Reklama
 
 
 
Olej chłodniczy w instalacji Cz. 1. Czynniki chłodnicze w aspekcie ekologii i stosowanego oleju
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 31.08.2017

Bardzo często w rozmowach funkcjonuje podział na stare i nowe czynniki chłodnicze. Stare czynniki to R12 i R22 – to substancje, które już praktycznie prawie całkowicie zanikły na rynku. Nie jest więc to dziwne, że taką nazwę stosuje się do czynników z grupy SZWO. Jednak pojęcie „nowe czynniki” nie jest już oczywiste i jednoznaczne. 

F-gazy, czyli popularne R134a, R507 czy nawet R410A, jeszcze kilka lat temu (a właściwie kilkanaście) wprowadzane jako ekologiczne zamienniki za R12 czy R22 nie są już tak ekologiczne. Nie są też nowymi czynnikami. I nie chodzi tu o to, że są na rynku już blisko 25 lat. Chodzi o to, że za chwilę z tego rynku znikną. Z nowego sprzętu domowego R134a wycofano już w 2010 roku. Parę miesięcy temu, bo od 1 stycznia 2017 roku znika ten sam czynnik z instalacji klimatyzacji nowych samochodów.  To jednak początek rewolucji. Już niedługo, bo od 2020 roku znikną z nowych instalacji chłodniczych czynniki R507 i R404a, a dwa lata później praktycznie pozostałe czynniki chłodnicze należące do fluorowanych gazów cieplarnianych. Tylko czynniki R410A i R407 w nowych klimatyzatorach typu split mają nieco dłuższą perspektywę – tam będzie można używać F-gazy w nowych urządzeniach aż do 2025 roku.

 

 

A co dalej?

 

Jeśli chodzi o same czynniki chłodnicze, wprowadzane są już dziś ograniczenia w ilości F-gazów wprowadzanych na rynek Unii Europejskiej, ale nie ma na razie daty ich definiowanego wycofania z użytkowania. Nie ma dziś też żadnych idealnych zamienników za F-gazy. Jednak już za kilka lat nowe instalacje będziemy wykonywać na zupełnie innych czynnikach chłodniczych. Już teraz jest ostatni moment na to, by się do tego przygotowywać.

 

 

Zmiany czynników – zmiany w podejściu do serwisu

 

Gdy na początku lat 90. ubiegłego wieku wchodziły w użycie F-gazy, główną zmianą były stosowane oleje. Do czynników typu R12 czy R22 stosowaliśmy oleje mineralne. Nowe czynniki wymagały jednak olei poliestrowych. Było to spore wyzwanie w branży chłodniczej. Nowe oleje były higroskopijne, a w połączeniu z wodą tworzyły kwas. A ten uszkadzał uzwojenia silnika. Wilgoć w układzie nigdy nie była mile widziana, ale dopiero przy zastosowaniu olejów poliestrowych stała się aż tak niebezpieczna. Teraz nie chodziło tylko o zamarznięty zawór rozprężny – nieodpowiednio osuszony układ mógł spowodować uszkodzenie sprężarki. Naprawa nie tylko czasochłonna, ale i kosztowna. Efekt? Konieczność stosowania lepszych pomp próżniowych. A tak po prawdzie, należałoby powiedzieć konieczność stosowania pomp próżniowych. Tak, może wyda się to śmieszne, ale nie wszyscy stosowali pompy próżniowe. Wielokrotnie układ chłodniczy był po prostu przedmuchiwany czynnikiem chłodniczym. Czynniki były tanie, a o ich szkodliwości dla środowiska nie było żadnej mowy.

 

Oprócz konieczności stosowania pomp próżniowych, i to najlepiej dwustopniowych, pojawiły się jeszcze inne komplikacje. Była to kwestia używania wspólnych narzędzi, które miały bezpośredni kontakt zarówno z olejami, jak i czynnikami chłodniczymi. Oleje mineralne i poliestrowy nie mieszały się ze sobą. Należało więc bardzo dokładnie pilnować, by wspólne np. węże, zawsze były przedmuchane przy zmianie typu czynnika. Zresztą z wężami należało początkowo bardzo uważać: niektóre węże, wyprodukowane jeszcze przed powstaniem czynników chłodniczych nowego typu twardniały pod wpływem czynników typu R134a lub R404a. Praktycznie początkowo każdy serwisant miał oddzielny zestaw węży i manometrów dla czynników z grupy SZWO, a oddzielny dla czynników z grupy F-gazów. Z czasem pojawiły się manometry ze skalą zarówno dla R22, jak i R134a czy R507, które można było zamiennie korzystać, pamiętając jednak o nie mieszalności olejów.

 

Generalnie to były główne różnice między czynnikami. Ciśnienia pracy zbliżone, właściwości fizyczne i chemiczne również. Budowa układów niemalże identyczna. To właśnie dzięki temu nie było większych problemów z przezbrajaniem układów z czynników R12 czy R22 na czynniki typu R507, czy też R407C. Dokładne wypłukanie układu ze starego oleju, wymiana filtra cieczowego i napuszczenie świeżego, poliestrowego, oleju do układu chłodniczego to lista niezbędnych prac, które trzeba było wykonać. Do tego czasem dochodziła konieczność wymiany elementu rozprężnego, regulacja presostatów i innych elementów regulujących lub kontrolujących ciśnienie w układzie chłodniczym. Można było wymianę czynnika jeszcze bardziej uprościć. Zamiast dokonywać wymiany czynnika chłodniczego na nowy typ, można było skorzystać z dostępnych zamienników. Pozwalały one na wymianę czynnika bez wymiany oleju, a więc i płukania instalacji, a także nie trzeba było wymieniać elementów rozprężnych czy też regulować automatyki. Miały jednak pewien mankament – miały gorsze parametry termodynamiczne, czego efektem było zmniejszenie wydajności chłodniczej, czasem bardzo odczuwalnie. No i niektóre z zamienników R12 były cały czas czynnikami z grupy SZWO, więc zabieg wymiany czynnika na zamiennik i tak był tylko rozwiązaniem czasowym.

 

Zastosowanie nowych czynników chłodniczych wymusiło jeszcze jedną zmianę. Czynniki typu R134a czy R507 są dużo bardziej przenikliwe niż R12 czy R22. Zdarzały się sytuacje, że instalacja szczelna na czynniku R22, stawała się nieszczelna przy zastosowaniu czynnika R404a. Czasem była to kwestia dokręcenia czy wymiany elementów uszczelniających, ale bywały sytuacje, gdy wymienić trzeba było całe rurociągi. Instalacje na R22 budowane były z rur miedzianych, ale nie chłodniczych, a niejednokrotnie z wodnych. Wynikało to nie tylko z ceny, ale i dostępności materiałów. Niestety, rury wodne nie gwarantują szczelności instalacji chłodniczej – czynniki grupy HCF, czyli np. R134a czy R404a, wymagają rury chłodniczej. Niby wszyscy o tym wiedzą, ale zdarza się nawet dziś, że nowe instalacje są wykonywane z rury wodnej. Niewiedza? Oszczędność? Nie wiem. Na pewno nie kwestia dostępności, bo rura chłodnicza jest ogólnodostępna. Trzeba pamiętać, że nawet dobrej jakości rura wodna nie nadaje się do instalacji zawierającej F-gazy.

 

 

A co dzisiaj?

 

Tak było kiedyś. A jak to wygląda dzisiaj? Czeka nas rewolucja. Ponad 25 lat temu też tak się mówiło. Ale wtedy było wiadomo, jakie czynniki wchodzą i zastępują dotychczasowe. Dziś nie ma takiej jednolitej i kierunkowej drogi. Mamy różne grupy czynników chłodniczych, które mają zupełnie różne wymagania. Zacznijmy od czynników naturalnych.

 

 

R1270 – propylen

 

Jednym z nowych czynników chłodniczych jest propylen, oznaczany jako R1270. Oczywiście propylen nie jest nowym wynalazkiem – znamy tą substancję od lat. Jednak do tej pory nie była ona stosowana w chłodnictwie. Jest to czynnik o parametrach zbliżonych do R507. Mało tego – budowa instalacji jest też bardzo zbliżona do układów na R507. Są jeszcze lepsze wieści. Propylen pracuje na olejach mineralnych (oznaczenie M) i alkilobenzenach (oznaczenie AB), czyli olejach stosowanych do R22. Sprężarka do propylenu może być też napełniona olejem poliestrowym (oznaczenie POE) lub polialfaolefinowym (oznaczenie PAO). Czyli propylen nie wymaga żadnego nowego oleju. Ale jakim najlepiej? Przykładowo firma TOTAL rekomenduje olej LUNARIA FR, czyli typowy olej mineralny. Ale GEA BOCK do swoich sprężarek zaleca stosowanie oleju polialfaolefinowego. Nie ma więc reguły. Trzeba jedynie pamiętać, by nie mieszać olejów – stosować rodzaj oleju zgodny z pierwotnym napełnieniem, a jeśli będziemy zmieniać, to należy dokładnie przepłukać instalację. Z olejami więc nie ma dużego problemu.

 

Wspaniale. Jest tylko jedno małe „ale”. Propylen jest palny. Powoduje to, że instalacje muszą być specjalnie do tego przygotowane. A więc propylen nie może być stosowany w instalacjach, które do tej pory były napełnione R507 czy R404a. Jednak jest to czynnik, który ma szansę zaistnieć na rynku. Dla obecnych instalatorów jedyną zmianą jest to, że będą mieli do czynienia z czynnikiem palnym. Ale tego już chyba nie uda się uniknąć. Propylen jak najbardziej nadaje się zarówno do chłodnictwa małego, jak i średniego. Również instalacje przemysłowe mogą pracować w oparciu o ten czynnik. Zakres temperatur? Komory chłodnicze idealnie będą na propylenie pracować, a i z mroźniami nie będzie problemów.

 

 

R600a – Izobutan

 

Bardzo podobnie wygląda sytuacja z izobutanem, czyli R600a. Jest on już powszechnie stosowany od 2010 roku w sprzęcie domowym. Parametry pracy zbliżone do R12 czy R134a, podobnie jak i budowa samych instalacji. Również on pracuje na olejach mineralnym, alkilobenzenowym czy też poliestrowym. Czyli żadnych rewolucji.

 

Zwracam jednak uwagę na zalecenia, zarówno producentów olejów, jak i przede wszystkim producentów danej sprężarki. No i tylko jeden mankament – jest to znowu gaz palny, więc może być stosowany tylko w instalacjach przewidzianych pod czynniki palne. Nie może być zamiennikiem w istniejących instalacjach przewidzianych pod fluorowęglowodory, czyli popularnie HFC. Jeśli chodzi o zastosowanie, głównie jest, jak już wspomniałem, w urządzeniach domowych. Można spotkać też go już w meblach sklepowych z własnym agregatem.

 

Co dalej? Niby nie ma przeciwskazań do stosowania go w większych instalacjach, ale jednak uważam, że lepiej w nich zastosować propylen lub, nie omawiany jeszcze, propan. Tym bardziej, że izobutan, jako jedyny z tej trójki, nie nadaje się do instalacji niskotemperaturowych.

 

 

R290 – Propan

 

Wspomniany propan jest również gazem palnym. Więc znowu instalacja musi być do niego przystosowana. Parametry pracy niemalże identyczne z R22. Biorąc pod uwagę, że propan również może pracować na olejach do R22, czyli mineralnym i alkilobenzennowym, byłby idealny jako zamiennik za R22. A i za R407C można by go było zastosować, bo propan może też pracować z olejami poliestrowymi i polialfaolefinowymi. Zakres temperatur jak dla R22, czyli od mroźni do klimatyzacji. Tylko ta palność…

 

 

R744 – Dwutlenek węgla

 

Skoro mowa o naturalnych czynnikach chłodniczych, nie może zabraknąć dwutlenku węgla. Czynnik, który jest ostatnio coraz bardziej modny. Pracuje on jednak na dużo wyższych ciśnieniach. Również sama budowa i zasada działania układów chłodniczych jest już inna od układów z fluorowęglowodorami, czy powyżej omawianymi węglowodorami.

 

A co z olejami? Tu też nie jest prosto. W praktyce wygląda to tak, że każdy z producentów zaleca własne typy olei do układów na R744. Podobnie to wygląda od strony producentów olei. Firma TOTAL dopuszcza do stosowania aż trzy rodzaje olei: ƒƒ

 

  • olej polialfaolefinowy LUNARIA SH, ƒƒ
  • olej poliestrowy PLANETELF ACD, ƒƒ
  • czy też olej alkilobenzenowy LUNARIA SK.

 

Jednak za każdym razem zalecany jest kontakt z dystrybutorem lub przedstawicielem firmy TOTAL. Jednak w przypadku dwutlenku węgla stosowany olej nie ma znaczenia, bo i tak są to instalacje, które są budowane tylko i wyłącznie pod ten czynnik. Zastosowanie zamiennika za R744 nie tylko jest niemożliwe ze względu na wymogi bezpieczeństwa, jak to ma miejsce w przypadku węglowodorów. Tu jest zupełnie inna budowa układów, inny zakres ciśnień, inna zasada działania. Umiejętności, wiedza i narzędzia też są wymagane zupełnie inne.

 

 

2017 6 80 1

 

 

2017 6 80 2

R717 – Amoniak

 

Ostatni czynnik naturalny, jaki obecnie jest stosowany, jest równocześnie najstarszym czynnikiem chłodniczym. No i nie oszukujmy się: R717 jest najbardziej ekologicznym czynnikiem chłodniczym, a przy tym bardzo efektywnym i energooszczędnym. Stosowany od ponad 100 lat w instalacjach chłodniczych przeżywa swoje wzloty i upadki. Ze względu na jego wady (wybuchowy, rakotwórczy oraz już w niewielkich dawkach śmiertelny) nie jest chętnie wykorzystywany w małych i średnich instalacjach. Jednak znaczna efektywność amoniaku powoduje, że układy przemysłowe są już w dużej mierze właśnie na tym czynniku oparte. Coraz częściej też w średnich instalacjach wykorzystuje się amoniak, jednak są to instalacje pośrednie, a amoniak jest tylko w agregacie do schładzania cieczy.

 

Podobnie, jak to miało miejsce w przypadku dwutlenku węgla, układy amoniakalne są budowane typowo pod ten czynnik. Najważniejszą sprawą są stosowane materiały – amoniak jest agresywny w stosunku do miedzi, co wymusza budowę układów z rur stalowych, a ze względów bezpieczeństwa, bezszwowych. Sprężarki amoniakalne są najczęściej zalewane olejem mineralnym, choć mogą być też zalane olejem polialfaolefinowym. Mało tego, olej polialfaolifeninowy np. LUNARIA SH może być stosowany w pełnym zakresie temperatur odparowania, nawet dla odparowania na poziomie -50°C, a olej mineralny zalecany jest tylko do odparowania wyższego niż -15°C. Do amoniaku może być też stosowany olej mineralny hydrokrakowany (oznaczenie H).

 

 

Hydrofluoro-olefiny

 

Jest to czwarta generacją czynników chłodniczych. Ich historia zaczyna się w latach 30 ubiegłego wieku. Jednak dopiero teraz zaczynają być interesujące w chłodnictwie. Wynika to z zerowego wpływu na warstwę ozonową oraz bardzo niewielkiego wpływu na efekt cieplarniany. Grupa HFO z tego względu jest uważana za bardziej ekologiczną od grup CFC, HCFC czy HFC. Są to jednak czynniki palne i niebezpieczne dla zdrowia.

 

Na ten moment do dyspozycji mamy tylko jeden typ czynnika z grupy HFO. Jest to R1234yf, który może być stosowany w małych instalacjach, głównie wysokotemperaturowych. Obecnie jest stosowany w nowych instalacjach klimatyzacji samochodowej, jako następca R134a. Nie jest jednak chętnie używany przez wszystkich producentów, a wynika to ze względów bezpieczeństwa, jak i (jeśli nie przede wszystkim), ze względu na bardzo wysoką cenę, kilkadziesiąt razy wyższą od R134a. Teoretycznie mógłby być stosowastosowany jeszcze w domowych urządzeniach, ale tam mamy R600a, który jest tańszy, wydajniejszy i również palny. Więc nie ma żadnych podstaw, by w urządzeniach domowych pojawił się R1234yf. Stosowanie go w samochodach jest już mocno kontrowersyjne.

 

Jeśli chodzi o oleje, to głównie bazuje na oleju polialkilenoglikolowym (oznaczenie PAG), czyli identycznym, jak stosowany olej w klimatyzacji samochodowej napełnionej R134a. Jest jednak mała różnica. Z informacji, jakie są obecnie dostępne wynika, że olej zmieszany z jednym z czynników grupy HFO nie może być zmieszany z innym olejem zmieszanym z innym czynnikiem grupy HFO. Na razie mamy tylko jeden czynnik, ale zapewne pojawią się kolejne, o innym zakresie zastosowań. Jest to tym bardziej prawdopodobne, że układy chłodnicze są budowane identycznie, jak tradycyjne układy na czynniki grupy HFC. Oczywiście z uwzględnieniem palności HFO, podobnie, jak to ma miejsce przy węglowodorach, czyli propylenie czy propanie.

 

Co to oznacza w praktyce, że oleje nie mogą się zmieszać? Ano to, że prawdopodobnie do każdego czynnika z grupy HFO będzie wymagany oddzielny zestaw narzędzi. Jednak za wcześnie o tym mówić teraz, bo jeszcze mamy za mało informacji. Wysoka cena hydrofluoro-olefin teoretycznie powinna być zaporą przed ich powszechnym stosowaniem, szczególnie, że mamy do dyspozycji propan i propylen. Jednak ta wysoka cena może być właśnie tym elementem, który zawojuje rynek, spychając dużo tańsze węglowodory do niszowych zastosowań. Wysoka cena to i wysokie wsparcie reklamowe oraz promocyjne. Tego może zabraknąć w przypadku węglowodorów, zresztą jest to już teraz widoczne. Wracając jednak do olei i czynników z grupy HFO. Hydrofluoro – olefiny mogą też pracować w układach napełnionych olejem poliestrowym, czyli dokładnie tym samym, jak dla czynników z grupy HFC. Jak to będzie wyglądało dalej? Zobaczymy.

 

 

O przyszłości trzeba myśleć już dziś

 

Należy brać pod uwagę, że może też w najbliższym czasie pojawić się nowa grupa czynników chłodniczych, która z jednej strony będzie miała zerowy ODP (współczynnik niszczenia warstwy ozonowej) i bardzo niski współczynnik GWP (wpływ na efekt cieplarniany), a zarazem nie będzie gazem palnym. Teoretycznie jest możliwe też przesunięcie terminów wycofywania czynników z grupy HFC, ale jest to bardzo mało prawdopodobne. Tym bardziej, że nie przesunięto terminu wycofania R134a z klimatyzacji samochodowej, mimo bardzo wielu kontrowersji przy czynniku R1234yf, będącym głównym zamiennikiem R134a, i bardzo dużych nacisków ze strony niektórych koncernów samochodowych, między innymi niemieckiego Mercedesa i Volkswagena.

 

***

 

W kolejnym artykule zajmiemy się linią olejową i jej budową w zależności od typu zastosowanego czynnika. Już teraz zapraszam do lektury. A w przypadku pytań, wątpliwości, uwag i sugestii pozostaje do Państwa dyspozycji.

 

 

 

 Bartosz NOWACKI – PPHU ReBaNo, Ekspert
z ramienia Krajowej Izby Gospodarczej
Chłodnictwa i Klimatyzacji oraz Rzeczoznawca
z ramienia Krajowej Izby Rzeczoznawców
Chłodnictwa, Klimatyzacji i Pomp Ciepła

 

 

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

Reklama

 

 

  02 ss2  omii   kig 134x45 left  

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.