 °F
Temperatura przewodu cieczowego	100 °F
Temperatura przewodu ssawnego	48 °F
Docelowe przechłodzenie (tabliczka znamionowa)	11 °F

• Przechłodzenie: 110 − 100 = 10 °F (około 5,6 K), czyli w granicach tolerancji dla wartości docelowej 11 °F.
• Przegrzanie: 48 − 38 = 10 °F, czyli w zakresie od 8 do 12 °F, który TEV powinien zwykle utrzymywać.

Przegrzanie potwierdza działanie TEV

Film podkreśla ważną kwestię dotyczącą działania TEV:

„Termostatyczny zawór rozprężny nie może spełniać swojej funkcji bez prawidłowego przepływu powietrza i odpowiedniej ilości czynnika chłodniczego w układzie”.

Zawór równoważy trzy siły: od góry na membranę działa ciśnienie z czujnika, a od dołu ciśnienie parownika lub zewnętrznego przewodu wyrównawczego oraz nacisk sprężyny. Jeśli w przewodzie cieczowym nie ma przechłodzenia, do zaworu dociera para powstała wskutek rozprężania i zawór nie może utrzymać stabilnego przegrzania. Zagadnienie to omówiono w temacie Zawory rozprężne w materiałach przygotowujących do egzaminu na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów.

 

Scenariusz dla R-32: układ dwustopniowy

To dwustopniowa jednostka zewnętrzna pracująca na drugim stopniu, a docelowe przechłodzenie wynosi 11 °F.

• Temperatura nasycenia przy skraplaniu: 102 °F
• Temperatura przewodu cieczowego: 98 °F
• Temperatura nasycenia po stronie ssawnej: 36 °F
• Temperatura przewodu ssawnego: 50 °F

Odpowiedź: zbyt małe napełnienie. Przechłodzenie wynosi 102 − 98 = 4 °F, czyli o 7 °F poniżej wartości docelowej. Przegrzanie wynosi 50 − 36 = 14 °F i jest nieco za wysokie, co również wskazuje na niedostateczne zasilanie parownika czynnikiem.

R-32 jest czynnikiem jednoskładnikowym, więc można dodawać go do pracującego układu po stronie ssawnej w postaci pary. Można też napełniać go w postaci cieczy, pod warunkiem powolnego dozowania. Zanim jednak dodasz czynnik, pamiętaj o wskazówce z filmu dotyczącej układów A2L:

„Zanim dodasz czynnik chłodniczy do takiego układu A2L, koniecznie znajdź i usuń nieszczelność”.

Zgodnie z art. 4 ust. 5 rozporządzenia (UE) 2024/573 wykrytą nieszczelność należy naprawić bez zbędnej zwłoki. Uzupełnienie czynnika w nieszczelnym układzie nie stanowi wykonania tego obowiązku naprawy. Wiele jednostek wewnętrznych A2L ma również czujniki wycieku czynnika chłodniczego. Po zadziałaniu czujnika urządzenie zatrzymuje sprężarkę i uruchamia wentylator wewnętrzny, aby rozproszyć gaz, więc nawet powolny wyciek może skutkować wezwaniem serwisu.

 

R-454B: punkt pęcherzyków i punkt rosy

R-454B jest mieszaniną R-32 i R-1234yf. Ponieważ jest to mieszanina zeotropowa (seria 400), jej tabela PT ma dwie kolumny:

• Punkt pęcherzyków (kolumna cieczy): używaj go dla skraplacza i przewodu cieczowego do obliczania przechłodzenia.
• Punkt rosy (kolumna pary): używaj go dla parownika i przewodu ssawnego do obliczania przegrzania.

Poślizg temperaturowy R-454B jest niewielki, ale użycie niewłaściwej kolumny nadal prowadzi do błędnych wyników. Pytania egzaminacyjne dotyczące mieszanin zeotropowych często sprawdzają właśnie tę wiedzę.

 

Przykład obliczeniowy dla R-454B: nieco zbyt małe napełnienie

To jednostopniowa pompa ciepła z TEV, pracująca w trybie chłodzenia od 15 minut. Docelowe przechłodzenie wynosi 12 °F.

Pomiar	Wartość
Ciśnienie w przewodzie cieczowym	338,3 psig → 104 °F (punkt pęcherzyków)
Temperatura przewodu cieczowego	96 °F
Ciśnienie ssania	115,6 psig → 44 °F (punkt rosy)
Temperatura przewodu ssawnego	56 °F

• Przechłodzenie: 104 − 96 = 8 °F. To o 4 °F poniżej wartości docelowej, więc napełnienie układu jest nieco zbyt małe. Dopuszczalny zakres wynosi tu około 9–15 °F.
• Przegrzanie: 56 − 44 = 12 °F. TEV nadal reguluje przegrzanie.

 

Scenariusz dla R-454B: dwustopniowa pompa ciepła

To nowa instalacja z krótkimi przewodami łączącymi jednostki, pracująca na drugim stopniu od 20 minut. Temperatura wewnętrzna przekracza 21 °C, a zewnętrzna około 32 °C. Docelowe przechłodzenie wynosi 9 °F.

• Temperatura nasycenia cieczy (punkt pęcherzyków): 118 °F
• Temperatura przewodu cieczowego: 102 °F
• Temperatura nasycenia po stronie ssawnej (punkt rosy): 44 °F
• Temperatura przewodu ssawnego: 52 °F

Odpowiedź: przepełnienie. Przechłodzenie wynosi 118 − 102 = 16 °F, czyli o 7 °F powyżej wartości docelowej. Przegrzanie wynosi 52 − 44 = 8 °F i znajduje się przy dolnej granicy zakresu. W skraplaczu gromadzi się zbyt dużo cieczy.

 

Prawidłowy odzysk i dodawanie czynnika chłodniczego

Przepełnienie usuwa się przez odzysk czynnika. Także tutaj obowiązują przepisy:

• Art. 8 rozporządzenia (UE) 2024/573 wymaga, aby F-gazy z tych układów odzyskiwał personel posiadający odpowiedni certyfikat. Art. 4 zabrania celowego uwalniania gazów, jeśli nie jest ono technicznie konieczne do zamierzonego zastosowania. Nie wypuszczaj czynnika chłodniczego do atmosfery, aby usunąć przepełnienie.
• Używaj osobnej butli do odzysku dla każdego czynnika chłodniczego. W filmie ujęto to prosto:

„Jedna będzie do R-454B, jedna do R-32, a kolejna do R-410A”.

Mieszanie czynników chłodniczych w butli do odzysku zanieczyszcza całą zawartość, a takiej mieszaniny zwykle nie można poddać regeneracji. W przypadku czynników A2L butla i stacja odzysku muszą być również przystosowane do palnych czynników chłodniczych. Nie przekraczaj bezpiecznego limitu napełnienia butli.

Podczas dodawania R-454B odwróć butlę, aby czynnik opuszczał ją w postaci cieczy i zachował skład mieszaniny. Dozuj go powoli lub użyj urządzenia do odparowania rozprężnego. Króciec serwisowy po stronie ssawnej znajduje się zwykle blisko sprężarki, a uderzenia cieczowe mogą ją uszkodzić.

 

Kontrole szczelności i progi ekwiwalentu CO2

Niższe wartości GWP tych czynników zmieniają obowiązki dotyczące kontroli szczelności. Art. 5 rozporządzenia (UE) 2024/573 określa próg 5 t CO₂e dla gazów z załącznika I. Zastosowanie wartości GWP z załączników I i II oraz metody obliczania dla mieszanin z załącznika VI daje następujące wartości ekwiwalentu CO2:

Czynnik chłodniczy	GWP	Napełnienie odpowiadające 5 t CO₂e
R-410A	2088	≈ 2,4 kg
R-32	675	≈ 7,4 kg
R-454B	≈ 465	≈ 10,7 kg

Wartość dla R-454B obliczono z użyciem aktualnej unijnej wartości GWP dla R-1234yf wynoszącej 0,501. Tabela nie przedstawia wszystkich obowiązujących progów kontroli szczelności. Art. 5 określa również próg 1 kg dla gazów z sekcji 1 załącznika II, w tym R-1234yf. W przypadku R-454B oznacza to, że trzeba również uwzględnić zawartość HFO. Samo nieprzekroczenie 5 t CO₂e nie oznacza zwolnienia z obowiązku. Szczególne zwolnienia dotyczą oznakowanych urządzeń hermetycznie zamkniętych. Zobacz art. 5 rozporządzenia (UE) 2024/573.

Obowiązek zapobiegania wyciekom i ich niezwłocznego usuwania wynikający z art. 4 obowiązuje niezależnie od wielkości napełnienia. Zapisywanie ilości dodanego lub usuniętego czynnika pozostaje dobrą praktyką. W przypadku urządzeń podlegających obowiązkowym kontrolom szczelności art. 7 wymaga rejestrowania ilości dodanych i odzyskanych oraz przechowywania dokumentacji przez co najmniej 5 lat.

Film wspomina o amerykańskiej certyfikacji EPA 608. W UE wymagania dotyczące certyfikacji określają art. 10 rozporządzenia (UE) 2024/573 oraz rozporządzenie wykonawcze (UE) 2024/2215. Certyfikat A1 obejmuje określone czynności związane z F-gazami i węglowodorami bez ograniczenia wielkości napełnienia. Przygotowanie musi obejmować bezpieczne postępowanie z palnymi czynnikami chłodniczymi. Do właściwych norm bezpieczeństwa należy EN 378.

 

Jak pomaga w tym F-Gas Exam Prep

Taka diagnostyka napełnienia jest istotna na egzaminie na unijny certyfikat A1 w zakresie F-gazów. Obejmuje odczytywanie wskazań manometrów i tabel PT, działanie TEV, mieszaniny zeotropowe i poślizg temperaturowy, procedury odzysku oraz obowiązki wynikające z art. 4, 5, 7, 8 i 10 rozporządzenia (UE) 2024/573.

Aplikacja F-Gas Pro – przygotowanie do egzaminu A1 pomaga ćwiczyć te zagadnienia:

• Ponad 540 pytań w stylu egzaminacyjnym z 15 tematów, obejmujących przechłodzenie, przegrzanie, właściwości czynników chłodniczych, wykrywanie wycieków i odzysk
• Egzaminy próbne z limitem czasu, pozwalające ćwiczyć w warunkach ograniczonego czasu
• Fiszki i 12 kalkulatorów wspomagających powtórki i obliczenia
• Szczegółowe wyjaśnienia każdej odpowiedzi, pomagające zrozumieć tok rozumowania przy diagnozowaniu napełnienia

Przeanalizuj cztery powyższe scenariusze, a następnie sprawdź się w aplikacji. Celem jest szybka i prawidłowa ocena napełnienia układu zarówno w terenie, jak i na egzaminie. Aplikacja jest dostępna na iOS i Androida. To niezależna pomoc w nauce, która nie zastępuje zatwierdzonego szkolenia ani egzaminu.