CO2 (R744) 超临界系统：实用维修指南

CO2有何不同

R744在其运行范围的两端表现与HFC不同。临界点为31 °C和73.8 bar。在温暖天气下，气体冷却器中的排热发生在高于该压力的情况下，因此制冷剂不会冷凝，而是作为超临界流体冷却。这被称为超临界运行 ^[1]。三相点为-56.6 °C和5.2 bar（绝对压力）。低于该压力时没有液体，只有固体和气体，因此过度膨胀或排放的CO2会在约-78 °C时变成干冰 ^[1][4]。

典型的超市或工业系统在高压侧配有气体冷却器，在中间压力下配有接收器（闪蒸罐），并配有用于低温和中温的压缩机。膨胀过程中形成的闪蒸气体由旁通阀或并联压缩机处理，后者在温暖气候下效率更高 ^[8]。CO2铜管和钢管计算器可针对这些压力确定管径。

操作前的安全准备

• 窒息风险。 CO2无味且比空气重，因此会聚集在机房、地坑和冷库的低处。8小时暴露限值为5,000 ppm ^[2]。空气中浓度达到约10%时，人可能在不到一分钟内失去知觉 ^[4]。
• 实用限值。 CO2属于A1类，EN 378实用限值为0.1 kg/m3 ^[4][7]。在有人居住的空间内，若泄漏可能超过此限值，则必须安装带报警功能的永久检测装置 ^[2]。检测仪应安装在低处，而非呼吸高度 ^[3]。
• 压力释放。 接收器和其他容器上的安全阀在故障（例如断电后）时可能会排放。出口必须引至室外，且出口处可能会形成干冰 ^[2]。请参阅关于EN 13136泄压装置的文章。
• 停机压力。 停止运行的系统会升温并增压。在某些系统中，停机压力高于额定最大吸气压力。此时需通过辅助冷却或安全阀进行限制 ^[2][3]。在打开任何部件前请先读取压力。
• 个人防护装备 (PPE)。 佩戴手套和护目镜。接触固体或液体CO2会导致冻伤 ^[2][4]。在低矮空间工作时，请使用个人CO2检测仪 ^[4]。

维修步骤

1. 评估情况。 读取压力，检查检测仪是否工作，并确保房间通风。在开始工作前进行风险分析；这是认证技术人员必须具备的能力 ^[6]。
2. 使用额定设备。 软管、歧管、压力表和回收设备必须具备与所连接部件压力相匹配的额定值。使用带有防鞭打电缆的高压软管 ^[2][4]。
3. 隔离与回收。 关闭该部分，并为可能滞留的液体留出泄压路径。将CO2回收至合适的钢瓶中。如果无法避免排放，请在室外远离人群处排放，并监测压力。谷轮建议以液体形式排放以避免产生干冰 ^[2]。
4. 测试。 使用干燥氮气进行压力测试，先进行强度测试，再进行气密性测试。丹佛斯指南给出的测试压力为1.43 × PS ^[1]；详细信息请参阅压力测试指南。然后使用CO2检测仪进行泄漏检查，因为空气中本身已存在CO2 ^[3]。请参阅泄漏检查指南。
5. 抽真空。 CO2对水分非常敏感：最大允许含水量约为10 ppm，游离水会产生冰晶和酸。彻底抽真空；使用分子筛过滤器会有帮助 ^[1]。请参阅抽真空指南。
6. 用蒸汽破坏真空。 抽真空后，系统处于三相点以下。此时充注液体会产生干冰。先充注蒸汽直到压力高于三相点，并按照制造商说明操作，之后才能切换为液体充注 ^[2][3]。
7. 缓慢充注。 某些系统（如复叠系统和增压系统的部分）的最大压力低于气瓶压力。缓慢充注以防止安全阀开启 ^[2]。
8. 检查与记录。 启动系统，并根据手册检查压力、气体冷却器设定点和接收器压力。编写维修报告。

欧盟法规

• R744不是F-gas。 F-gas法规涵盖其附件I和II中列出的物质，CO2不在此列 ^[5]。第5条中的泄漏检查义务适用于使用这些气体的设备 ^[5]，因此不适用于仅使用CO2的系统。
• 仍需具备资质。 (EU) 2024/573第10条要求对安装、维护、修理和退役进行认证，并涵盖F-gas的相关替代品，包括天然制冷剂 ^[5]。实施条例(EU) 2024/2215规定了类型：A1和A2用于F-gas和碳氢化合物，B用于CO2，C用于氨（第3(2)条）。除非获得豁免，否则持有者必须具备相应活动的证书 ^[6]。
• B类考试内容。 测试包括压力和真空测试、R744的安全移除与充注、风险分析、气体检测与PPE，以及三相点处形成的干冰（附件I，标题13） ^[6]。钎焊可由具备国家资格的人员在监督下完成（第3(3)(a)条） ^[6]。
• 压力设备与安全。 无论制冷剂为何，压力设备指令2014/68/EU和EN 378均适用于该系统，且国家检验规则可能会增加要求。请参阅关于PED和EN 378的文章。是否需要以及如何需要B类证书由各成员国决定，因此请查看国家相关文章。

典型故障及排查方向

查找故障的最佳方法是将压力和温度读数与机组控制器（例如丹佛斯AK-PC 782或Carel控制器）的设定点进行比较。不同制造商的参数名称和报警代码不同。请查阅故障排除应用程序和控制器手册，而不是盲目猜测。

检查清单

• 持有有效的CO2证书（欧盟为B类）并已完成风险分析。
• 检测仪工作正常，房间通风，佩戴手套、护目镜并使用个人检测仪。
• 打开前读取压力；已考虑停机压力。
• 软管、歧管和回收设备具备相应的压力额定值。
• 关闭的阀门之间无滞留液体。
• 充注已抽真空的系统时，先充注蒸汽，然后再充注液体。
• 已完成压力测试、泄漏检查和抽真空并记录在案。
• 安全阀出口畅通并引至室外。