Transcritické systémy CO2 (R744): praktická servisní příručka

V čem se CO2 liší

R744 se na obou koncích svého rozsahu chová jinak než HFC chladiva. Kritický bod leží při 31 °C a 73,8 bar. Za teplých dnů probíhá odevzdávání tepla v plynovém chladiči nad tímto tlakem, takže chladivo nekondenzuje, nýbrž se ochlazuje jako nadkritická tekutina. To se nazývá transcritický provoz ^[1]. Trojný bod leží při -56,6 °C a 5,2 bar (absolutních). Pod tímto tlakem neexistuje žádná kapalina, pouze pevnina a plyn, takže CO2, které je příliš expandováno nebo odpuštěno, se mění v suchý led při teplotě přibližně -78 °C ^[1][4].

Typický supermarket nebo průmyslový systém má na vysokotlaké straně plynový chladič, sběrač (přeplňovací nádrž) na středním tlaku a kompresory pro nízkou a střední teplotu. S obcházejícím plynem (flash gas) vznikajícím při expanzi se nakládá pomocí obtokového ventilu nebo paralelního kompresoru, což je v teplém podnebí účinnější ^[8]. Kalkulačky pro měď a ocel pro CO2 dimenzují potrubí pro tyto tlaky.

Bezpečnost před zahájením práce

• Udušení. CO2 je bez zápachu a těžší než vzduch, takže se hromadí u podlahy v strojovnách, šachtách a chladírnách. Osmihodinový expoziční limit je 5 000 ppm ^[2]. Při koncentraci přibližně 10 % ve vzduchu může člověk ztratit vědomí za méně než minutu ^[4].
• Praktický limit. CO2 je třídy A1 a praktický limit podle EN 378 je 0,1 kg/m3 ^[4][7]. Tam, kde by únik mohl tento limit překročit v pobytovém prostoru, je vyžadována trvalá detekce s alarmem ^[2]. Detektor namontujte dole, ne ve výšce dýchání ^[3].
• Otlakování. Pojistné ventily na sběrači a jiných nádobách mohou při poruše, například po výpadku proudu, vyfouknout. Vývod musí jít ven a tam se může tvořit suchý led ^[2]. Viz článek o pojistných zařízeních podle EN 13136.
• Klidový tlak. Zastavený systém se zahřívá a natlakuje. U některých systémů je klidový tlak vyšší než maximální jmenovitý sací tlak. Pomocné chlazení nebo pojistný ventil jej pak omezí ^[2][3]. Před jakýmkoliv otevřením odečtěte tlak.
• OOPP. Používejte rukavice a brýle. Kontakt s pevným nebo tekutým CO2 způsobují omrzliny ^[2][4]. Při práci v nízkých prostorech používejte osobní detektor CO2 ^[4].

Servisní kroky

1. Posuďte situaci. Odečtěte tlaky, zkontrolujte, zda detektor funguje a místnost je odvětrávaná. Před zahájením práce provedete analýzu rizik; je to součástí toho, co certifikovaný technik musí umět ^[6].
2. Používejte dimenzované vybavení. Hadice, manometrové bloky, přístroje a odsávací zařízení musí být dimenzovány na tlak části, ke které se připojujete. Používejte vysokotlaké hadice s pojistným lankem ^[2][4].
3. Izolujte a odsajte. Uzavřete sekci s pojistnou dráhou pro případnou zachycenou kapalinu. Odsajte CO2 do vhodného válce. Pokud se vyfouknutí nedá vyhnout, vypusťte jej ven, mimo dosah osob, a sledujte tlak. Společnost Copeland doporučuje odpouštění v kapalné formě, aby se předešlo suchému ledu ^[2].
4. Zkoušejte. Tlaková zkouška suchým dusíkem, nejprve pevnost a poté těsnost. Příručka Danfoss uvádí zkušební tlak 1,43 × PS ^[1]; podrobnosti jsou v příručce pro tlakové zkoušky. Poté proveďte zkoušku těsnosti detektorem CO2, protože CO2 je již ve vzduchu ^[3]. Viz příručka pro zkoušku těsnosti.
5. Vakuujte. CO2 snáší jen velmi málo vody: vhodným maximem je přibližně 10 ppm, přičemž volná voda tvoří krystaly ledku a kyseliny. Důkladně vakuujte; pomůže filtrdrier s molekulárním sítem ^[1]. Viz příručka pro vakuování.
6. Zlomte vakuum parou. Po vakuování je systém pod trojným bodem. Plnění kapaliny pak vytvoří suchý led. Plňte páry, dokud tlak není nad trojným bodem a podle pokynů výrobce, a teprve poté přepněte na kapalinu ^[2][3].
7. Plňte pomalu. Maximální tlak některých systémů, jako jsou kaskádové systémy a části boosterových systémů, je nižší než tlak v lahvi. Plňte pomalu, aby se neotevřely pojistné ventily ^[2].
8. Zkontrolujte a zaznamenejte. Spusťte systém a zkontrolujte tlaky, žádanou hodnotu plynového chladiče a tlak sběrače oproti manuálu. Napište servisní zprávu.

Pravidla v EU

• R744 není fluorovaný skleníkový plyn. Nařízení o F-plynech se vztahuje na látky uvedené v jeho přílohách I a II a CO2 mezi ně nepatří ^[5]. Povinnost kontroly těsnosti podle článku 5 se vztahuje na zařízení s těmito plyny ^[5], takže se nevztahuje na systém s čistým CO2.
• Odborná způsobilost je stále vyžadována. Článek 10 nařízení (EU) 2024/573 vyžaduje certifikaci pro instalaci, údržbu, opravy a vyřazování z provozu a vztahuje se na příslušné alternativy F-plynů včetně přírodních chladiv ^[5]. Prováděcí nařízení (EU) 2024/2215 stanoví typy: A1 a A2 pro F-plyny a uhlovodíky, B pro CO2, C pro amoniak (článek 3 odst. 2). Není-li stanovena výjimka, držitel musí mít certifikát pro danou činnost ^[6].
• Co zkouška typu B zahrnuje. Zkouška zahrnuje zkoušky tlaku a vakua, bezpečné odsávání a plnění R744, analýzu rizik, detekci plynů a OOPP a vznik suchého ledu v trojném bodě (příloha I, bod 13) ^[6]. Pájení může provádět osoba s národní kvalifikací pod dohledem (článek 3 odst. 3 písm. a)) ^[6].
• Tlaková zařízení a bezpečnost. Směrnice o tlakových zařízeních 2014/68/EU a normu EN 378 se vztahují na systém bez ohledu na chladivo a vnitrostátní předpisy pro inspekce mohou stanovit další požadavky. Viz články o PED a EN 378. Zda a jak je certifikát B vyžadován, rozhoduje každý členský stát, proto si ověřte vnitrostátní předpisy.

Typické závady a kde hledat dále

Závady se nejlépe zjistí porovnáním naměřených hodnot tlaku a teploty s nastavenými hodnotami regulátoru centrální jednotky, například regulátorů Danfoss AK-PC 782 nebo Carel. Názvy parametrů a kódy alarmů se u jednotlivých výrobců liší. Vyhledejte je v aplikaci pro odstraňování problémů a v manuálu regulátoru namísto odhadování.

Kontrolní seznam

• Platný certifikát pro CO2 (v EU typ B) a provedená analýza rizik.
• Funkční detektor, odvětrávaná místnost, používání rukavic, brýlí a osobního detektoru.
• Odečtené tlaky před otevřením; zohledněný klidový tlak.
• Hadice, manometrový blok a zařízení pro odsávání dimenzovaná na daný tlak.
• Žádná kapalina uzavřená mezi zavřenými ventily.
• Při plnění evakuovaného systému nejprve páry, poté kapalina.
• Provedená a zaznamenaná tlaková zkouška, zkouška těsnosti a evakuace.
• Vývody pojistných ventilů volné a vyvedené ven.