Przejście z HFC na CO2 (R744) lub propan (R290) krok po kroku

Kiedy zmiana jest zasadna?

Od 1 stycznia 2025 r. nowe F-gazy o GWP wynoszącym 2500 lub więcej nie mogą być już używane do serwisowania urządzeń chłodniczych. Gaz zregenerowany lub zrecyklingowany może być stosowany do końca 2029 r., a od 2032 r. limit zostaje zaostrzony do GWP 750 ^[1]. Scentralizowane systemy komercyjne o wydajności 40 kW lub większej i GWP 150 lub wyższym nie mogą być już wprowadzane do obrotu ^[1]. Jednocześnie spadają kwoty HFC, co podnosi ceny i ogranicza dostępność ^[1]. Zmiana jest zazwyczaj warta rozważenia, gdy:

• instalacja pracuje na R404A, R507A lub innym czynniku objętym zakazem serwisowym lub takim, który zostanie nim objęty od 2032 r.,
• instalacja często przecieka lub wymaga dużej naprawy, takiej jak wymiana zespołu sprężarek lub nowego rurociągu,
• sklep lub budynek i tak jest przebudowywany lub rozbudowywany,
• operator chce obniżyć koszty związane z czynnikiem chłodniczym i kontrolami szczelności.

W przypadku małej instalacji modernizacja (retrofit) do mieszaniny HFC/HFO o niższym GWP może być pierwszym krokiem. Kalkulator zamiany czynnika pokazuje, które alternatywy pasują.

Dlaczego zazwyczaj nie można napełnić układu HFC czynnikiem R744 lub R290

Układ HFC posiada maksymalne dopuszczalne ciśnienie (PS) dobrane dla HFC. Napełnienie CO2 przekroczyłoby je wielokrotnie, a zabezpieczenia ciśnieniowe, sprężarka i olej byłyby nieodpowiednie. Propan w układzie HFC wprowadza palny czynnik chłodniczy do sprzętu, który nigdy nie był oceniany pod kątem źródeł zapłonu, pomieszczenie może nie spełniać limitów napełnienia, a instalacja przestaje odpowiadać swojemu oznakowaniu CE ^[3][5]. W praktyce buduje się zatem nowy układ lub wymienia agregat, pozostawiając co najwyżej okablowanie i niektóre punkty chłodzenia, o ile producent wyrazi na to zgodę.

Czym zastąpić R404A?

Współczynnik GWP czynnika R404A wynosi około 3900. Od 1 stycznia 2025 r. pierwotny (nowy) R404A nie może być używany do serwisowania urządzeń chłodniczych; zregenerowany lub odzyskany R404A może być używany do 31 grudnia 2029 r., a od 1 stycznia 2032 r. limit serwisowy dla stacjonarnych urządzeń chłodniczych spada do GWP 750 ^[1]. Istniejąca instalacja jest zazwyczaj modernizowana na mieszaninę HFC/HFO, natomiast nowa instalacja budowana jest dla R744 lub R290. Tabela porównuje powszechne wybory; wartości GWP zgodnie z rozporządzeniem (UE) 2024/573 ^[1], poślizg obliczony za pomocą CoolProp przy punkcie rosy −30 °C ^[7].

• R448A, R449A i R452A mają klasę A1 jak R404A, więc klasa bezpieczeństwa się nie zmienia. Ich GWP jest poniżej 2500, ale powyżej 750, więc po 2031 roku również mogą być uzupełniane wyłącznie gazem zregenerowanym lub odzyskanym ^[1].
• R454C i R455A mają GWP poniżej 150, ale są czynnikami A2L (lekko palnymi). Modernizacja instalacji A1 na te czynniki wymaga nowej oceny EN 378 dotyczącej limitów napełnienia, wentylacji i komponentów ^[3].
• R404A i powyższe mieszaniny pracują na oleju POE. Przed modernizacją sprawdź zatwierdzenie nowego czynnika i oleju przez producenta sprężarki.
• Mieszaniny wykazują poślizg temperatury wynoszący 4–14 K. Mierz przegrzanie z punktu rosy, a pothłodzenie z punktu wrzenia, zgodnie z opisem w przewodniku po przegrzaniu.
• Kalkulator modernizacji (retrofit) porównuje wydajność, temperaturę tłoczenia i przepływ masowy tych czynników dla Twojej instalacji.

Krok 1: Zaplanuj nowy układ

1. Określ zapotrzebowanie na chłód dla każdego poziomu temperatury (średnia, niska, klimatyzacja) oraz w skali roku, a także ewentualne potrzeby odzysku ciepła.
2. Wybierz koncepcję układu. Transkrytyczny układ booster z CO2 obsługuje średnią i niską temperaturę w jednym systemie. Układ pośredni z agregatem wody lodowej na propan utrzymuje propan na zewnątrz lub w maszynowni i rozprowadza chłód za pomocą czynnika pośredniczącego, takiego jak glikol lub solanka CO2. Meble chłodnicze typu plug-in z R290 (samodzielne, często chłodzone wodą) sprawdzają się w mniejszych sklepach.
3. Zdecyduj, gdzie umieścić elementy zawierające czynnik chłodniczy: w przestrzeni dostępnej dla osób, w maszynowni, na zewnątrz lub w wentylowanej obudowie. To określa klasę lokalizacji i kategorię dostępu ^[3][4].
4. Dobierz średnice rurociągów. Kalkulator CO2 dobiera rury miedziane i stalowe dla R744, a kalkulator HC sprawdza limit napełnienia dla R290 i innych węglowodorów.

Krok 2: Klasa bezpieczeństwa i limity napełnienia

Zgodnie z normami EN 378-1 i ISO 5149-1 maksymalny ładunek zależy od czynnika chłodniczego, objętości pomieszczenia, klasy lokalizacji oraz kategorii dostępu ^[3][4]. Dla R744 (A1) stosuje się limit praktyczny: jeśli cały ładunek ulotni się do najmniejszego pomieszczenia, stężenie musi pozostać poniżej limitu, w przeciwnym razie konieczne są środki takie jak wykrywanie gazu, wentylacja lub maszynownia. CO2 jest cięższy od powietrza i gromadzi się na poziomie podłogi.

W przypadku R290 (A3) limity opierają się na dolnej granicy wybuchowości (LFL). Poniżej m1 w zasadzie nie ma wymagań zależnych od pomieszczenia, między m1 a m3 wielkość pomieszczenia i wysokość montażu ograniczą napełnienie, a powyżej m3 elementy zawierające czynnik chłodniczy muszą znajdować się w maszynowni, wentylowanej obudowie lub na zewnątrz ^[3]. Dokładne wartości i wzory należy pobrać z wydania normy obowiązującej dla projektu. Artykuł o palnych czynnikach chłodniczych przedstawia przykłady dla propanu.

Krok 3: Ciśnienie, PED i ATEX

Każda część musi posiadać wartość PS obejmującą najwyższe ciśnienie podczas pracy, w stanie spoczynku oraz podczas transportu ^[3]. W przypadku CO2 należy sprawdzić ciśnienie w stanie spoczynku: wiele instalacji posiada mały agregat chłodniczy postojowy lub zbiorniki zaprojektowane tak, aby je wytrzymać. Zgodnie z dyrektywą dotyczącą urządzeń ciśnieniowych 2014/68/UE kategoria (I–IV) zależy od PS, objętości lub średnicy rurociągu oraz grupy płynów. Propan należy do grupy 1, CO2 do grupy 2, a kategoria decyduje o ocenę zgodności oraz o tym, czy wymagana jest jednostka notyfikowana ^[5].

W miejscach, gdzie propan może tworzyć atmosferę wybuchową, na przykład w maszynowni lub podczas serwisowania, pracodawca musi ocenić ryzyko, podzielić obszary na strefy i udokumentować je w dokumencie zabezpieczenia przed wybuchem ^[6]. Sprzęt w strefie musi być do niej dostosowany zgodnie z dyrektywą ATEX dotyczącą urządzeń 2014/34/UE. Norma EN 378 ma na celu unikanie atmosfery wybuchowej podczas normalnej pracy, jednak ryzyko musi zostać ocenione.

Krok 5: Wycofanie instalacji HFC z eksploatacji

Zgodnie z rozporządzeniem (UE) 2024/573 i rozporządzeniem wykonawczym (UE) 2024/2215, wymóg certyfikacji w zakresie instalacji, serwisowania, napraw i wycofywania z eksploatacji obejmuje nie tylko F-gazy, ale także alternatywy takie jak amoniak, CO2 i węglowodory, a firmy świadczące usługi na rzecz innych podmiotów muszą posiadać certyfikat ^[1][2]. Typy certyfikatów dla osób to ^[2]:

Państwa członkowskie mogą wydawać certyfikaty łączone. Certyfikaty na podstawie starego rozporządzenia (UE) 2015/2067 odpowiadają nowym typom (kategoria I → A1, II → A2, III → D, IV → E), ale mogą być wykorzystywane dalej tylko wtedy, gdy posiadacz zaktualizował swoją wiedzę poprzez szkolenie lub ocenę wymaganą na podstawie art. 10 rozporządzenia (UE) 2024/573 ^[1][2]. Dla układu CO2 technicy potrzebują zatem typu B, a dla propanu A1 lub A2. Przed zawarciem umowy sprawdź certyfikaty instalatora i firmy serwisowej.

Dokumentacja

Stary czynnik chłodniczy musi zostać odzyskany przez certyfikowaną osobę i przekazany do recyklingu, regeneracji lub unieszkodliwienia. Zanotuj ilość w dokumentacji. Celowe uwolnienie jest zabronione ^[1].

Lista kontrolna

1. Przeprowadź próbę wytrzymałościową i próbę szczelności układu przy użyciu suchego azotu zgodnie z normą EN 378-2 przed napełnieniem. Ciśnienia próbné dla CO2 są znacznie wyższe niż dla HFC: zaplanuj strefę niebezpieczną. Zobacz poradnik dotyczący prób ciśnieniowych.
2. Wykonaj próżnię i sprawdź układ za pomocą testu próżni statycznej. Zobacz poradnik dotyczący próżniowania.
3. Napełnij czynnik chłodniczy. W przypadku CO2 przełam próżnię najpierw fazą opary, aby nie utworzył się suchy lód. W przypadku propanu trzymaj z dala źródła zapłonu i dokonaj pomiaru detektorem gazu przeznaczonym do tego celu.
4. Przetestuj funkcje bezpieczeństwa: ograniczniki ciśnienia, zawory bezpieczeństwa, wykrywacze gazu, alarmy, wentylację oraz wyłącznik awaryjny.
5. Sprawdź parametry pracy i przeszkol operatora.

Dokumentacja

• Deklaracja zgodności i oznakowanie CE zespołu zgodnie z dyrektywą PED, z podaniem kategorii oraz oceny zgodności ^[5].
• Certyfikaty próby ciśnieniowej i próby szczelności, napełnienie oraz czynnik chłodniczy na tabliczce znamionowej.
• Ocena ryzyka, obliczenie limitu napełnienia oraz, w przypadku propanu, dokument zabezpieczenia przed wybuchem ^[3][6].
• Instrukcja obsługi, książka serwisowa oraz certyfikaty osób wykonujących prace ^[2].

Lista kontrolna

• Czy powód zmiany jest jasny: zakaz serwisowy, zakaz stosowania produktów, wycieki czy koszty?
• Czy znane jest zapotrzebowanie na chłód dla każdego poziomu temperatury?
• Czy wybrano koncepcję układu: booster CO2, agregat wody lodowej na propan z czynnikiem pośredniczącym czy urządzenie typu plug-in?
• Czy określono klasę lokalizacji i kategorię dostępu dla każdego elementu zawierającego czynnik chłodniczy?
• Czy limit napełnienia został sprawdzony względem obowiązującego wydania normy EN 378 lub ISO 5149?
• Czy ustalono wartość PS, kategorię PED oraz procedurę oceny zgodności?
• Dla propanu: czy przeprowadzono ocenę ryzyka ATEX oraz wyznaczono strefy?
• Czy osoby fizyczne i przedsiębiorstwo posiadają certyfikaty dla CO2 lub węglowodorów?
• Czy czynnik HFC został odzyskany i zarejestrowany?
• Czy próba ciśnieniowa, próżniowanie i testy funkcjonalne zostały udokumentowane?