CO2 (R744) transkritik sistemler: pratik servis kılavuzu
Transkritik CO2 sistemlerine güvenli servis: basınçlar, kuru buz ve üçlü nokta, hapsolmuş sıvı, geri kazanım, şarj, test ve B sertifikası için AB kuralları.
Önemli noktalar
- CO2, kritik noktasına 31 °C ve 73.8 bar'da, üçlü noktasına ise -56.6 °C ve 5.2 bar'da ulaşır. Birincisinin üzerinde süperkritik bir akışkandır, ikincisinin altında ise kuru buz oluşturur [1][4].
- Transkritik çalışmada basma hattı basıncı tipik olarak 80-120 bar'dır ve durdurulmuş sıcak bir sistemin duruş basıncı, normal emiş basıncından çok daha yüksek olabilir [1][2].
- CO2, EN 378'de 0.1 kg/m3 pratik sınırı olan bir A1 soğutucudur, ancak zemin seviyesinde biriken bir boğucu gazdır. Sızıntının sınırı aşabileceği yerlerde dedektörler ve havalandırma gereklidir [2][4][7].
- Üçlü nokta basıncının altındaki bir sisteme asla sıvı şarj etmeyin ve kapalı vanalar arasında asla sıvı hapsetmeyin [2][3].
- CO2 bir F-gaz değildir, bu nedenle (AB) 2024/573 Yönetmeliği'nin sızıntı kontrolü yükümlülüğü buna uygulanmaz. Teknisyenlerin yine de sertifikaya, CO2 için B tipi sertifikaya ihtiyacı vardır [5][6].
CO2 ile ilgili farklılıklar
R744, aralığının her iki ucunda da HFC'lerden farklı davranır. Kritik nokta 31 °C ve 73.8 bar'dır. Sıcak günlerde gaz soğutucudaki ısı atımı bu basıncın üzerinde gerçekleşir, bu nedenle soğutucu akışkan yoğuşmaz ancak süperkritik bir akışkan olarak soğur. Buna transkritik çalışma denir [1]. Üçlü nokta -56.6 °C ve 5.2 bar'dır (mutlak). Bu basıncın altında sıvı yoktur, sadece katı ve gaz vardır; bu nedenle genleşen veya çok fazla tahliye edilen CO2, yaklaşık -78 °C'de kuru buza dönüşür [1][4].
| Değer | Rakam | Servis sırasında neden önemlidir |
|---|---|---|
| Kritik nokta | 31 °C, 73.8 bar | Üzerinde sıvı yoktur ve net bir sıvı seviyesi bulunmaz [1] |
| Üçlü nokta | -56.6 °C, 5.2 bar mutlak (yaklaşık 4.2 bar manometrik) | Altında, hortumları ve tahliye hatlarını tıkayabilen kuru buz oluşur [2][4] |
| Basma hattı basıncı, transkritik | tipik olarak 80-120 bar | Bileşenler, hortumlar ve aletler buna uygun değerde olmalıdır [1][2] |
| 20 °C'de tüp basıncı | 57.3 bar | Sistemin bazı parçalarının çalışma basıncından daha yüksektir [3][4] |
Tipik bir süpermarket veya endüstriyel sistemde yüksek basınç tarafında bir gaz soğutucu, ara basınçta bir alıcı (flash tank) ve düşük ve orta sıcaklık için kompresörler bulunur. Genleşme sırasında oluşan flash gaz, bir baypas vanası veya sıcak iklimlerde daha verimli olan paralel bir kompresör tarafından yönetilir [8]. CO2 bakır ve çelik hesaplayıcıları, bu basınçlar için boru tesisatını boyutlandırır.
Başlamadan önce güvenlik
- Boğulma. CO2 kokusuzdur ve havadan ağırdır, bu nedenle makine dairelerinde, çukurlarda ve soğuk odalarda alçak seviyelerde birikir. 8 saatlik maruz kalma sınırı 5,000 ppm'dir [2]. Havada yaklaşık %10 oranında bulunduğunda bir kişi bir dakikadan kısa sürede bilincini kaybedebilir [4].
- Pratik sınır. CO2, A1 sınıfıdır ve EN 378 pratik sınırı 0.1 kg/m3'tür [4][7]. İnsanların bulunduğu bir alanda sızıntının bu sınırı aşabileceği yerlerde, alarmlı kalıcı algılama gereklidir [2]. Dedektörü soluma hizasına değil, alçak bir noktaya monte edin [3].
- Basınç tahliyesi. Alıcı ve diğer kaplardaki emniyet vanaları, örneğin bir elektrik kesintisinden sonra arıza durumunda tahliye yapabilir. Çıkış dışarıya yönlendirilmelidir ve orada kuru buz oluşabilir [2]. EN 13136 emniyet cihazları hakkındaki makaleye bakın.
- Duruş basıncı. Durdurulan bir sistem ısınır ve basınçlanır. Bazı sistemlerde duruş basıncı, izin verilen maksimum emiş basıncının üzerindedir. Yardımcı soğutma veya bir emniyet vanası bunu sınırlar [2][3]. Herhangi bir şeyi açmadan önce basıncı okuyun.
- KKD. Eldiven ve koruyucu gözlük takın. Katı veya sıvı CO2 ile temas donma yanıklarına neden olur [2][4]. Alçak alanlarda çalışırken kişisel bir CO2 dedektörü kullanın [4].
Servis adımları
- Durumu değerlendirin. Basınçları okuyun, dedektörün çalıştığını ve odanın havalandırıldığını kontrol edin. Başlamadan önce işin risk analizini yapın; bu, sertifikalı bir teknisyenin yapabilmesi gerekenlerin bir parçasıdır [6].
- Uygun ekipman kullanın. Hortumlar, manifoldlar, manometreler ve geri kazanım ekipmanı, bağlandığınız parçanın basıncına uygun olmalıdır. Kırbaçlanma önleyici kablolu yüksek basınç hortumları kullanın [2][4].
- İzole edin ve geri kazanın. Bölümü, hapsolabilecek herhangi bir sıvı için bir tahliye yolu bırakarak kapatın. CO2'yi uygun bir tüpe geri kazanın. Tahliye kaçınılmazsa, insanlardan uzakta dışarıya tahliye edin ve basıncı izleyin. Copeland, kuru buzu önlemek için sıvı formda tahliyeyi tavsiye eder [2].
- Test edin. Kuru azot ile önce mukavemet, sonra sızdırmazlık basınç testi yapın. Danfoss kılavuzu test basıncı olarak 1.43 × PS değerini verir [1]; detaylar basınç testi kılavuzundadır. Ardından, havada zaten CO2 bulunduğu için bir CO2 dedektörü ile sızıntı kontrolü yapın [3]. Sızıntı kontrolü kılavuzuna bakın.
- Vakumlayın. CO2 çok az suya tolerans gösterir: yaklaşık 10 ppm uygun bir maksimumdur ve serbest su, buz kristalleri ve asitler oluşturur. İyice vakumlayın; moleküler elekli bir filtre kurutucu yardımcı olur [1]. Vakumlama kılavuzuna bakın.
- Vakumu buharla kırın. Vakumlamadan sonra sistem üçlü noktanın altındadır. Sıvı şarj etmek kuru buz oluşturur. Basınç üçlü noktanın üzerine çıkana kadar ve üreticinin talimatlarına göre buhar şarj edin, ancak ondan sonra sıvıya geçin [2][3].
- Yavaş şarj edin. Kaskad sistemler ve booster sistemlerin bazı bölümleri gibi bazı sistemlerin maksimum basıncı, tüp basıncının altındadır. Emniyet vanalarının açılmaması için yavaş şarj edin [2].
- Kontrol edin ve belgeleyin. Sistemi çalıştırın ve basınçları, gaz soğutucu set değerini ve alıcı basıncını kılavuza göre kontrol edin. Servis raporunu yazın.
AB'deki kurallar
- R744 bir F-gaz değildir. F-gaz Yönetmeliği, Ek I ve II'de listelenen maddeleri kapsar ve CO2 bunlardan biri değildir [5]. Madde 5'teki sızıntı kontrolü yükümlülüğü bu gazları içeren ekipmanlar için geçerlidir [5], bu nedenle sadece CO2 içeren bir sisteme uygulanmaz.
- Yeterlilik hala gereklidir. (AB) 2024/573 sayılı Yönetmeliğin 10. maddesi; kurulum, bakım, onarım ve devre dışı bırakma için sertifikasyon gerektirir ve doğal soğutucular dahil olmak üzere F-gazlarına uygun alternatifleri kapsar [5]. Uygulama Yönetmeliği (AB) 2024/2215 türleri belirler: F-gazları ve hidrokarbonlar için A1 ve A2, CO2 için B, amonyak için C (Madde 3(2)). Muaf tutulmadıkça, operatörün faaliyet için sertifikaya sahip olması gerekir [6].
- B sınavı neleri kapsar. Test; basınç ve vakum testlerini, R744'ün güvenli bir şekilde çıkarılmasını ve şarj edilmesini, risk analizini, gaz algılamayı ve KKD'yi ve üçlü noktada oluşan kuru buzu içerir (Ek I, başlık 13) [6]. Kaynak işleri, denetim altında ulusal yeterliliğe sahip bir kişi tarafından yapılabilir (Madde 3(3)(a)) [6].
- Basınçlı ekipman ve güvenlik. Basınçlı Ekipmanlar Direktifi 2014/68/EU ve EN 378, soğutucudan bağımsız olarak sistem için geçerlidir ve ulusal denetim kuralları ek gereksinimler getirebilir. PED ve EN 378 hakkındaki makalelere bakın. B sertifikasının gerekip gerekmediği ve nasıl gerektiği her Üye Devlet tarafından kararlaştırılır, bu nedenle ulusal makaleyi kontrol edin.
Tipik arızalar ve bakılacak yerler
Arızalar en iyi, basınç ve sıcaklık değerlerini, örneğin Danfoss AK-PC 782 veya Carel kontrolörleri gibi paket kontrolörlerinin set değerleri ile karşılaştırarak bulunur. Parametre adları ve alarm kodları üreticiler arasında farklılık gösterir. Tahmin etmek yerine bunları Troubleshooting uygulamasında ve kontrolör kılavuzunda arayın.
Kontrol listesi
- CO2 için geçerli sertifika (AB'de B tipi) ve yapılmış bir risk analizi.
- Dedektör çalışıyor, oda havalandırılmış, eldiven, gözlük ve kişisel dedektör kullanımda.
- Açmadan önce basınçlar okundu; duruş basıncı dikkate alındı.
- Hortumlar, manifold ve geri kazanım ekipmanı basınca uygun.
- Kapalı vanalar arasında hapsolmuş sıvı yok.
- Vakumlu bir sistemi şarj ederken önce buhar, sonra sıvı.
- Basınç testi, sızıntı kontrolü ve vakumlama yapıldı ve kaydedildi.
- Emniyet vanası çıkışları açık ve dışarıya yönlendirilmiş.
Kendiniz hesaplayın
Bu makaledeki terimler
Kaynaklar
- Danfoss – Transcritical Refrigeration Systems with Carbon Dioxide (CO2), application guide
- Copeland – CO2 as a Refrigerant: Five Potential Hazards of R-744
- Copeland (Emerson) – CO2 Refrigeration Fundamentals: Servicing Tips
- Climalife – Best practice for handling high pressure cylinders R-744
- Regulation (EU) 2024/573 on fluorinated greenhouse gases – EUR-Lex
- Implementing Regulation (EU) 2024/2215 on certificates for natural and legal persons – EUR-Lex
- EN 378-1:2016+A1:2020 Refrigerating systems and heat pumps – Safety and environmental requirements – Part 1
- Carel – R744 innovations from Japan, part 2 (R744.com article on parallel compression and flash gas bypass)