W artykule opisano problemy bezpieczeństwa instalacji freonowych stosowanych w systemach klimatyzacyjnych z bezpośrednim odparowaniem czynnika. Rozważania oparto na obowiązujących wymogach zawartych w normie EN-378. Podano wyniki przykładowych obliczeń dla typowego pomieszczenia mieszkalnego oraz zaproponowano dwa rodzaje instalacji monitorujących stan powietrza w pomieszczeniu.

Wymagania dotyczące bezpieczeństwa instalacji w klimatyzacji
    Poszukiwanie rozwiązań o najwyższej efektywności energetycznej kończy się coraz częściej wyborem systemów bezpośredniego chłodzenia powietrza (systemy z bezpośrednim odparowaniem czynnika chłodniczego w wymiennikach klimakonwektora). Coraz częściej też projektanci proponują systemy z odwracalnym obiegiem chłodniczym – pompy ciepła, które oprócz chłodzenia umożliwiają ogrzewanie pomieszczeń. W tej grupie rozwiązań znajdujemy systemy VRV (Variable Refrigerant Volume) czy VRF (Variable Refrigerant Flow). Bez względu na nazwę systemy te proponują doprowadzenie czynnika chłodniczego (freonu) bezpośrednio do wymiennika klimakonwektora znajdującego się w klimatyzowanym pomieszczeniu. Takie rozwiązanie stanowi modyfikację systemów znanych pod nazwą „multisplit” i pozwala podłączyć do jednostki zewnętrznej wiele jednostek wewnętrznych. W konsekwencji powstaje system, którego istotną cechą jest znacząca objętość zładu – załadunek freonu wypełniającego wspólną dla wszystkich obsługiwanych pomieszczeń instalację. W rozbudowanych instalacjach załadunek freonu może sięgać kilkudziesięciu kilogramów. Rozszczelnienie takiej instalacji w jednym punkcie oznacza imisję znaczącej ilości freonu do jednego z pomieszczeń obsługiwanych przez instalację klimatyzacyjną. W przypadku małych pomieszczeń (biura, pomieszczenie mieszkalne) jest to ilość, która wypełni całą jego objętość. Jakie będą tego konsekwencje zależy od cech charakterystycznych czynnika chłodniczego.
    Systemy VRF i VRV zaliczają się w świetle klasyfikacji podanej przez normę PN-EN 378 do grupy systemów bezpośrednich. Norma podaje także klasyfikację czynników chłodniczych ze względu na ich bezpieczeństwo użytkowania (toksyczność i palność). Przykładowa klasyfikacja konkretnych czynników chłodniczych została podana w tabeli. (...)

    Dla projektanta pozostaje dylemat, jaką przyjąć wielkość immisji czynnika chłodniczego do pomieszczenia, w którym wystąpił wyciek. Proponowany system zabezpieczenia realizuje ograniczenie tej immisji do minimum. Jednakże naszym zdaniem nie upoważnia to projektanta do zmiany postaci wzoru [1].
    Innym sposobem zabezpieczenia instalacji jest jej podział na strefy. Schemat takiego układu przedstawiono na rysunku 2. W przypadku wycieku freonu system monitoringu wysyła sygnał zamknięcia zaworów elektromagnetycznych zamontowanych na rurociągu cieczowym i gazowym przed danym parownikiem lub grupą. W wyniku zamknięcia zaworów odcinających dalszy wyciek czynnika chłodniczego zostaje powstrzymany w danym pomieszczeniu. Zamykanie poszczególnych par zaworów odcinających na pojedynczym parowniku lub grupie parowników powoduje zabezpieczenie strefy wycieku przed wzrostem stężenia czynnika chłodniczego i jednoczesną pracę urządzeń w strefach, w których nie przekroczono dopuszczalnego stężenia. Zawór zwrotny zamontowany na przewodzie ssawnym równolegle do zaworu elektromagnetycznego zabezpiecza zamkniętą część instalacji przed wzrostem ciśnienia.
    W tym rozwiązaniu należy zwrócić uwagę na miejsce montażu zaworów odcinających. Nieszczelność może wystąpić na odcinku pomiędzy zaworami odcinającymi a jednostką zewnętrzną. Wówczas, pomimo zadziałania systemu zabezpieczającego, większość freonu może wydostać się na zewnątrz np. do szachtu, w którym prowadzona jest instalacja freonowa lub nawet do pojedynczego pomieszczenia obsługiwanego przez instalację klimatyzacyjną.
    W obu wyżej opisanych systemach zabezpieczania można zastosować czujniki freonu, czujniki analizujące skład powietrza lub czujniki atmosfery beztlenowej. (...)

Podsumowanie
    Chociaż, jak dotąd nie odnotowano spektakularnych awarii, wymogi bezpieczeństwa instalacji freonowych nie mogą być lekceważone. Już na etapie wstępnego doboru systemu klimatyzacji trzeba przewidzieć konieczność zastosowania odpowiednich zabezpieczeń i instalacji alarmowych. Należy jednocześnie uświadomić przyszłych użytkowników instalacji o możliwych zagrożeniach i sposobie postępowania w przypadku awarii.
    Należy zaznaczyć, iż na etapie projektowania opisywanych tutaj systemów klimatyzacyjnych projektant powinien uzgodnić z dostawcą urządzeń sposób zabezpieczenia instalacji przed nadmiernym wyciekiem czynnika. Zwróćmy tutaj uwagę na fakt, iż niektórzy dostawcy, czy też producenci urządzeń nie są w ogóle przygotowani na takie rozwiązania. Nie zwalnia to projektanta z konieczności zastosowania odpowiednich systemów zabezpieczających, a przede wszystkim detekcji i alarmu.
    Warto również podkreślić, iż systemy kontroli stanu powietrza powinny bezpośrednio oddziaływać na elementy zabezpieczające instalację przed całkowitym wypływem freonu.
    W budynkach mieszkalnych i hotelowych nierzadko rezygnuje się z wentylacji mechanicznej przyjmując system klimatyzatorów pracujących na powietrzu obiegowym i wentylację grawitacyjną lub mechaniczną wentylację wywiewną z dopływem powietrza zewnętrznego przez nawiewniki okienne. W tej sytuacji, jak wykazano w przykładzie obliczeniowym, często wielkość napełnienia zładu freonem przekracza bezpieczną objętość. Dlatego wydaje się być zasadnym postulat wprowadzenia wymogu wentylacji mechanicznej, co najmniej wywiewnej w budynkach kategorii A.