Siirtyminen HFC-kylmäaineista CO2:een (R744) tai propaaniin (R290) askel askeleelta
Siirtyminen HFC-kylmäaineesta CO2:een tai propaaniin: miksi pelkkä täyttö ei riitä, järjestelmän valinta, EN 378 -täytösrajat, painelaitedirektiivi (PED), ATEX, sertifikaatit ja käyttöönotto.
Tärkeimmät asiat
- F-kaasuasetuksen huolto- ja tuotekieltojen sekä pienenevien HFC-kiintiöiden vuoksi R404A:n ja vastaavien kylmäaineiden ylläpitäminen vaikeutuu jatkuvasti [1].
- HFC-laitosta ei yleensä voi täyttää uudelleen R744:llä tai R290:llä. CO2 vaatii paljon korkeammat suunnittelupaineet, ja propaani on helposti syttyvää (A3) ja vaatii sille suunnitellut komponentit ja rakenteen [3][5].
- Turvallisuusluokka ratkaisee täytösrajat: A1-kylmäaineille kuten R744 käytännön raja-arvo, A3-kylmäaineille kuten R290 LFL-pohjaiset rajat [3][4].
- Uusi järjestelmä on painelaitedirektiivin (PED) mukainen painelaite. Propaani kuuluu aineryhmään 1, CO2 ryhmään 2, mikä vaikuttaa luokkaan ja vaatimustenmukaisuuden arviointiin [5].
- CO2- tai hiilivetytöitä tekevien henkilöiden ja yritysten on oltava sertifioituja kyseisen kylmäaineen osalta asetuksen (EU) 2024/2215 mukaisesti [1][2].
Milloin muutos on ajankohtainen?
1. tammikuuta 2025 alkaen uusia F-kaasuja, joiden GWP on vähintään 2 500, ei saa enää käyttää kylmälaitteiden huoltoon. Regeneroitua tai kierrätettyä kaasua saa käyttää vuoden 2029 loppuun asti, ja vuodesta 2032 raja kiristyy arvoon GWP 750 [1]. Vähintään 40 kW:n keskitetyt kaupalliset järjestelmät, joiden GWP on vähintään 150, eivät saa enää olla markkinoilla [1]. Samanaikaisesti HFC-kiintiöt pienenevät, mikä nostaa hintoja ja heikentää saatavuutta [1]. Vaihtamista kannattaa yleensä harkita, kun:
- laitos toimii R404A-, R507A- tai muulla kylmäaineella, johon kohdistuu huoltokielto tai joka kuuluu sen piiriin vuodesta 2032 alkaen,
- laitos vuotaa usein tai vaatii suuren korjauksen, kuten uuden kompressoriyksikön tai uuden putkiston,
- myymälä tai rakennus joka tapauksessa uudistetaan tai laajennetaan,
- laitteiston haltija haluaa alhaisemmat kustannukset kylmäaineelle ja vuototarkastuksille.
Pienelle laitokselle siirtyminen matalamman GWP:n HFC/HFO-seokseen voi olla ensimmäinen askel. Kylmäaineen vaihdon laskuri näyttää, mitkä vaihtoehdot sopivat.
Miksi R744:ää tai R290:tä ei yleensä voi täyttää HFC-järjestelmään
| Ominaisuus | R744 (CO2) | R290 (propaani) |
|---|---|---|
| Turvallisuusluokka | A1, ei syttyvä [3] | A3, helposti syttyvä [3] |
| Paine | Paljon korkeampi kuin HFC. Kyllästyspaine 20 °C:ssa on noin 57 bar, ja transkriittiset järjestelmät toimivat selvästi sen yläpuolella korkeapainepuolella | Samanlainen kuin R22 ja R407C, mutta komponenttien on oltava hyväksyttyjä syttyville kylmäaineille |
| Täytösraja | Käytännön raja-arvo hapenpuutteelle ja myrkyllisyydelle [3] | LFL-arvoihin perustuvat rajat (m1, m2, m3) [3] |
| Komponentit | Kompressorit, venttiilit, säiliöt ja putket, jotka on mitoitettu korkeammalle PS:lle | Sähkölaitteet, puhaltimet, kytkimet ja kompressorit ilman syttymislähteitä, hyväksytty A3:lle |
HFC-järjestelmällä on HFC-kylmäaineelle valittu suurin sallittu paine (PS). CO2:n täyttäminen ylittäisi sen moninkertaisesti, ja paineen varolaitteet, kompressori ja öljy ovat vääriä. Propaani HFC-järjestelmässä sijoittaa syttyvän kylmäaineen laitteistoon, jota ei ole koskaan arvioitu syttymislähteiden varalta, huone ei ehkä täytä täytösrajoja, eikä laitteisto enää vastaa CE-merkintää [3][5]. Käytännössä rakennetaan siis uusi järjestelmä tai vaihdetaan koneikko uudelleenkäyttäen korkeintaan kaapelointia ja joitakin kylmäpisteitä, jos valmistaja sen hyväksyy.
Mikä korvaa R404A:n?
R404A:n GWP on noin 3 900. Tammikuun 1. päivästä 2025 alkaen neitseellistä R404A:ta ei saa käyttää kylmälaitteiden huoltoon; regeneroitua tai kierrätettyä R404A:ta saa käyttää 31. joulukuuta 2029 asti, ja 1. tammikuuta 2032 alkaen kiinteiden kylmälaitteiden huoltoraja laskee GWP 750:een [1]. Olemassa oleva laitos muutetaan yleensä HFC/HFO-seokselle, kun taas uusi laitos rakennetaan R744:lle tai R290:lle. Taulukko vertailee yleisiä vaihtoehtoja; GWP asetuksen (EU) 2024/573 mukaisesti [1], glide laskettu CoolPropilla kastepisteessä −30 °C [7].
| Kylmäaine | GWP [1] | Turvallisuusluokka [3] | Glide (K) [7] |
|---|---|---|---|
| R404A (verailun vuoksi) | 3,922 | A1 | 0.7 |
| R448A | 1,386 | A1 | 6.4 |
| R449A | 1,396 | A1 | 6.0 |
| R452A | 2,139 | A1 | 4.1 |
| R454C | 146 | A2L | 8.2 |
| R455A | 146 | A2L | 13.5 |
| R290 (propaani), uudet järjestelmät | 0.02 | A3 | 0 |
| R744 (CO2), uudet järjestelmät | 1 | A1 | 0 |
- R448A, R449A ja R452A ovat A1-luokan mukaisia kuten R404A, joten turvallisuusluokka ei muutu. Niiden GWP on alle 2 500 mutta yli 750, joten vuoden 2031 jälkeen niitäkin saa täydentää vain regeneroidulla tai kierrätetyllä kaasulla [1].
- R454C:n ja R455A:n GWP on alle 150, mutta ne ovat A2L-luokan (lievästi syttyviä) aineita. A1-laitoksen muuttaminen niille edellyttää uutta EN 378 -arviointia täytösrajoista, ilmanvaihdosta ja komponenteista [3].
- R404A ja yllä mainitut seokset toimivat POE-öljyllä. Tarkista kompressorinvalmistajan hyväksyntä uudelle kylmäaineelle ja öljylle ennen muuntamista.
- Seoksilla on 4–14 K lämpötilaglide. Mittaa tulistus kastepisteestä ja alijäähdytys kuplapisteestä, kuten tulistusoppaassa kuvataan.
- Retrofit-laskuri vertailee näiden kylmäaineiden kapasiteettia, poistolämpötilaa ja massavirtaa laitoksessasi.
Vaihe 1: Suunnittele uusi järjestelmä
- Määritä jäähdytystarve lämpötilatasoittain (keskilämpö, matalalämpö, ilmastointi) vuotuisesti sekä mahdolliset lämmöntalteenottotarpeet.
- Valitse järjestelmäkonsepti. Transkriittinen CO2-pumppujärjestelmä (booster) palvelee keski- ja matalalämpöä samassa järjestelmässä. Epäsuora järjestelmä propaanijäähdyttimellä pitää propaanin ulkona tai konehuoneessa ja jakaa kylmän toisioaineella, kuten glykolilla tai CO2-suolaliuoksella. Plug-in-kalusteet R290:llä (sisältävät oman koneikon, usein vesijäähdytteisiä) sopivat pienempiin myymälöihin.
- Päätä, mihin kylmäainetta sisältävät osat sijoitetaan: oleskelutilaan, konehuoneeseen, ulkotiloihin tai tuuletettuun koteloon. Tämä määrittää sijoitusluokan ja pääsyluokan [3][4].
- Mitoita putkisto. CO2-laskuri mitoittaa kupari- ja teräsputket R744:lle, ja HC-laskuri tarkistaa täytösrajan R290:lle ja muille hiilivedyille.
Vaihe 2: Turvallisuusluokka ja täytösrajat
Standardien EN 378-1 ja ISO 5149-1 mukaan suurin sallittu täytös riippuu kylmäaineesta, huoneen tilavuudesta, sijoitusluokasta ja pääsyluokasta [3][4]. R744:lle (A1) sovelletaan käytännön rajaa: jos koko täytös vuotaa pienimpään huoneeseen, pitoisuuden on pysyttävä rajan alapuolella, muussa tapauksessa tarvitaan toimenpiteitä, kuten kaasunilmaisua, ilmanvaihtoa tai konehuonetta. CO2 on ilmaa raskaampaa ja kerääntyy lattiantasolle.
R290:lle (A3) rajat perustuvat alempaan syttymisrajaan (LFL). Arvon m1 alapuolella huonekohtaisia vaatimuksia ei pääsääntöisesti ole, m1:n ja m3:n välillä huoneen koko ja asennuskorkeus rajoittavat täytöstä, ja m3:n yläpuolella kylmäainetta sisältävien osien on oltava konehuoneessa, tuuletetussa kotelossa tai ulkona [3]. Ota tarkat arvot ja kaavat projektia koskevasta standardin versiosta. Syttyviä kylmäaineita käsittelevässä artikkelissa on esimerkkejä propaanille.
Vaihe 3: Paine, PED ja ATEX
Jokaisella osalla on oltava PS, joka kattaa korkeimman paineen käytössä, pysähdyksissä ja kuljetuksen aikana [3]. Tarkista CO2:n kohdalla pysähdyspaine: monissa järjestelmissä on pieni seisonta-ajan jäähdytysyksikkö tai paineelle mitoitetut säiliöt. Painelaiterdirektiivin 2014/68/EU mukainen luokka (I–IV) riippuu PS:stä, tilavuudesta tai putkikoosta sekä aineluokasta. Propaani kuuluu ryhmään 1, CO2 ryhmään 2, ja luokka määrittää vaatimustenmukaisuuden arvioinnin sekä sen, tarvitaanko ilmoitettua laitosta [5].
Siinä missä propaani voi muodostaa räjähdyskelpoisen ilmakehän, esimerkiksi konehuoneessa tai huollon aikana, työnantajan on arvioitava riski, jakaa alueet vyöhykkeisiin ja dokumentoitava se räjähdyssuojausasiakirjassa [6]. Vyöhykkeen laitteiden on oltava kyseiselle vyöhykkeelle soveltuvia ATEX-laiterdirektiivin 2014/34/EU mukaisesti. EN 378 pyrkii välttämään räjähdyskelpoisen ilmakehän normaalikäytössä, mutta riski on silti arvioitava.
Vaihe 5: Poista HFC-laitos käytöstä
(EU) 2024/573 ja täytäntöönpanoasetuksen (EU) 2024/2215 mukaan asennus-, huolto-, korjaus- ja poistotöitä koskeva pätevyysvaatimus kattaa F-kaasujen lisäksi myös vaihtoehtoiset aineet, kuten ammoniakin, CO2:n ja hiilivedyt, ja muiden lukuun työtä tekevien yritysten on oltava sertifioituja [1][2]. Henkilöiden pätevyystyypit ovat [2]:
| Todistus | Kattaa |
|---|---|
| A1 | Kaikki työ F-kaasujen ja hiilivetyjen parissa |
| A2 | Kuten A1, mutta vain laitteet, joissa on alle 3 kg (alle 6 kg merkityissä hermeettisesti suljetuissa järjestelmissä) |
| B | Hiilidioksidi (CO2, R744) |
| C | Ammoniakki (NH3, R717) |
| D | Vain F-kaasujen talteenotto laitteista, joissa on alle 3 kg (alle 6 kg hermeettisesti suljetuissa) |
| E | Vain vuodontarkastukset ilman puuttumista kylmäainekiertoon |
Jäsenvaltiot voivat myöntää yhdistettyjä todistuksia. Vanhan asetuksen (EU) 2015/2067 mukaiset todistukset vastaavat uusia tyyppejä (luokka I → A1, II → A2, III → D, IV → E), mutta niitä saa käyttää edelleen vain, jos haltija on päivittänyt tietonsa asetuksen (EU) 2024/573 10 artiklan edellyttämällä koulutuksella tai arvioinnilla [1][2]. CO2-järjestelmää varten teknikot tarvitsevat siis tyypin B ja propaania varten A1:n tai A2:n. Tarkista asentajan ja huoltoyrityksen todistukset ennen sopimuksen tekoa.
Dokumentointi
Vanha kylmäaine on otettava talteen sertifioidun henkilön toimesta ja lähetettävä kierrätykseen, regenerointiin tai hävitettäväksi. Kirjaa määrä kirjanpitoon. Tahalliset päästöt ovat kiellettyjä [1].
Tarkistuslista
- Tee lujuus- ja tiiviyskoe kuivalla typellä standardin EN 378-2 mukaisesti ennen täyttöä. CO2-koestuspaineet ovat huomattavasti korkeammat kuin HFC:llä: suunnittele vaara-alue. Katso painekoetusopas.
- Evakuoi ja tarkista seisontatyhjiötestillä. Katso evakuointiopas.
- Täytä kylmäaine. Riko CO2:n kohdalla alipaine ensin höyryllä, jotta kuivajäätä ei muodostu. Pidä propaanin kohdalla sytytyslähteet loitolla ja mittaa sille tarkoitetulla kaasunilmaisimella.
- Testaa turvatoiminnot: paineenrajoittimet, varoventtiilit, kaasunilmaisin, hälytykset, ilmanvaihto ja hätäpysäytys.
- Tarkista käyttötiedot ja kouluta käyttäjä.
Dokumentointi
- Vaatimustenmukaisuusvakuutus ja kokoonpanon CE-merkintä PED:n mukaisesti, luokan ja vaatimustenmukaisuuden arvioinnin kera [5].
- Painekoe- ja tiiviyskokeen todistukset, täytös ja kylmäaine arvokilvessä.
- Riskienarviointi, täytösrajalaskelma ja propaanille räjähdyssuojausasiakirja [3][6].
- Käyttöohjeet, huoltokirjanpito ja työn suorittaneiden todistukset [2].
Tarkistuslista
- Onko vaihdon syy selvä: huoltokielto, tuotekielto, vuodot vai kustannukset?
- Tiedetäänkö jäähdytystarve lämpötilatasoittain?
- Onko järjestelmäkonsepti valittu: CO2-booster, propaanijäähdytin toisioaineella vai plug-in?
- Onko sijoitusluokka ja pääsyluokka päätetty jokaiselle kylmäainetta sisältävälle osalle?
- Onko täytösraja tarkistettu standardin EN 378 tai ISO 5149 sovellettavan version mukaan?
- Onko PS, PED-luokka ja vaatimustenmukaisuuden arviointi päätetty?
- Propaanin osalta: onko ATEX-riskienarviointi ja vyöhykejako tehty?
- Onko henkilöillä ja yrityksellä CO2:ta tai hiilivetyjä koskevat todistukset?
- Onko HFC otettu talteen ja kirjattu?
- Onko painekoe, evakuointi ja toimintatestit dokumentoitu?
Laske itse
Artikkelin käsitteet
Lähteet
- Regulation (EU) 2024/573 on fluorinated greenhouse gases – EUR-Lex
- Commission Implementing Regulation (EU) 2024/2215 – certification for stationary refrigeration, air conditioning and heat pumps – EUR-Lex
- EN 378-1:2016+A1:2020 Refrigerating systems and heat pumps – Safety and environmental requirements – Part 1
- ISO 5149 Refrigerating systems and heat pumps – Safety and environmental requirements (ISO)
- Pressure Equipment Directive 2014/68/EU – EUR-Lex
- Directive 1999/92/EC (ATEX workplaces) – EUR-Lex
- CoolProp – open-source thermophysical property library (refrigerant mixtures)