Syttyvät kylmäaineet (A2L ja A3): täytösrajat, standardit ja ATEX
Miten propaania, isobutaania, R32:ta ja muita syttyviä kylmäaineita saa käyttää: LFL, EN 378:n m1–m3, tilakaava, IEC 60335-2-89 (13 × LFL), ATEX ja turvallinen huolto.
Tärkeimmät asiat
- A3-kylmäaineet, kuten propaani (R290), ovat helposti syttyviä. A2L-kylmäaineet, kuten R32 ja R1234yf, ovat heikosti syttyviä, ja niiden palamisnopeus on enintään 10 cm/s [1].
- EN 378-1 rajoittaa täytöstä alemman syttymisrajan (LFL) avulla: m1 = 4 m³ × LFL, m2 = 26 m³ × LFL, m3 = 130 m³ × LFL, ja A2L-aineilla rajat kerrotaan luvulla 1,5 [1].
- Propaanilla (LFL 0,038 kg/m³) m1 on noin 150 g ja m3 noin 4,9 kg [1].
- IEC 60335-2-89:n mukaan kaupallisissa pistokekylmäkalusteissa saa olla enintään 13 × LFL piiriä kohden, eli noin 500 g propaania [2][3].
- Kun räjähdyskelpoinen ilmaseos on mahdollinen, sovelletaan laitteita (2014/34/EU) ja työpaikkoja (1999/92/EY) koskevia ATEX-direktiivejä [4][5].
Miksi syttyvät kylmäaineet yleistyvät
F-kaasuasetuksen matalaa GWP:tä koskevat vaatimukset ja vastaavat säännöt muissa maissa poistavat korkean GWP:n kylmäaineita käytöstä. Yleisimmät korvaajat ovat joko luonnollisia kylmäaineita, kuten propaani, isobutaani ja hiilidioksidi, tai matalan GWP:n synteettisiä kylmäaineita, kuten R32 ja HFO-seokset. Hiilidioksidi ei ole syttyvä, mutta useimmat muut korvaajat kuuluvat luokkaan A3 tai A2L. Syttyvyyden vuoksi kylmäaineen määrää tilassa rajoitetaan, ja asennus ja huolto vaativat erityistä huolellisuutta.
LFL ja turvallisuusluokat
Alempi syttymisraja (LFL) on kylmäaineen pienin pitoisuus ilmassa, joka voi syttyä, ja se ilmoitetaan yksikössä kg/m³. Propaanin LFL on 0,038 kg/m³ ja R32:n 0,307 kg/m³. Mitä pienempi LFL, sitä pienempi määrä riittää syttyvän seoksen muodostumiseen tilassa. Luokka 2L on heikosti syttyvä: liekki etenee hitaasti, enintään 10 cm/s, ja seoksen sytyttämiseen tarvitaan enemmän energiaa. Siksi A2L-kylmäaineita saa käyttää suurempina määrinä kuin A3-kylmäaineita [1].
EN 378-1:n mukaiset täytösrajat
EN 378-1 jakaa syttyvien kylmäaineiden täytökset kolmeen tasoon [1]:
| Raja | Kaava | R290 (propaani) | R32 (A2L, × 1,5) |
|---|---|---|---|
| m1 | 4 m³ × LFL | 0,15 kg | 1,84 kg |
| m2 | 26 m³ × LFL | 0,99 kg | 12,0 kg |
| m3 | 130 m³ × LFL | 4,94 kg | 59,9 kg |
Alle m1:n täytöksille ei käytännössä ole tilan kokoon sidottuja vaatimuksia. Välillä m1–m3 täytöstä rajoittavat tilan koko ja asennuskorkeus. Yleinen laskutapa on kaava m_max = 2,5 × LFL^1,25 × h0 × A^0,5, jossa A on tilan lattiapinta-ala m²:nä ja h0 korkeus, jolla kylmäaine voi vuotaa, esimerkiksi 0,6 m lattialaitteilla ja 2,2 m kattoon asennetuilla laitteilla. Yli m3:n täytöksillä kylmäainetta sisältävien osien on oltava konehuoneessa, tuuletetussa kotelossa tai ulkona sijoitusluokasta ja käyttötilaluokasta riippuen [1]. Tarkista aina hankkeeseen sovellettava standardin painos: EN 378:n uudistus muuttaa syttyvien kylmäaineiden laskentamenetelmää.
Tuotestandardit IEC 60335-2-89 ja 60335-2-40
Tehdasvalmisteisia laitteita koskevat IEC 60335 -sarjan tuotestandardit, jotka julkaistaan Euroopassa EN 60335 -standardeina. IEC 60335-2-89 koskee kaupallisia kylmäkalusteita sekä jää- ja jäätelökoneita, joissa on sisäänrakennettu tai erillinen kompressori. Vuoden 2019 painos nosti A3-kylmäaineiden rajan 150 grammasta arvoon 13 × LFL kylmäainepiiriä kohden, eli noin 500 grammaan propaania, edellyttäen että laite täyttää lisävaatimukset muun muassa tiiviyden ja testauksen osalta. A2L-kylmäaineiden raja on 1,2 kg [2][3].
IEC 60335-2-40 koskee ilmastointilaitteita, lämpöpumppuja ja ilmankuivaimia. Se määrittää, kuinka paljon syttyvää kylmäainetta laitteessa saa olla suhteessa tilan kokoon ja millä toimenpiteillä täytös voi olla suurempi, esimerkiksi vuodonilmaisulla, ilmankierrolla tai ilmanvaihdolla ja sulkuventtiileillä. Valmistajan ohjeita vähimmäislattiapinta-alasta on aina noudatettava asennuksessa.
ATEX
ATEX koostuu kahdesta EU-direktiivistä. Direktiivi 2014/34/EU koskee räjähdysvaarallisiin tiloihin tarkoitettuja laitteita ja suojausjärjestelmiä [4]. Direktiivi 1999/92/EY koskee työnantajan velvollisuuksia: arvioida räjähdyskelpoisen ilmaseoksen riski, luokitella tilat tilaluokkiin (vyöhykkeisiin), valita sopivat laitteet ja dokumentoida kaikki räjähdyssuojausasiakirjaan [5]. Kylmätekniikassa ATEX tulee kyseeseen esimerkiksi propaania tai ammoniakkia sisältävissä konehuoneissa sekä huollossa, jossa kylmäainetta voi vuotaa. EN 378 ja tuotestandardit on laadittu niin, ettei normaalikäytössä synny räjähdyskelpoista ilmaseosta, mutta huollon ja vuotojen riski on arvioitava.
Syttyvää kylmäainetta sisältävien järjestelmien turvallinen huolto
- Arvioi riskit ennen työtä ja varmista, ettei lähistöllä ole syttymislähteitä: avotulta, kipinöitä, kuumia pintoja tai hyväksymättömiä sähkötyökaluja.
- Mittaa pitoisuus kyseiselle kylmäaineelle tarkoitetulla kaasunilmaisimella ennen työtä ja sen aikana.
- Tuuleta työalue. Syttyvät kylmäaineet, kuten propaani, ovat ilmaa raskaampia ja kerääntyvät lattian rajaan ja kuoppiin.
- Käytä talteenottolaitteita, tyhjöpumppuja ja työkaluja, jotka valmistaja on hyväksynyt syttyville kylmäaineille.
- Poista kylmäaine ja huuhtele järjestelmä typellä ennen juottamista. Älä koskaan juota järjestelmää, jossa on syttyvää kylmäainetta.
- Pidä alkusammutin käden ulottuvilla.
- Merkitse järjestelmään kylmäaine ja sen määrä, ja noudata kaasupullojen varastointia ja kuljetusta koskevia sääntöjä.
Laske itse
Artikkelin käsitteet
Lähteet
- EN 378-1:2016+A1:2020 – Part 1: Basic requirements, definitions, classification and selection criteria
- Danfoss – IEC 60335-2-89: flammable refrigerant charge limit change (FAQ)
- International Institute of Refrigeration – Adoption of long-awaited standard for flammable refrigerants
- Directive 2014/34/EU (ATEX equipment) – EUR-Lex
- Directive 1999/92/EC (ATEX workplaces) – EUR-Lex