CO2 (R744) transkritische systemen: een praktische servicehandleiding

Wat is er anders bij CO2

R744 gedraagt zich anders dan HFC's aan beide uiteinden van zijn bereik. Het kritisch punt is 31 °C en 73,8 bar. Op warme dagen vindt de warmteafgifte in de gaskoeler plaats boven die druk, waardoor het koudemiddel niet condenseert maar afkoelt als een superkritisch fluïdum. Dit wordt transkritische werking genoemd ^[1]. Het tripelpunt is -56,6 °C en 5,2 bar (absoluut). Onder die druk is er geen vloeistof, alleen vaste stof en gas, dus CO2 dat te ver wordt geëxpandeerd of afgeblazen verandert in droogijs bij ongeveer -78 °C ^[1][4].

Een typisch supermarkt- of industrieel systeem heeft een gaskoeler aan de hogedrukzijde, een vloeistofafscheider (flash tank) op middendruk, en compressoren voor lage en middentemperatuur. Het flashgas dat bij de expansie ontstaat, wordt verwerkt door een bypassklep of door een parallelle compressor, wat efficiënter is in warme klimaten ^[8]. De CO2 koper- en staalcalculators berekenen de leidingdiameters voor deze drukken.

Veiligheid voordat u begint

• Verstikking. CO2 is geurloos en zwaarder dan lucht, dus het verzamelt zich laag in machinekamers, putten en koelcellen. De blootstellingslimiet voor 8 uur is 5.000 ppm ^[2]. Bij ongeveer 10 % in de lucht kan een persoon in minder dan een minuut het bewustzijn verliezen ^[4].
• Praktische limiet. CO2 is klasse A1 en de EN 378 praktische limiet is 0,1 kg/m3 ^[4][7]. Waar een lek deze limiet in een bezette ruimte kan overschrijden, is permanente detectie met een alarm vereist ^[2]. Monteer de detector laag, niet op ademhoogte ^[3].
• Drukontlasting. Veiligheidskleppen op de vloeistofafscheider en andere vaten kunnen afblazen bij een storing, bijvoorbeeld na een stroomstoring. De uitlaat moet naar buiten leiden, en daar kan droogijs ontstaan ^[2]. Zie het artikel over EN 13136 veiligheidsinrichtingen.
• Stilstanddruk. Een gestopt systeem warmt op en bouwt druk op. Bij sommige systemen ligt de stilstanddruk boven de maximaal toegestane zuigdruk. Hulpkoeling of een veiligheidsklep begrenst deze dan ^[2][3]. Lees de druk af voordat u iets opent.
• PBM. Draag handschoenen en een veiligheidsbril. Contact met vaste of vloeibare CO2 veroorzaakt bevriezingswonden ^[2][4]. Gebruik een persoonlijke CO2-detector bij werkzaamheden in lage ruimtes ^[4].

Servicestappen

1. Beoordeel de situatie. Lees de drukken af, controleer of de detector werkt en of de ruimte geventileerd is. Voer een risicoanalyse uit van de klus voordat u begint; dit is onderdeel van wat een gecertificeerde monteur moet kunnen ^[6].
2. Gebruik geschikte apparatuur. Slangen, manometersets, meters en terugwinapparatuur moeten geschikt zijn voor de druk van het deel waarop u aansluit. Gebruik hogedrukslangen met een anti-whip kabel ^[2][4].
3. Isoleer en win terug. Sluit het gedeelte af, met een ontlastingspad voor eventueel ingesloten vloeistof. Win de CO2 terug in een geschikte cilinder. Als afblazen niet kan worden vermeden, blaas dan buiten af, uit de buurt van mensen, en bewaak de druk. Copeland adviseert om in vloeibare vorm af te blazen om droogijs te voorkomen ^[2].
4. Testen. Druktest met stikstof, eerst op sterkte en dan op dichtheid. De Danfoss-handleiding geeft 1,43 × PS als testdruk ^[1]; de details staan in de handleiding voor druktesten. Voer daarna een lekcontrole uit met een CO2-detector, aangezien CO2 al in de lucht aanwezig is ^[3]. Zie de lekcontrolehandleiding.
5. Evacueren. CO2 verdraagt zeer weinig water: ongeveer 10 ppm is een geschikt maximum, en vrij water geeft ijskristallen en zuren. Evacueer grondig; een moleculaire zeef filterdroger helpt ^[1]. Zie de evacuatiehandleiding.
6. Breek het vacuüm met damp. Na evacuatie bevindt het systeem zich onder het tripelpunt. Vloeistof vullen zorgt dan voor droogijs. Vul damp totdat de druk boven het tripelpunt ligt en zoals de fabrikant voorschrijft, en schakel pas daarna over op vloeistof ^[2][3].
7. Vul langzaam. De maximale druk van sommige systemen, zoals cascadesystemen en delen van boostersystemen, ligt onder de cilinderdruk. Vul langzaam zodat veiligheidskleppen niet openen ^[2].
8. Controleer en documenteer. Start het systeem en controleer de drukken, het instelpunt van de gaskoeler en de druk van de vloeistofafscheider volgens de handleiding. Schrijf het servicerapport.

Regels in de EU

• R744 is geen F-gas. De F-gassenverordening dekt de stoffen die in de bijlagen I en II staan, en CO2 hoort daar niet bij ^[5]. De lekcontroleplicht in Artikel 5 is van toepassing op apparatuur met die gassen ^[5], dus deze is niet van toepassing op een systeem met alleen CO2.
• Bekwaamheid is nog steeds vereist. Artikel 10 van (EU) 2024/573 vereist certificering voor installatie, onderhoud, reparatie en buitengebruikstelling, en dekt de relevante alternatieven voor F-gassen, inclusief natuurlijke koudemiddelen ^[5]. Uitvoeringsverordening (EU) 2024/2215 stelt de types vast: A1 en A2 voor F-gassen en koolwaterstoffen, B voor CO2, C voor ammoniak (Artikel 3(2)). Tenzij vrijgesteld, moet de houder het certificaat voor de activiteit hebben ^[6].
• Wat het B-examen dekt. De test omvat druk- en vacuümtesten, veilig verwijderen en vullen van R744, risicoanalyse, gasdetectie en PBM, en het droogijs dat bij het tripelpunt wordt gevormd (Bijlage I, kop 13) ^[6]. Hardsolderen mag worden gedaan door een persoon die onder toezicht over de nationale kwalificatie beschikt (Artikel 3(3)(a)) ^[6].
• Drukapparatuur en veiligheid. De Richtlijn Drukapparatuur 2014/68/EU en EN 378 zijn van toepassing op het systeem ongeacht het koudemiddel, en nationale inspectieregels kunnen eisen toevoegen. Zie de artikelen over PED en over EN 378. Of en hoe certificaat B vereist is, wordt door elke lidstaat beslist, dus controleer het nationale artikel.

Typische fouten en waar u verder moet zoeken

Fouten worden het best gevonden door de druk- en temperatuurmetingen te vergelijken met de instelpunten van de pack-controller, bijvoorbeeld de Danfoss AK-PC 782 of Carel-controllers. Parameternamen en alarmcodes verschillen per fabrikant. Zoek ze op in de Troubleshooting-app en in de handleiding van de controller in plaats van te gokken.

Checklist

• Geldig certificaat voor CO2 (type B in de EU) en een risicoanalyse uitgevoerd.
• Detector werkt, ruimte geventileerd, handschoenen, veiligheidsbril en een persoonlijke detector in gebruik.
• Drukken afgelezen voor het openen; stilstanddruk in overweging genomen.
• Slangen, manometersets en terugwinapparatuur geschikt voor de druk.
• Geen vloeistof ingesloten tussen gesloten kleppen.
• Eerst damp bij het vullen van een geëvacueerd systeem, daarna vloeistof.
• Druktest, lekcontrole en evacuatie uitgevoerd en geregistreerd.
• Uitlaten van veiligheidskleppen vrij en naar buiten geleid.