|
Przedstawiony w pierwszej części artykułu stan prawny oraz wynikający z niego harmonogram czasowy nie pozostawia wątpliwości, iż prawdopodobnie nie uda się w wielu przypadkach w Polsce uniknąć operacji zmiany czynnika oraz związanych z nią problemów i kosztów. Powinno się zatem w miarę możliwości do tego dobrze przygotować. Wydaje się wobec powyższego celowe podjęcie działań przygotowawczych, które pozwolą uniknąć, problemów technicznych oraz zminimalizować koszty tych działań.
Omówione w artykule informacje związane ze zmianą czynnika w instalacji, są wynikiem doświadczeń, analiz dostępnych materiałów, sugestii oraz wskazówek czołowych wytwórców, dystrybutorów czynników chłodniczych i producentów sprzętu chłodniczego. Być może artykuł ten stanie się dodatkową inspiracją do szerszej dyskusji oraz wymiany doświadczeń związanych z problematyką przezbrajania instalacji na nowe czynniki chłodnicze – dotyczy to zwłaszcza osób wykonujących tego typu operacje i spotykających się ze związanymi z tym problemami praktycznie na co dzień.
W zaistniałej sytuacji prawnej użytkownik będzie miał do wyboru trzy drogi postępowania:
1. Zakupić nową instalację chłodniczą, (pomimo technicznej sprawności starej);
2. Przeprowadzić operację zmiany czynnika;
3. Zaniechać wszelkich działań i podjąć odpowiednie kroki dopiero w momencie awarii obiegu czynnika chłodniczego (co obarczone jest największym ryzykiem trudnym do zaakceptowania w przypadku np. odpowiedzialnych instalacji technologicznych).
W pierwszym wariancie – gdy użytkownik tak rozplanował cykl inwestycyjny, lub posiada tyle wolnych środków, że może sobie pozwolić na zakup nowego sprzętu, problemy technicznoprawne ulegają naturalnemu rozwiązaniu (niestety dla czynników grupy HFC tylko w ograniczonym zakresie, chociażby z uwagi na unijne regulacje prawne dotyczące emisji gazów cieplarnianych). Ocena możliwości inwestycyjnych związanych z zakupem nowych urządzeń lub instalacji, jest autonomiczną decyzją każdego przedsiębiorcy i jako taka wychodzi poza ramy niniejszego artykułu. Dlatego też, w dalszej części będą rozpatrywane tylko przypadki, gdy pozostawia się starą instalację i przeprowadzana jest operacja wymiany czynnika na nowy.
Na wstępie należy podkreślić, iż wiodący producenci sprzętu chłodniczego nie zalecają zmiany czynnika jeżeli instalacja jest szczelna, pracuje poprawnie i nie powoduje emisji czynnika do atmosfery – w takim przypadku bowiem nie ma żadnej technicznej przesłanki do przeprowadzania operacji zmiany czynnika.
Pomimo sporych już doświadczeń koncernów chemicznych oraz producentów sprzętu w przeprowadzaniu operacji przezbrajania instalacji chłodniczych nie udało się na dzień dzisiejszy zdefiniować jednego generalnego zbioru procedur oraz czynności koniecznych do dokonywania tego typu operacji. Procesy te przebiegają różnie w zależności od parametrów takich jak przykładowo:
● wiek instalacji,
● jej przeznaczenie (układy chłodnicze nisko-, średniotemperaturowe lub np. klimatyzacyjne),
● wcześniejszych awarii i remontów,
● zastosowanych parowników (np. nie powinno się stosować czynników typu zeotropowego do parowników zalanych).
Związane jest to także z całą pewnością z szeroką gamą różnych oferowanych czynników zamiennych oraz wciąż pojawiających się nowych ich wariantów na rynku. Dlatego też każdy przypadek instalacji chłodniczej powinien być rozpatrywany indywidualnie z uwzględnieniem specyfiki danego układu. Wybór zamiennika powinien zostać dokonany w sposób rozważny tak, aby uwzględnić właściwości nowego czynnika oraz typ i specyfikę danej instalacji. Dotyczy to zwłaszcza dużych systemów spotykanych w przemyśle. Każdorazowo podjęcie decyzji o zmianie czynnika w takich wypadkach powinno być poprzedzone szczegółową analizą oraz studium dostępnych i możliwych rozwiązań technicznych, zużycia i kompatybilności poszczególnych aparatów, a przede wszystkim zapewnienia minimalnej żądanej wydajności chłodniczej dla np. prawidłowego przebiegu procesu technologicznego. Przykładowo analizami takimi zajmuje się Centralny Ośrodek Chłodnictwa COCH oraz wydziały związane z chłodnictwem wyższych uczelni technicznych. W ostatecznym rozrachunku analiza taka powinna także dawać podstawy do stworzenia wstępnego kosztorysu w zależności od przyjętego rozwiązania technicznego.
Po podjęciu ostatecznej decyzji o zmianie czynnika w danej instalacji chłodniczej, musi zostać przeprowadzona selekcja i świadomy wybór czynnika zamiennego, o optymalnych własnościach termodynamicznych dla danego układu. Na dzień dzisiejszy nie udało się stworzyć jednego uniwersalnego zamiennika dla najbardziej popularnego czynnika HCFC, czyli R22 i obecnie mamy do wyboru całą gamę jego zamienników – głównie z grupy HFC. Po dokonaniu wyboru i określeniu czynnika zamiennego muszą zostać zapewnione odpowiednie i możliwe optymalne warunki odzysku starego czynnika z instalacji. Na rynku dostępna jest cała gama urządzeń – tzw. stacji odzysku oraz związanego z nimi osprzętu umożliwiającego przeprowadzenie tego typu czynności w sposób prawidłowy.
Do wykonania operacji odzysku czynników chłodniczych niezbędne są trzy kategorie sprzętu:
1. Stacje do odzysku czynników chłodniczych;
2. Specjalne butle na odzyskany czynnik;
3. Narzędzia oraz wyposażenie pomocnicze.
Podstawowe czynności w trakcie przeprowadzania odzysku czynnika to:
1. Uzyskanie dostępu do odpowiednich przewodów instalacji;
2. Ściągnięcie czynnika np. za pomocą stacji odzysku, przy użyciu następujących metod:
● metodą parową,
● metodą cieczowo-parową,
● metodą zespoloną „push-pull”.
3. Zgromadzenie odzyskanego czynnika w przeznaczonej do tego celu specjalnej butli;
4. Udokumentowanie przeprowadzonej operacji odzysku czynnika.
Przyjęcie metody którą zostanie przeprowadzony odzysk czynnika jest zależne przede wszystkim od rodzaju oraz stanu instalacji (np. czy są zbiorniki czynnika, czy sprawna jest sprężarka układu itp.), i oczywiście od jego ilości w układzie. W zależności od tych parametrów powinna być dobrana pojemność butli, w której ma zostać zgromadzony czynnik (przy uwzględnieniu, że maksymalne napełnienie butli nie może przekroczyć 80% jej pojemności), średnice przewodów łączących i rodzaj oraz miejsce przyłączy. Najczęściej stosowaną metodą odzysku jest metoda parowa – jest to metoda uniwersalna ponieważ odzysk można przeprowadzać praktycznie z każdej instalacji chłodniczej i przy wykorzystaniu każdej z powszechnie stosowanych stacji odzysku. Czynnik odzyskany tą metodą jest stosunkowo mało zanieczyszczony i zawiera tylko niewielkie domieszki oleju oraz innych zanieczyszczeń. Jest to jednak metoda bardzo mało wydajna i czasochłonna, gdyż cały czynnik z instalacji musi ulec odparowaniu. Najczęściej jest ona stosowana w małych instalacjach bez zbiorników cieczy. Dla układów większych posiadających zbiorniki cieczy czynnika z dostępem do instalacji po stronie cieczowej można przeprowadzić odzysk metodą parowo-cieczową. Niemniej czynnik trafiający do sprężarki w stacji odzysku także musi być doprowadzany tylko w postaci parowej (musi zostać wcześniej doprowadzony do wrzenia i odparować). Proces odparowania ciekłego czynnika może się odbywać w specjalnej butli dwuzaworowej wyposażonej w grzałkę lub bezpośrednio w wewnętrznym wymienniku ciepła w specjalnej do tego celu dostosowanej stacji odzysku. Metoda ta jest znacznie bardziej wydajna od metody parowej. Odzyskany w ten sposób czynnik zawiera tylko niewielkie ilości oleju i zanieczyszczeń, gdyż pozostają one w miejscu odparowania czynnika.
Dla stosunkowo dużych instalacji zalecana jest tzw. metoda zespolona („push-pull”, czyli „pchaj i ciągnij”). Jest to metoda najbardziej wydajna z wcześniej wymienionych. Polega na przetaczaniu ciekłego czynnika przy wykorzystaniu jego sprężonych par. W metodzie tej konieczne jest wykonanie dostępu do instalacji po stronie cieczy oraz pary. Niezbędne do przeprowadzenia odzysku w tym przypadku są specjalne butle dwuzaworowe. Metoda ta nie zapewnia jednak całkowitego usunięcia czynnika z instalacji – pozostałą ilość należy odzyskać metodą parową. Niestety wadą tej metody jest także to, że czynnik odzyskiwany jest wraz z zanieczyszczeniami i olejem z układu. (...)
Dostępne obecnie rozwiązania umożliwiają przeprowadzenie retrofitu także w wersji „uproszczonej”, który to nie pociąga za sobą tak bardzo istotnych zmian w instalacji. Zastosowane w takim przypadku nowe zamienne czynniki współpracują także między innymi z olejami mineralnymi (MO) i alkilobenzenowymi (AB) dzięki czemu nie jest konieczna jego całkowita wymiana. Są to mieszaniny zeotropowe z dodatkiem np. izobutanu (R600a) dla poprawy powrotu oleju, gdy w układzie pozostał olej starego typu (do tej grupy należą np. R419A, R417A, R422A, R422D, R424A).
Czynniki grupy HFC, przeznaczone do zastąpienia czynników HCFC, zgodne ze starego oraz również także nowego typu olejami, umożliwiają przeprowadzenie uproszczonej operacji retrofitu. W takim przypadku zwykle nie jest wymagana zmiana środka smarnego. W niektórych systemach może zajść jednak potrzeba dodania oleju poliestrowego, aby poprawić powrót oleju z obiegu do sprężarki. Niezbędna także może okazać się modyfikacja części sprzętu np. zmiana uszczelnień (elastomerów), filtrów odwadniaczy, wzierników, konieczność wymiany zaworu rozprężnego lub przeprowadzenia regulacji np. zaworów bezpieczeństwa itp. Należy pamiętać, że szczególnie przy modernizacji starszych systemów zachodzi konieczność wymiany uszczelnień, by zminimalizować możliwość wystąpienia wycieków czynnika. Wszystkie tego typu prace powinny być wykonane przez fachowy, wyszkolony zespół, dodatkowo wszelkie informacje techniczne odnoszące się do instalacji jej parametrów, napełnienia czy rodzaju i ilości oleju, powinny być przechowywane. Dla przykładu można tu przytoczyć skróconą wersję operacji uproszczonego retrofitu. Niemniej dla przeprowadzenia tego typu czynności niezbędne jest zapoznanie się z pełną, szczegółową procedurą, jak i dla danego typu instalacji, tak i konkretnego czynnika zamiennego. Tak więc wskazówki poniższe można traktować jedynie poglądowo i informacyjnie.
Operacja RETROFIT
Przed przystąpieniem do operacji typu retrofit powinny być przygotowane:
1. Sprzęt ochronny (okulary, rękawice);
2. Szczegółowy opis procedury zmiany czynnika np. R22 na konkretny wytypowany jego zamiennik;
3. Butle z odpowiednią ilością nowego zamiennego czynnika oraz tabelę z jego danymi termodynamicznymi;
4. Pompa próżniowa;
5. Sprzęt pomiarowy (termometry, manometry);
6. Przyrząd do wykrywania nieszczelności;
7. Specjalna butla na odzyskany czynnik;
8. Staja odzysku;
9. Jeżeli to konieczne to nowe wzierniki, filtry odwadniacze, zawory rozprężne itp. do montażu na instalacji;
10. Nowy olej.
Wszystkie wymieniane części oleje itp. powinny być dopuszczone do pracy z danym czynnikiem chłodniczym oraz rekomendowane przez producentów podzespołów.
Po zgromadzeniu niezbędnego sprzętu oraz danych o instalacji można przystępować do dalszych działań. Są to mianowicie:
1. Kontrola pracującego układu ze starym czynnikiem – sprawdzenie szczelności oraz zapis wszystkich parametrów pracy układu w celu porównania i regulacji systemu po przeprowadzonym retroficie;
2. Wyłączenie urządzenia i odcięcie zasilania;
3. Przeprowadzenie odzysku czynnika za pomocą stacji odzysku (np. jednej z opisanych wcześniej metod – parową, cieczowo-parową lub zespoloną „push-pull) oraz dokładny pomiar ilości odzyskanego czynnika;
4. Wymiana filtrów odwadniaczy na nowe, odpowiedniego typu (np. ze stałym lub luźnym wkładem) oraz jeżeli jest taka konieczność pozostałych podzespołów instalacji (uszczelnienia, wzierniki, zawory rozprężne itp.);
5. Przeprowadzenie wymiany oleju na nowy tego samego typu w przypadku gdy stary olej w instalacji jest zużyty, zawilgocony lub zanieczyszczony;
6. Wyciągnięcie próżni w instalacji w celu usunięcia powietrza i resztkowej wilgoci oraz przeprowadzenie kontroli szczelności systemu poprzez napełnienie azotem;
7. Napełnienie instalacji czynnikiem zamiennym. W przypadku zeotropów czynnik powinien być ładowany do instalacji z butli w frakcji ciekłej. W niektórych źródłach sugeruje się np. zamontowanie wziernika na przewodzie łączącym butlę ze stroną ssącą sprężarki, co powinno pozwolić na taką regulację zaworem butli, aby zapewnić właściwe warunki, iż docierający do sprężarki czynnik będzie tylko w postaci pary i dzięki temu zabezpieczyć ją przed ewentualnym uszkodzeniem. Wstępną typową ilość czynnika zamiennego w stosunku do ilości odzyskanego czynnika np. R22 należy dobrać na podstawie danych technicznych producenta danego zamiennika;
8. Rozruch systemu – regulacja zaworu rozprężnego oraz ewentualnie także korekta ilości czynnika w instalacji tak, aby uzyskać optymalne przegrzanie w układzie – tablice ciśnienie przegrzanie / temperatura danego czynnika;
9. Prowadzenie kontroli poziomu oleju w sprężarce – jeżeli jego poziom spadnie poniżej dopuszczalnej wartości to należy go uzupełnić do poziomu minimalnego olejem tego samego typu. Jeśli pomimo to nadal poziom oleju będzie spadał lub mocno się wahał w trakcie cyklu roboczego, stopniowe dodanie niewielkich ilości oleju poliestrowego powinno przywrócić prawidłową cyrkulację oleju w systemie. Należy to jednak wykonywać z dużą ostrożnością, kierując się szczegółowymi wytycznymi dla danego retrofitu;
10. Wykonanie oznakowania instalacji pod kątem informacji o zastosowanym czynniku i rodzaju oleju oraz wypełnienie karty systemu i pozostałych dokumentów.
Podsumowując obecnie można przeprowadzić operację zmiany czynnika (retrofitu) na dwa sposoby – w zależności od budowy instalacji i dostępnych rozwiązań technicznych:
1. Retrofit pełny – związany zwykle ze znaczną modyfikacją aparatów i podzespołów instalacji oraz uciążliwą operacją płukania instalacji i dodatkowymi kosztami kilkukrotnej zmiany oleju (koszt czynników zamiennych około 2-krotnie wyższy od ceny R22);
2. Retrofit uproszczony – operacja prostsza, niższe koszty, współpraca z olejami, większa kompatybilność podzespołów, (obecnie czynniki zamiennie około 3-krotnie droższe od ceny R22).
 Podsumowanie
Na koniec można także zaznaczyć, iż użytkownicy instalacji w najbliższych latach nie powinni się raczej spodziewać obniżenia kosztów czynników zamiennych, za to z całą pewnością można się spodziewać znaczącego wzrostu cen czynnika R22 (zwłaszcza po 1 stycznia 2010 roku, gdy to nie będzie można już stosować nowych – „świeżych” czynników z tej grupy do obsługi technicznej i naprawy urządzeń – także i tych wcześniej zmagazynowanych ilości nowego czynnika). Można jedynie przypuszczać, jak drastyczna będzie skala wzrostu cen czynnika R22 (pochodzącego z odzysku) na rynku wtórnym w Europie. Dodatkowo rynek ten nie będzie miał zbyt dużej szansy ustabilizować się. Wynika to z tego, że na terenie UE będzie na to bardzo krótki okres czasu – tylko 5 lat (od 2010 do 2015 roku). Pewnym przybliżeniem oceny skali wzrostu cen czynnika R22 mogą tu być informacje udostępnione przez U.S. Environmental Protection Agency (EPA) dotyczące wzrostu cen czynnika R12 na terenie USA w przeszłości.
W przypadku zamienników z grupy HFC poza wysokim potencjałem GWP (przepisy, ustawy F-gazowe oraz wynikające z nich ograniczenia i obowiązki) dodatkowym problemem może się okazać recykling i odzysk czynników będących mieszaninami zeotropowymi. Nikt nie będzie mógł zagwarantować, że z danej instalacji nie było wycieków w trakcie eksploatacji oraz nie była ona dopełniana – w związku z tym w układzie może się znajdować już mieszanina o składzie różniącym się od oryginalnego. Innymi słowy odzyskany czynnik zeotropowy prawdopodobnie nie będzie mógł być ponownie wykorzystany bez kosztownej operacji regeneracji, czy też odtworzenia pierwotnego składu mieszaniny – zatem w większości przypadków stanie się po prostu odpadem (chyba, że na rynku wtórnym znajdzie się klient, który zaryzykuje i kupi tego typu substancję bez żadnych gwarancji co do jej np. proporcjonalnego składu). Do kontroli oraz przywrócenia oryginalnego składu i proporcji tych czynników będzie prawdopodobnie konieczna specjalistyczna instalacja chemiczna. Jednak może się okazać, iż nawet to nie będzie wystarczające ponieważ przeprowadzenie rekonstrukcji mieszaniny – a praktycznie jej budowy od nowa z odzyskanych poszczególnych składników, może naruszać prawa autorskie i patentowe producenta danego czynnika. Dlatego wykonanie tego typu operacji „regeneracji” mieszaniny zeotropowej być może będzie możliwe do przeprowadzenia praktycznie tylko przez bezpośredniego producenta danego czynnika chłodniczego, który to dzięki temu będzie mógł narzucać ceny czynników także na rynku wtórnym. Jak będzie ostatecznie w rzeczywistości przekonamy się w ciągu najbliższych lat eksploatacji urządzeń zawierających zeotropowe czynniki HCF – być może znajdą się inne rozwiązania tego problemu. Niemniej obecnie na rynku dostępne zamienniki czynników grupy HCFC to głównie mieszaniny zeotropowe czynników HCF i nie ma chyba na dzień dzisiejszy dla nich lepszej alternatywy.
|
