Przegląd
Rozporządzenie (UE) 2024/573 wymusza odchodzenie od HFC o wysokim GWP. Zgodnie z rozporządzeniem wykonawczym (UE) 2024/2215 certyfikat A1 obejmuje F-gazy i węglowodory bez ograniczenia wielkości napełnienia. Certyfikaty B i C obejmują odpowiednio CO₂ i amoniak. Klasa bezpieczeństwa czynnika chłodniczego A1 jest odrębnym oznaczeniem.
Naturalne czynniki chłodnicze
Naturalne czynniki chłodnicze mają zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej i niewielki wpływ na klimat.
- CO₂ (R-744): GWP 1; A1; wysoka objętościowa wydajność chłodnicza, ale wysokie ciśnienia i zagrożenie uduszeniem.
- Amoniak (R-717): GWP 0; B2L; efektywny czynnik chłodniczy do zastosowań przemysłowych. Toksyczność i korozja miedzi wymagają stosowania rurociągów stalowych i specjalnych narzędzi. Tradycyjne oleje oddzielają się od czynnika, co wymaga odzysku oleju.
- Węglowodory: propan (R-290) i izobutan (R-600a) należą do klasy A3. Unikaj uszczelek z kauczuku naturalnego i silikonowego. Przy tej samej objętości masa napełnienia wynosi zwykle 40–50% masy napełnienia czynnikiem halogenowęglowodorowym; przestrzegaj specyfikacji urządzenia. Starsze materiały szkoleniowe podają GWP propanu wynoszące około 3; w załączniku VI do obliczeń dla mieszanin w UE przyjęto wartość 0,02.
Naturalne czynniki chłodnicze nie podlegają przepisom dotyczącym kontroli szczelności F-gazów; środki bezpieczeństwa nadal obowiązują.
Syntetyczne czynniki chłodnicze o niskim GWP
- HFO: nienasycone związki syntetyczne z podwójnymi wiązaniami węgiel–węgiel. R-1234yf klasy A2L stosuje się w klimatyzacji samochodowej; R-1234ze(E) — w chillerach. Wartości GWP przyjęte w UE wynoszą odpowiednio 0,501 i 1,37.
- R-32: HFC klasy A2L, GWP 675 wobec 2088 dla R-410A; umożliwia budowę efektywnych urządzeń o zwartej konstrukcji.
- R-454B: mieszanina R-32/HFO klasy A2L, GWP około 466, stosowana w urządzeniach zastępujących urządzenia na R-410A. Przed przezbrojeniem sprawdź dopuszczenie przez producenta, oleje, uszczelnienia i ciśnienia; czynniki alternatywne nie są automatycznie zamiennikami typu drop-in.
Seria 400 oznacza mieszaniny zeotropowe; seria 500 oznacza mieszaniny azeotropowe.
Pompy ciepła
Pompy ciepła dostarczają ciepło ze skraplacza, wykorzystując parowy obieg sprężarkowy. Czterodrogowy zawór rewersyjny przełącza układy odwracalne między ogrzewaniem a chłodzeniem. Wydajność powietrznych pomp ciepła spada przy niskich temperaturach zewnętrznych; temperatura gruntu jest stabilniejsza. COP 3 oznacza 3 kW mocy grzewczej przy poborze 1 kW mocy elektrycznej.
Układy CO₂
Punkt krytyczny CO₂ wynosi 31,1 °C i 73,8 bar. Układy transkrytyczne oddają ciepło bez skraplania przez chłodnicę gazu; ciśnienia robocze mogą przekraczać 100 bar. Podzespoły muszą mieć odpowiednie parametry znamionowe. Wydajność objętościowa sprężarki może wynosić około jednej piątej wydajności wymaganej przy takim samym obciążeniu chłodniczym z R-404A.
Układy typu booster łączą niskotemperaturowe chłodzenie urządzeń mroźniczych ze średniotemperaturowym chłodzeniem mebli chłodniczych. Stacjonarne wykrywanie wycieków i wentylacja ograniczają zagrożenia związane z wyciekami. Przykładowe progi alarmowe wynoszą 5000 ppm (0,5%) i 20000 ppm (2%). Kontrolowane wypuszczanie gazu na zewnątrz podczas serwisowania wymaga ochrony przed uduszeniem, hałasem i zablokowaniem przepływu przez suchy lód; sublimacja może ponownie zwiększyć ciśnienie.
Projektowanie układów
Układy wtórne rozprowadzają schłodzony glikol, solankę lub CO₂, ograniczając obecność pierwotnego czynnika chłodniczego do urządzeń wytwarzających chłód. Układy kaskadowe łączą niezależne obiegi przez skraplacz/parownik, często z CO₂ w dolnym stopniu i amoniakiem w górnym. Ograniczaj jednocześnie napełnienie, wycieki i zużycie energii. W małych, fabrycznie wykonanych układach węglowodorowych wykazano roczne wycieki na poziomie około 1%; wycieki nie są zerowe.
Klasyfikacja bezpieczeństwa
ISO 817 rozróżnia A/B — niższą/wyższą toksyczność oraz 1/2L/2/3 — brak rozprzestrzeniania płomienia/umiarkowaną palność/palność/łatwopalność. Stężenie graniczne między klasami toksyczności wynosi 400 ppm. Klasa 2L dodatkowo ogranicza prędkość spalania do 10 cm/s w temperaturze 23 °C.
EN 378 dotyczy bezpieczeństwa instalacji chłodniczych i ochrony środowiska. Obliczenia napełnienia uwzględniają toksyczność, palność, objętość pomieszczenia, wentylację, dostęp i lokalizację; nie obowiązuje uniwersalny limit 150 g. W obliczeniach dotyczących toksyczności stosuje się największą z mających zastosowanie wartości ATEL (granica narażenia na toksyczność ostrą), ODL (granica niedoboru tlenu) lub praktycznej granicy stężenia, pomnożoną przez objętość pomieszczenia, z uwzględnieniem innych ograniczeń.
| Klasyfikacja | Znaczenie |
|---|---|
| Dostęp a / b / c | Ogólny / nadzorowany / upoważniony |
| Lokalizacja I | Urządzenia w przestrzeni przebywania ludzi |
| Lokalizacja II | Sprężarki i zbiorniki poza przestrzenią przebywania ludzi |
| Lokalizacja III | Wszystkie części zawierające czynnik chłodniczy w maszynowni lub na zewnątrz |
| Lokalizacja IV | Obudowa wentylowana |
Bezpieczne praktyki pracy
Palne czynniki chłodnicze wymagają wentylacji, kontroli źródeł zapłonu i odpowiedniego sprzętu do odzysku. Łączniki, przekaźniki i termostaty mogą spowodować zapłon wyciekającego czynnika; prawidłowo dobrane cewki elektrozaworów zazwyczaj nie stanowią źródła zapłonu. Zapewnij ciągłe monitorowanie gazów palnych. Procedura odzysku opisana w materiałach szkoleniowych zakłada stabilne wskazania wagi i ciśnienie bezwzględne około 0,3 bar lub niższe, po uprzednim sprawdzeniu podejrzewanych wycieków.
Amoniak: praktyczna granica stężenia wynosi 0,00035 kg/m³; przy napełnieniu powyżej 50 kg wymagane jest stacjonarne wykrywanie wycieków w maszynowni. Alarmy niskiego progu, ustawione na nie więcej niż 500 ppm, uruchamiają wentylację i ostrzeżenia dźwiękowe. Alarmy wysokiego progu, ustawione na nie więcej niż 30000 ppm, odłączają niezabezpieczone urządzenia elektryczne, utrzymując działanie wentylacji awaryjnej. Zapach może być wyczuwalny przy stężeniu 1–5 ppm, ale nie zastępuje wykrywania za pomocą czujników.
Wskazówka egzaminacyjna: Przed wyborem sprzętu lub procedur zestaw informacje o czynniku chłodniczym, klasie bezpieczeństwa, lokalizacji układu i ocenie napełnienia.
