Sisteme transcritice cu CO2 (R744): un ghid practic de service

Ce este diferit la CO2

R744 se comportă diferit față de HFC la ambele capete ale intervalului său. Punctul critic este 31 °C și 73,8 bar. În zilele calde, cedarea căldurii în răcitorul de gaz are loc peste această presiune, astfel încât agentul frigorific nu condensează, ci se răcește ca un fluid supercritic. Aceasta se numește funcționare transcritică ^[1]. Punctul triplu este -56,6 °C și 5,2 bar (absolut). Sub această presiune nu există lichid, ci doar solid și gaz, deci CO2 care este destins sau evacuat prea mult se transformă în gheață carbonică la aproximativ -78 °C ^[1][4].

Un supermarket tipic sau un sistem industrial are un răcitor de gaz pe partea de înaltă presiune, un rezervor (flash tank) la presiune intermediară și compresoare pentru temperaturi joase și medii. Gazul flash format în destindere este gestionat de o supapă de bypass sau de un compresor paralel, care este mai eficient în climate calde ^[8]. Calculatoarele pentru cupru și oțel CO2 dimensionează tubulatura pentru aceste presiuni.

Siguranța înainte de a începe

• Asfixiere. CO2 este inodor și mai greu decât aerul, deci se acumulează jos în sălile mașinilor, gropi și camere frigorifice. Limita de expunere pe 8 ore este de 5.000 ppm ^[2]. La aproximativ 10 % în aer, o persoană își poate pierde cunoștința în mai puțin de un minut ^[4].
• Limită practică. CO2 este clasa A1, iar limita practică EN 378 este 0,1 kg/m3 ^[4][7]. Acolo unde o scurgere poate depăși această limită într-un spațiu ocupat, este necesară detectarea permanentă cu alarmă ^[2]. Montați detectorul jos, nu la înălțimea respirației ^[3].
• Supapă de siguranță. Supapele de siguranță de pe rezervor și alte vase pot evacua în caz de defecțiune, de exemplu după o pană de curent. Ieșirea trebuie să fie în exterior, iar acolo se poate forma gheață carbonică ^[2]. Consultați articolul despre dispozitivele de siguranță EN 13136.
• Presiune de repaus. Un sistem oprit se încălzește și se presurizează. La unele sisteme, presiunea de repaus este peste presiunea maximă nominală de aspirație. Răcirea auxiliară sau o supapă de siguranță o limitează atunci ^[2][3]. Citiți presiunea înainte de a deschide ceva.
• EIP. Purtați mănuși și ochelari de protecție. Contactul cu CO2 solid sau lichid provoacă degerături ^[2][4]. Folosiți un detector personal de CO2 când lucrați în spații joase ^[4].

Pași de service

1. Evaluați situația. Citiți presiunile, verificați dacă detectorul funcționează și dacă încăperea este ventilată. Faceți o analiză de risc a lucrării înainte de a începe; face parte din ceea ce un tehnician certificat trebuie să fie capabil să facă ^[6].
2. Folosiți echipament adecvat. Furtunurile, manometrele și echipamentul de recuperare trebuie să fie dimensionate pentru presiunea părții la care vă conectați. Folosiți furtunuri de înaltă presiune cu un cablu anti-biciuire ^[2][4].
3. Izolați și recuperați. Închideți secțiunea, cu o cale de evacuare pentru orice lichid care ar putea fi blocat. Recuperați CO2 într-o butelie adecvată. Dacă evacuarea nu poate fi evitată, evacuați în exterior, departe de oameni, și monitorizați presiunea. Copeland recomandă evacuarea în formă lichidă pentru a evita gheața carbonică ^[2].
4. Testați. Testați presiunea cu azot uscat, mai întâi rezistența și apoi etanșeitatea. Ghidul Danfoss indică 1,43 × PS ca presiune de testare ^[1]; detaliile sunt în ghidul pentru testarea presiunii. Apoi faceți o verificare a scurgerilor cu un detector de CO2, deoarece CO2 este deja în aer ^[3]. Consultați ghidul de verificare a scurgerilor.
5. Evacuați. CO2 tolerează foarte puțină apă: aproximativ 10 ppm este un maxim adecvat, iar apa liberă produce cristale de gheață și acizi. Evacuați temeinic; un filtru deshidratator cu sită moleculară ajută ^[1]. Consultați ghidul de evacuare.
6. Spargeți vidul cu vapori. După evacuare, sistemul este sub punctul triplu. Încărcarea cu lichid produce atunci gheață carbonică. Încărcați vapori până când presiunea este peste punctul triplu și conform instrucțiunilor producătorului, și abia apoi treceți la lichid ^[2][3].
7. Încărcați lent. Presiunea maximă a unor sisteme, cum ar fi sistemele în cascadă și părți ale sistemelor booster, este sub presiunea buteliei. Încărcați lent pentru ca supapele de siguranță să nu se deschidă ^[2].
8. Verificați și documentați. Porniți sistemul și verificați presiunile, setpoint-ul răcitorului de gaz și presiunea rezervorului conform manualului. Scrieți raportul de service.

Reguli în UE

• R744 nu este un F-gas. Regulamentul F-gas acoperă substanțele enumerate în Anexele I și II, iar CO2 nu este una dintre ele ^[5]. Obligația de verificare a scurgerilor din Articolul 5 se aplică echipamentelor cu acele gaze ^[5], deci nu se aplică unui sistem doar cu CO2.
• Competența este totuși necesară. Articolul 10 din (UE) 2024/573 impune certificarea pentru instalare, întreținere, reparații și dezafectare și acoperă alternativele relevante la F-gaze, inclusiv agenții frigorifici naturali ^[5]. Regulamentul de punere în aplicare (UE) 2024/2215 stabilește tipurile: A1 și A2 pentru F-gaze și hidrocarburi, B pentru CO2, C pentru amoniac (Articolul 3(2)). Cu excepția cazului în care este scutit, deținătorul trebuie să aibă certificatul pentru activitate ^[6].
• Ce acoperă examenul B. Testul include teste de presiune și vid, îndepărtarea și încărcarea în siguranță a R744, analiza de risc, detectarea gazelor și EIP, precum și gheața carbonică formată la punctul triplu (Anexa I, titlul 13) ^[6]. Sudarea poate fi efectuată de o persoană care are calificarea națională sub supraveghere (Articolul 3(3)(a)) ^[6].
• Echipamente sub presiune și siguranță. Directiva privind echipamentele sub presiune 2014/68/UE și EN 378 se aplică sistemului indiferent de agentul frigorific, iar regulile naționale de inspecție pot adăuga cerințe. Consultați articolele despre PED și despre EN 378. Dacă și cum este necesar certificatul B este decis de fiecare stat membru, deci verificați articolul național.

Defecțiuni tipice și unde să căutați

Defecțiunile sunt cel mai bine găsite prin compararea citirilor de presiune și temperatură cu setpoint-urile controlerului de rampă, de exemplu Danfoss AK-PC 782 sau controlerele Carel. Numele parametrilor și codurile de alarmă diferă între producători. Căutați-le în aplicația de depanare și în manualul controlerului în loc să ghiciți.

Checklist

• Certificat valabil pentru CO2 (tip B în UE) și o analiză de risc efectuată.
• Detector funcțional, încăpere ventilată, mănuși, ochelari și detector personal în uz.
• Presiuni citite înainte de deschidere; presiunea de repaus luată în considerare.
• Furtunuri, manometre și echipament de recuperare dimensionate pentru presiune.
• Niciun lichid blocat între supape închise.
• Vapori mai întâi la încărcarea unui sistem evacuat, apoi lichid.
• Test de presiune, verificare de scurgeri și evacuare efectuate și înregistrate.
• Ieșirile supapelor de siguranță libere și conduse în exterior.