Zamienniki R22 – o czym należy pamiętać? (cz. 2). Na podstawie legislacji niemieckich i europejskich

FOTOREPORTAZE

ON-LINE

Naszą witrynę przegląda teraz 178 gości

Facebook

Chłodnictwo & Klimatyzacja

Miesięcznik indeksowany
jest w bazie czasopsim
technicznych

Zamienniki R22 – o czym należy pamiętać? (cz. 2). Na podstawie legislacji niemieckich i europejskich

Wydanie 1-2/2009 | Data dodania: 04.03.2009

Druga cześć artykułu jest kontynuacją tematu podjętego w grudniowym wydaniu miesięcznika. W tej części autorzy skupili się na metodyce przeprowadzania wymiany czynnika chłodniczego R507 i oleju POE oraz dostosowywania instalacji do nowych parametrów.

Higroskopijność
Oleje do maszyn chłodniczych na bazie pol iolestrów (POE) charakteryzują się, w porównaniu z olejami mineralnymi i alkilobenzenowymi, znacznie większą zdolnością pochłaniania wilgoci (higroskopijnością). Ta właściwość opisuje zdolność absorpcji wilgoci z powietrza otaczającego. Zawartość wilgoci w takich olejach higroskopijnych – zwłaszcza w POE i jeszcze w większym stopniu w glikolu polialkilenowym (PAG) – może już w krótkim czasie kontaktu z powietrzem otaczającym znacznie wzrosnąć do wartości, które wykluczają bezkrytyczne stosowanie tych olejów w agregatach chłodniczych.
Wyniki badań w zakresie wzrostu zawartości wilgoci w olejach maszynowych magazynowanych w otwartych pojemnikach przedstawiono na rys. 11. Wyraźnie widać rosnącą zawartość wilgoci w olejach POE i PAG już przy stosunkowo krótkim czasie kontaktu z powietrzem.

     W badanym oleju POE o klasie lepkości ISO VG 32 można zauważyć znaczny przyrost zawartości wilgoci w zakresie od 30 do 280 ppm po czterogodzinnym magazynowaniu w otwartym pojemniku. Zawartość wilgoci w świeżym oleju wynosi, zgodnie z normą DIN 51503-1 maksymalnie 100 ppm.
     Zjawisko higroskopijności w olejach POE jest znane od czasu wprowadzenia czynników chłodniczych HCFC i HFC i może być opanowane dzięki uważnemu obchodzeniu się ze smarami, jak np. przechowywanie wyłącznie w naczyniach zamkniętych dla uniknięcia kontaktu z powietrzem.
     Oleje mineralne i alkilobenzenowe, jako odstawowe smary dla r422A, r422D i R417A, charakteryzują się znacznie słabszą absorpcyjnością wilgoci. Należy jednak uważać, aby nie dopuścić do infiltracji wilgoci do wnętrza instalacji.
     Przy zamianie zestawu r22/olej mineralny (alkilbenzen) na zestaw R507/POE należy częściej sprawdzać pojemność filtraodwadniacza w fazie przestawiania i ewentualnie wymienić to urządzenie. Ponadto konieczna jest kontrola zawartości wilgoci w oleju po zakończeniu procesu wymiany czynnika chłodniczego i oleju. Zawartość wilgoci powinna wynosić poniżej 100 ppm. Wyższe koncentracje wilgoci w oleju (>200 ppm) mogą wywoływać korozję powierzchni metalowych i platerowanie miedzi (tworzenie warstw miedzi na powierzchniach silnie obciążonych mechanicznie, np. w łożyskach) w sprężarce. Należy zatem przy takich zawartościach wilgoci przeprowadzać sprawdzanie instalacji lub zmieniać olej.

Usuwanie osadów i efekty oczyszczania
     Dzięki dobrym własnościom rozpuszczającym, oleje z grupy POE mogą usuwać z instalacji osady pozostawione przez poprzednio stosowany czynnik chłodniczy wraz z zawartymi w nich pozostałościami oleju i innymi zanieczyszczeniami. Te zanieczyszczenia pozostają w oleju POE w stanie zawieszenia i/lub osiadają dopiero w filtrach-odwadniaczach. Ewentualnie trzeba montować większe filtry w przewodziessącym, aby usunąć zwiększoną ilość cząstek stałych. Ponieważ proces oczyszczania olejów z grupy POE nie przebiega nagle, nie należy liczyć się z nagłą blokadą filtra.
     Anal iza oleju po 500 do 1000 godz. pracy może dać informację, jak duży jest udział starych osadów, które mogą niekorzystnie wpływać na wymianę ciepła. Jeśli efekt oczyszczania przez olej PoE zostanie osiągnięty po początkowej fazie eksploatacji, to całe urządzenie osiągnie wysoką efektywność.
     Gdy olej z grupy PoE zostanie zastosowany w instalacjach z r422A/r422D/R417A lub R507, podwyższona zostanie obciążalność cieplna układu smarowniczego w porównaniu do obiegów R22 z olejami mineralnymi lub alkilobenzenowymi. W takim przypadku w gorących punktach, jak np. na płytkach zaworowych występuje mniej zjawisk zalepiania/powlekania i przedłuża się żywotność oleju dzięki wyższej stabilności termicznej. Wyższe koszty zakupu oleju POE w porównaniu do oleju mineralnego/alkilobenzenowego mogą być zrekompensowane dzięki wydłużonym okresom eksploatacji między wymianami oleju.

Analiza oleju
     Analizy próbek oleju pobranego z instalacji mogą nas utwierdzić w przekonaniu, że przejście z zestawu R22/olej mineralny na zestaw HFC/POE zakończyło się sukcesem, choć niezbędne są przedsięwzięcia takie, jak np. wymiana filtra-odwadniacza lub samego oleju. Do zakresu miarodajnych analiz odnośnie przezbrojenia instalacji należy m.in. określenie zawartości wilgoci, zawartości pozostałości oleju mineralnego (wskutek zmieszania resztek oleju mineralnego z nowym olejem POE) oraz określenie stopnia zanieczyszczenia oleju.
     Szczególne znaczenie przypisuje się zawartości resztek oleju mineralnego po eksploatacji R22. Jeśli pozostałościach starego oleju wynoszą do 4%, można zagwarantować transport oleju nawet przy temperaturze odparowania -35°C i niżej. Przy wyższych koncentracjach oleju mineralnego powrót oleju i wymiana ciepła mogą być zakłócone. (...)

Bezpieczeństwo pracy
(...)

Lepkość oleju i ochrona przed ścieraniem
(...)

Aspekty ekologiczne
(...)

Sytuacja wyjściowa przy zamianie R22 na R507
(...)

Techniczne i ekonomiczne warunki brzegowe
     Sprawdzenie ekonomiczności
     Oceniając wiek i stan techniczny instalacji, należy przedyskutować z użytkownikiem przedsięwzięcia towarzyszące przezbrojeniu następujące aspekty:
● koszty obsługi, napraw i energii w ciągu ostatnich 3 lat,
● zmiany cen energii i wody,
● okres amortyzacji,
● zmiany w przebiegu procesów w strefach peryferyjnych instalacji,
● budżet użytkownika przeznaczony na cele przezbrojenia,
● możliwość zmian w zakresie sprawności i mocy urządzenia po przeprowadzeniu przezbrojenia.

Porównanie parametrów roboczych dla R22 i R507
     Podczas kontroli przezbrajania na R507 wymagane jest obliczenie parametrów pracy przed i po przezbrojeniu instalacji. Zwłaszcza należy tu rozważyć zmiany przy ciśnieniu skraplania i średnim ciśnieniu. Następnie przy zamianie R22 na R507 trzeba zbadać możliwość zmian w celu optymalizacji pracy i użytkowania urządzenia przy zmienionych własnościach R507 w porównaniu z R22. W tabeli 7 przedstawiono różne koncepcje systemów dla takich samych warunków brzegowych w odniesieniu do temperatury i wydajności.
     Dzięki korzystnym własnościom termodynamicznym i fizycznym czynnik chłodniczy R507 charakteryzuje się niższymi wartościami temperatury pary sprężonej niż R22.Ta zaleta może być wykorzystana na przykład przez wbudowanie wewnętrznego wymiennika ciepła. Według tabeli 7 widać, że względna strata efektywności przy porównaniu obiegów R22 i R507 (zwykłe obiegi) z obiegiem R507 IWT (wewnętrzny wymiennik ciepła) spada z 10% do 3%. Równocześnie, przy zastosowaniu wymiennika wewnętrznego rośnie wydajność wolumetryczna obiegu. Przy takiej samej wydajności skokowej sprężarki zapewnia to dodatkową rezerwę mocy chłodniczej.
     Zastosowanie sprężarki śrubowej z ekonomizerem przy czynniku R507 przynosi niewielki przyrost mocy, ale dla takiego samego urządzenia z R22, przy tej samej prędkości obrotowej moc chłodnicza jest o 10% większa.
     W związku z tym należy pamiętać, aby silnik napędowy po zmianie czynnika chłodniczego na R507 miał wystarczającą rezerwę mocy. Gdy to nie ma miejsca, trzeba przewidzieć dopasowanie silnika.

Sprawdzanie elementów składowych
     Porównując wartości parametrów roboczych, można dla każdego elementu składowego obiegu chłodniczego stwierdzić jego przydatność do pracy z R507. Należy przy tym także pamiętać o materiałach uszczelniających i skuteczności elementów dławiących przy nowym czynniku chłodniczym. R22 ma inne własności mieszania niż R507. Materiały uszczelniające można w związku z tym stosować w dalszym ciągu. konieczne jest jednak sprawdzenie przydatności nowych uszczelnień przy zmienionym czynniku chłodniczym (R507) i stosowanym oleju maszynowym.

Planowanie wstępne
     W celu zapewnienia sukcesu ekonomicznego należy bezwzględnie zapoznać wszystkich uczestników kontraktu z planami przezbrojenia na nowe czynniki chłodnicze i oleje. (...)

Czynnik chłodniczy / olej maszynowy
(...)

Przepisy bezpieczeństwa dla R507 i oleju POE
     W przepisach zawarte są wskazówki dotyczące ewentualnych zagrożeń i zapobiegania im, a także dotyczące obchodzenia się z R507 i olejem POE oraz przechowywania ich. Przepisy te powinny bezwarunkowo być przyjęte do wiadomości przez wytwórcę lub dostawcę tych substancji. Więcej na ten temat można znaleźć na stronach: www.fuchseurope.com, www.ghc.com, www.solvay-fluor.com.