Embed Size (px)
Citation preview
09.05.20161
09.05.2016 1
HFO kuldemedier
Norsk Kjøleteknisk ForeningJohn Akre-Aas
Møteplan
• Hva er HFO kuldemedier?
• HFO kuldemedier i blandinger og som rene medier.
• Sikkerhets-aspekter med brennbare kuldemedier
• tilgjengelighet og praktisk anvendelse av HFO medier, i dag og i fremtiden
09.05.2016 2
Ozon-nedbryt-ende -ODP
Drivhuseffekt -GWP
09.05.20162
Oppvarmingen følges nøye, og er alarmerende!
09.05.2016 3
Teknologisk utvikling
HFK avgift
F-gass direktiv
Mont-real-
proto-koll
09.05.2016 4
F-gass regulering
09.05.20163
Priser og avgifter
• Kuldemedieprisen:
• Produsenter varsler økte priser på grunn av lavere volum
• Politikere varsler økte priser på grunn av kvoteregulering i EU
• Avgiftene:
• Justert GWP verdier
• Avgiftsøkning: Forslag til statsbudsjett +2,5%
• Politiske ønsker om økte avgiftssatser pr CO2 tonn– V, SV, Sp, KrF
09.05.2016 5
6
Salgs-forbud1. jan.
Bruksområde GWP større enn
2015 Kjøleskap- og frysere, privathusholdning 150
2020 Flyttbare (under 18 kg vekt) klimaanlegg 150
2020 Kjøleskap- og frysere, storkjøkken 2500
2020 Kjøle- og fryseanlegg (de aller fleste typer)
2500
2022 Kjøleskap- og frysere, storkjøkken 150
2022 Supermarked (rack) >40kWUnntak for kaskadeanlegg > 40kW
1501500
2025 Single splittanlegg med under 3 kg fylling 750
09.05.20164
Kontroll med bruk (service)
• Serviceforbud med nytt HFK på anlegg
• > 40 tonn CO2 og GWP >2500 (40 tonn CO2 = 10,2 kg R404A)
• Gjenvunnet R404A får et bruktmarked
• Gjenvunnet HFK GWP>2500 blir forbudt fra 2030.
• Alle andre HFK og HFO medier– R448A / R449A etc. fortsatt tillatt etter 2030!
09.05.2016 7
Nye grenser for lekkasjesøking
Tonn Co2 R404A R407C R410A Lekkasje-søking
Med alarm
< 5 < 1,5 kg < 2,8 kg < 2,4kg Unntatt 2) unntatt
5-50 <12,7 kg < 28,2 kg < 23,9 kg 1 gang pr. år
Hvert 2.dre år
50-500 < 127 kg < 282 kg < 239 kg Hver 6, mnd.
1 gang pr år
>500 >127 kg > 282 kg > 239 kg Hver 3 mnd.
Hver 6 mnd.
09.05.2016 8
Mrk: 1) ikke vedtatt i Norge enda2) Overgangsordning til 2017 for små hermetiske anlegg
3
30
300
Gml . Grense[kg]
<3
09.05.20165
Nedfasingen skjer i et rasende tempo
9
21 %
110 %
63 %
I 2030 skal bruken av HFK være på 21 % av dagens nivå.For å klare det, må gjennomsnittlig GWP-nivå være under 400.
Hvorfor trenger vi HFO kuldemedier?
Hva løser HFO som ikke HFK kan gjøre?
09.05.20166
Metan = CH4 R22 = CHClF2
R502 (R22+R115)
09.05.20167
HFO-1234yf
• Kilder: Wikipedia
• DuPont
• Honeywell
Hva er HFO-1234yf
• GWP = 4 (på 100 år)
• Atmosfærisk levetid ca. 400 ganger kortere ennR134a
• Utviklet for å tilfredsstille EU direktiv2006/40/EC
• Alle nye bil-”platformer“ etter 2011 skal ha GWP under 150.
• 2,3,3,3-Tetrafluoropropene
• hydrofluoroolefin med formelCH2=CFCF3.
• HFO-1234yf er det første i enny gruppe medier med betydelig lavere GWP ennHFK
09.05.20168
R1234yf – egenskaper tilnærmet lik R134a
• HFO1234yf er nå klasifisert somR1234yf
• Giftighet klasse A (lav giftighet)• Brennbar i klasse 2L• Gass under trykk = ADR
• HFO-1234yf er en “nær-drop inn erstatning” for R-134a i bil AC
• Det er ikke behov for betydeligemodifikasjoner i produksjonen.
• HFO-1234yf har den lavestesystemendringskostnaden avforslåtte alternativer selv om selvekulmediet er betydelig dyrere enR134a.
• HFO1234a kan håndteres påsame måte som R134a, men detkreves annet serviceverktøy. Førstog fremst på grunn av at HFO1234yf er litt brennbart.
• Det kan også væreproblemstillinger knyttet tilolje/smøremiddel, materialkompatibilitet med plastog metaller, samt helseeffekter.
Tilgjengelighet
• Selges i returbeholder– 1-5-10 kg
• Bilindustrien bestemte seg for å bruke HFO-1234yf i 2010
• DuPont og Honeywell laget felles fabrikk i China
• Honeywell fabrikk i USA• Patenter tilhører DuPont
og Honeywell– priskonkurranse når
patenter utgår
• I bruk i mer enn en mill. biler 2014
09.05.20169
Brennbarhet• Selv om HFO1234yf er klassifisert
som brennbart viser flere år med forsøk av det er svært tungt antennelig under normale forhold rundt en bil.
• Tilsvarende forsiktighetsregler som for bensin og smøreolje.
– Aldri røyking eller sveiseflamme• HFO-1234yf brytes ned i
atmosfæren til trifluoracetat (TFA) som er en eddik-lignende syre
– Ikke giftig for mennesker• I en brann vil det dannes svært
giftig og korrosiv hydrogenfluorid• «Tyngre enn luft problematikk»
– Kan gi oppsamling i smøregrav– Kvelningsfare– brannfare
Serviceproblematikk• Må kunne identifisere
brennbare medier:– I anlegg– I beholdere
• Trenger utstyr for «A2L» gass– gasstett– Gnistsikkert
• Tømmeaggregat• Vakumpumpe• Lekkasjesøker• Etc.
• Trenger «amatørsikker» servicestuss– Hindre kuldemedieblanding ved
påfylling av R134a eller R12– Nye slanger
Brennbart Faglært servicemann
09.05.201610
R1234yf utviklet for mobil AC
Hva med stasjonære kuldeanlegg?
Hva er Opteon® kuldemedier?
• Freon ® = KFK HKFK• Suva ® = HFK• Opteon ® = HFO og HFO +
HFK blandinger– Opteon YF = R1234yf– Andre Opteon medier er
blandinger som også inneholder HFK
– Avhengig av produktet det skal erstatte er de enten ikke brennbare med GWP > 600 eller mildt brennbare med GWP < 600
• Det er utviklet en rekkeOpteon blandinger som erment som drop-inn blandinger for eksisterende HFK.
• Disse testes nå avkompressorfabrikker ogutstyrsprodusenter
• Skal tilfredstillerlangsiktige GWP krav tilkuldemedier i EU og påverdensbasis uten å giøkede energikostnader.
09.05.201611
Kuldemedier for bruk ieksisterende anlegg
Kuldemedie
GWP Erstatter Egenskaper Bruksområder
R449AXP40
1397 R404A R507 R407AR407F
A1 -Ikke brennbar Kan erstatte i eksisterendeanlegg med samme olje og komponenterFå eller ingen endringer i anlegge er nødvendig
R452AXP44
2141 R404A A1 -Ikke brennbarLav trykkgasstemperatur
R513AXP10
631 R134a A1 -Ikke brennbarAzeotrop
Opteon® kuldemedier for fremtiden
Kulde-medie
GWP Består av Erstatter Egenskaper Bruks-områder
OpteonYF=R1234yf
4 100% R1234yf
R134a A2L litt brennbartSvært lik R134a
Nye stasjonære anlegg med mindre kuldemedie-fylling
DR-3 148 R134a R407CR404A
A2L litt brennbartHøyere kapasitet enn YF
DR-7 246 67% R1234yf36% R32
R404A A2L litt brennbartSvært lik R404A
09.05.201612
DuPont = Chemours• USA: Chemours is to
build the world’s largest HFO refrigerant facility at its Corpus Christi site in Ingleside, Texas.
• The new $230m plant will triple Chemours’ capacity to produce HFO-1234yf and low GWP refrigerant blends. Start-up expected in the third quarter of 2018.
09.05.2016 23
R1234ze
• Honeywell • Kilde: KTH -Stockholm
• Björn Palm
• Professor i Energiteknik
09.05.2016 24
09.05.201613
Hva er HFO• Hydrofluoroolefiner (HFO) er ingen
nyhet i kjemien. • Som HFK består molekylene av
Hydrogen, Fluor og Karbon atomer.• Forskjell ligger i molekylstrukturen:
– Molekylene er umettede hvilket innebærer at det er minst en dobbeltbinding mellom karbonatomer.
• Slike molekyler kalles alkener, eller med en eldre betegnelse, olefiner. Derav navnet HFO.
• Et HC som har tilsvarende binding er kuldemediet R1270 Propylen. (propen)
• HFO-1234yf er egentlig et propen-molekyl som er halogenert, dvs fire hydrogenatomer er ersattet med fire fluor-atomer (se Figur 1).
09.05.2016 25
Hva er HFO
• HFO medier er relativt stabile så lenge de er i et innelukket system.
• Dobbeltbindningen gjør dem betydelig mer reaktive enn HFK-medier.
• Dette reduserer deres bidrag til drivhuseffekten til nær null, regnet over 100 år.
• Reaktiviteten er den verdifulle egenskapen som gjør dem egnet som lav-GWP kuldemedier.
09.05.2016 26
09.05.201614
Kort om R1234ze• Honeywell har fullskala
produksjon av R1234ze(E) kuldemedie
• Nøkkelegenskaper:• GWP (AR4) mindre enn 1• Litt brennbart A2L• Ikke giftig• Ikke korrosivt
• R1234ze isomerer• To isomerer av R1234ze, R1234ze(Z) och
R1234ze(E) (se Figur 1), med ganska olikatermofysikaliska egenskaper.
• R1234ze(Z) har en högre kokpunkt och en högre kritisk temperatur än R1234ze(E) ochäven en volymetrisk köldastring ungefär 50% lägre än R1234ze(E). Därför kan R1234ze(Z) främst användas i specifika tillämpningarsåsom hög temperatur värmepumpar.
09.05.2016 27
R1234yf
Termofysiske egenskaper
• R1234ze(E) har termofysiske egenskaper som likner R134a men det har:
• Noe høyere kritisk temperatur
• Høyere normalkokepunkt– Innebærer lavere
trykknivåer
• Noen egenskaper er gitt i tabell 1 og sammenlignet med R134a
R1234ze(E) R134a
Molekylvekt, kg/kmol 114 102
Kokepunkt vid 101.3 kPa, °C
-18,95 -26,06
Kritisk temperatur, °C 109,4 101,1
Kritisk trykk, bar 36,4 40,6
Fordampningsvarme ved 30 °C, kJ/kg
162,9 173,1
Kritisk densitet, kg/m3 489 515,3
09.05.2016 28
09.05.201615
09.05.2016 29
Damptrykk
• R1234ze(E) kjennetegnes av lavere damptrykk enn R134a (Figur 2)
= lavere volumetrisk kuldeytelse. • Dette kan anføres
som argument mot at R1234ze kan brukes som drop-in for R134a.
09.05.2016 30
09.05.201616
Materialkompatibilitet• R1234ze(E) er kompatibel med de
fleste vanlige materialer• R1234ze(E) viser seg upassende
sammen med vissa materialer (f.eks. akryl) og er kompatibel bare under visse forutsetninger med et antall andre materialer (f.eks. neopren, polypropen mm.)
• Polyol ester (POE) olje anbefales sammen med R1234ze(E)
• På grunn av den høye blandbarheten av R1234ze(E) med POE oljer anbefales høyere viskositet (seigere) olje enn for andre HFK medier
• For å unngå problemer med høy innblanding av kuldemedie i oljen.
09.05.2016 31
Brenbarhet
• ASHRAE klassifiserer R1234ze(E) som mildt brannfarlig.
• Ved temperaturer under 30 °C kan R1234ze(E) ikke danne brennbare blandinger med luft
• Det kan derfor betraktes som ikke brandfarlig ved håndtering og lagring (Figur 3)
09.05.2016 32
09.05.201617
Brennbarhet• Ved emperaturer over 30 °C,
er brannfaren lavere enn andre kjente mildt brennbare kuldemedier som R1234yf og R32 (Figur 3 og 4).
• Sammenlignet med Metan behøver R1234ze(E) 10 ganger høyere konsentrasjon og 250,000 ganger mer energi for å bli brandfarlig (Figur 4).
• I sammenheng med flamme vil effekten være betydelig lavere enn for hydrokarbon.– 1/5 av forbrenningsvarmen– Mye lavere
forbrenningshastighet (Figur 5).
09.05.2016 33
Selvantennelse
• Inngår ikke i ASHRAE Standard 34.
• Selvantenningstemperatur er den laveste temperaturen som mediet tenner ved uten ekstern tennkilde.
• R1234yf er 405°C, Propan er 470°C.
• Vær oppmerksom på meget varme flater!– Ved lodding– Elektriske
kontaktpunkter som er overbelastet
– Burn-out
09.05.2016 34
09.05.201618
Giftighet
• Giftighet for R1234ze(E) er på sammenlignbart nivå med R134a
• Yrkeshygieniske grenseverdi 1000ppm
• Ved forbrenning dannes hydrogenfluorid (HF) som sammen med vann danner syre.
• Ved atmosfærisk nedbryting dannes TFA (trifluoreddiksyre) som har meget lang nedbrytingstid. Et nytt miljøproblem??
09.05.2016 35
R1234ze i blandinger
• Lavt trykknivå og høyt normalkokepunkt er en utfordring.
• Ved blandning med R134a får redusert GWP og tilnærmet lik R134a egenskaper.
• Som erstatning for R410A finnes blandinger med R32.
• En mindre mengde R1234ze(E) benyttes i iR448A som er en R404A erstatning
09.05.2016 36
09.05.201619
09.05.2016 37
R1234ze bruk
Danfoss Turbocor kompressor• Highly Energy Efficient and Environmentally
Friendly Compressor• The Danfoss Turbocor TG310 centrifugal compressor
delivers a nominal capacity of 310 kW (88 Tons) with all the benefits of oil-free operation. It operates with R1234ze refrigerant with a very low GWP which takes the environmental leadership while achieving the best energy performance levels.
•The variable speed oil-free compressor is available for 400 Volt applications and is intended for air- and water-cooled chiller systems. Unloading capability goes down to 65kW (18.5 Tons).HFO1234ze has a GWP (Global Warming Potential) value less than 1 and zero ODP (Ozone Depletion Potential).
TG310 oil-free compressor carries the CE PED mark.
HF01234ze refrigerant• Reduces direct CO2 emissions by 99.6%• Atmospheric life of 18 days compared to 13 years for a
compressor R134a (source Honeywell)• F Gas ready – HFOs are not considered as fluorinated
greenhouse gases• HFO-1234ze, is a safe and energy-efficient alternative to
traditional refrigerants for use in water chiller applications.
09.05.2016 38
09.05.201620
HFO FAQ'S• HFO FAQ'S
• Frequently Asked Questions
• •What is R1234ze?• R1234ze or Solstice is a low global warming potential (GWP)
refrigerant often referred to as an HFO (HydroFluoroOlefins) R1234ze is an almost direct replacement for R134a, although minor system modifications need to be made. On a Kappa Rev LGW this is a larger chassis and new optimised Bitzer compressors are used, the compressor enclosure is also ventilated and fitted with leak detection/pump down as standard. We have also relocated all control components to a single panel.
• •Why is the system fitted with ventilation and leak detection/pump down?
• R1234ze has been classed as PED group 2 (non toxic/non flammable), and this equipment has been provided as extra peace of mind and not as a requirement.
• •Does this mean it's flammable?• According to the EU no, according to ASHRAE A2L, lightly
flammable. To burn it needs a powerful ignition source (several thousand times higher than that of Propane R290), whilst also having a significant concentration between its flammability limits. Also, R1234ze takes more energy to ignite than its sister refrigerant R1234yf. And if the ignition source is removed, the fire is immediately extinguished.
• •What is the GWP compared to other refrigerants?• R410a has 2088, R134a has 1430. R1234ze has less than 1.
• •How long does R1234ze stay in the atmosphere?• 18 days or less. Compared to R134a, which is 4745 days, or 13
years!
• •Is R1234ze energy efficient?• After the modifications above, a Kappa Rev LGW will have
improved EER of +12%, and ESEER of +%. Although the duty of the machine vs the footprint will be reduced (by 20%, hence we upscale to a larger chassis / condenser coil). Overall R1234ze units have a higher efficiency or COP across a range of conditions and application compared with R134a. In high ambient, R1234ze is particularly efficient.
• •What compressor types can be used with R1234ze?• According to Honeywell, Scroll, Screw, Reciprocating and
Centrifugal. BlueBox are concentrating on screw compressor development with Bitzer.
• •Are the operating properties similar to R134a?• Yes, although R1234ze has a lower discharge pressure which
will aid compressor longevity.
• •What oil is in the system?• POE (synthetic oil) as you would find with R134a / R410a
systems.
• •Where is R1234ze manufactured?• By Honeywell in the US in a purpose built facility, production is
currently being ramped up to meet demand as this will be the main replacement along with the YF variant for R134a, and perhaps other refrigerants.
• •How does this affect BREEAM?• You can gain two points automatically for having a low GWP
unit, plus with a Kappa LGW you will gain another point for the leak detection and automatic pump down which is fitted as standard.
09.05.2016 39
Bitzer Approves HFO Refrigerants for Screw Compressors
• Following a qualification program, compressor specialist Bitzer has approved R1234yf and R1234ze(E) HFO refrigerants for use in its CSH and CSW screw compressors. The two alternatives to R134a have a global warming potential (GWP) of less than 10. The HFO/HFC blends R513A and R450A also are approved for the CSH and CSW Series.
• The requirements stipulated by the European Union’s F-gas Regulation No. 517/2014 challenged refrigeration compressors as well as system owners and operators, says Bitzer. To meet the phase-down objectives, alternative refrigerants such as hydrofluoroolefins(HFOs) will have to be used in the future. The volumetric refrigerating capacity and pressure levels of R1234yf are comparable with those of R134a; the capacity figures and pressure levels of R1234ze(E) are around 20 to 25 percent lower.
• Bitzer subjected the R1234yf and R1234ze(E) refrigerants in this group to intensive testing, and the compressors performed well with both in all of the tests and laboratory experiments. The tested compressors achieved nearly identical isentropic efficiency values with R1234yf and R1234ze(E) as with R134a. Due to differences in the thermodynamic properties, the COP measurement results are, in some cases, slightly lower.
09.05.2016 40
09.05.201621
Blue is better
R1234zeTESTING
EXPERIENCE
R1234zeTESTING
EXPERIENCE41
R&D case study
Blue is better
42
EVALUATED COMPONENTS: PISTON AND PISTON RINGS SHAFT RODS BUSHES VALVE PLATE REEDS
LIGHT WEARING (NORMAL) NO OVERHEATING SIGN ON VALVE
REEDS AND ROTATING PARTS ABSENCE OF DIRT OR PARTICLES
Results – compressor parts wearing
09.05.201622
Carrier sees future in R1234ze• February 25, 2016• FRANCE: Carrier has announced that it
sees the low GWP HFO refrigerant R1234ze(E) as the best long-term sustainable solution for screw chillers.
• Carrier joins a long list of major chiller manufacturers now offering R1234ze(E) solutions, but says it will continue to provide HFC R134a chillers in all regions including Europe. In addition to Carrier, manufacturers already offering 1234e chillers include Climaveneta, Airedale, Star Refrigeration, Cofely, Blue Box and Klima-Therm.
• The US manufacturer says it sees R1234ze(E) as the long term sustainable solution for the next generation to come and the best alternative that supports the European 2030 F-Gas CO2 equivalent reduction goals
09.05.2016 43
09.05.2016 44
Status for nye alternative HFK kuldemedier
09.05.201623
Ordliste• HFO
– Hydro-fluoro-olefiner• GWP
– Global Warming Potential = drivhuseffekt
– AR3 – FN klimarapport nr 3– AR4 – FN klimarapport nr 4– AR5 – FN klimarapport nr 5
• ODP– Ozone Depletion Potensial –
Ozonnedbrytende effekt• A1 – Sikkerhets og
brannklasse• A2L - Sikkerhets og
brannklasse
• Kilder: • DuPont• Honeywell
09.05.2016 45
DuPont = Chemours
• R1234yf• R449A• R452A• R513A• DR55 – ikke R klassifisert
• Bruksområde• Kort om egenskaper• tilgjengelighet
09.05.2016 46
09.05.201624
R1234yf
• HFO– Laget for å erstatte
R134a i AC for biler
• Tilnærmet like termodynamiske egenskaper
• Reduserer totalt CO2 utslipp fra Bil AC med 20-30% i bilens levetid
• Egenskaper:
• Brannklasse: A2L
• GWP (AR4) = 1
• ODP = 0
• Godkjent av «alle» større bilfabrikker
09.05.2016 47
R449A = Opteon XP40
• Laget for direkte erstatning av R404A i kjøle og fryseanlegg
• Erstatter også R22, R407F etc.
• Drop-in o Med små eller ingen
modifikasjoner i anleggeto Uten oljebytteo Justere ekspansjonsventil
• Nye anlegg med standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R32/R125/R134a
HFO1234yf (24,3%/24,7%/25,7%/25,3%)
• Brannklasse: A1• GWP (AR4) = 1397• ODP = 0• Temp. glide ca. 4K
• Godkjent av «alle» større kompressorfabrikker
09.05.2016 48
09.05.201625
R513A = Opteon XP10
• Laget for direkte erstatning av R134a i kjøleanlegg og varmepumper
• Drop-in – Med ingen eller små
modifikasjoner i anlegget– Uten oljebytte– Justere
ekspansjonsventil• Nye anlegg med
standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R134a/HFO1234yf
(44%/56%)
• Brannklasse: A1• GWP (AR4) = 631• ODP = 0• Azeotrop – ingen glide
09.05.2016 49
R452A = Opteon XP44
• Laget for direkte erstatning av R404A i kjøle og fryseanlegg med krav til svært like egenskaper
• Velegnet for fryseanlegg• Erstatter også R22, R407F
etc.• Drop-in
– Med ingen eller små modifikasjoner i anlegget
– Uten oljebytte– Justere ekspansjonsventil
• Nye anlegg med standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R32/R125/HFO1234yf
(11%/59%/30%)
• Brannklasse: A1• GWP (AR4) = 2140• ODP = 0• Temp. glide ca. 3K
• Godkjent for transportcontainere og i hermetiske stempel-frysekompressorer
09.05.2016 50
09.05.201626
Opteon DR55
• Laget for direkte erstatning av R410A i AC og varmepumper
• 67% lavere GWP• IKKE Drop-in
– Brennbar!• Nye anlegg med
standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R32/R125/HFO1234yf
(67%/7%/26%)
• Brannklasse: A2L?• GWP (AR4) = 676• ODP = 0• Temp. glide ca. 1K
• Ikke ferdig testet eller med R-4xx nummer
09.05.2016 51
R448A = Solstice® N40
• Laget for direkte erstatning av R404A i kjøle og fryseanlegg
• Erstatter også R22, R407F etc.
• Drop-in – Med ingen eller små
modifikasjoner i anlegget– Uten oljebytte– Justere ekspansjonsventil
• Nye anlegg med standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R32/R125/R134a
HFO1234yf+HFO1234ze(26%/26%/21%/20%/7%)
• Brannklasse: A1• GWP (AR4) = 1273• ODP = 0• Temp. glide ca. 4K
• Godkjent av «alle» større kompressorfabrikker
09.05.2016 52
09.05.201627
R450 = Solstice® N13
• Laget for direkte erstatning av R134a i kjøleanlegg og varmepumper
• Drop-in (87% kapasitet)– Bedre COP– Lavere trykkrørtemp,.– Med ingen eller små
modifikasjoner i anlegget– Uten oljebytte– Justere ekspansjonsventil
• Nye anlegg med standard komponenter «rett fra hylla»
• Egenskaper:• R134a/HFO1234ze
(42%/58%)
• Brannklasse: A1• GWP (AR4) = 604• ODP = 0• Zeotrop – 0,4K glide
09.05.2016 53
R1234ze = Solstice® HFO
• Laget for å erstatte R134a i chiller og store AC anlegg med turbokompressor
• Brukes i R448A for å redusere totalt GWP i blandingen
• Egenskaper:
• Brannklasse: A2L
• GWP (AR4) = 1
• ODP = 0
09.05.2016 54
09.05.201628
tilgjengelighet
Normalt lagervare:
• R32
• R448A
• R449A
• R452A
• R407F
På bestilling:
• R1234yf
• R450A
• R513A
• R1234ze
Ikke tilgjengelig enda:
• DR55
09.05.2016 55
R32 og andre litt brennbare kuldemedier i praktisk bruk
09.05.201629
Kilder
• Daikin / Friganor– Traning Course R32 for field test
• Kuldemontøren 2– Lærebok for Vg3 v/Stig Rath
09.05.2016 57
Data
R32 R410A R1234yf R1234ze R134a
Type HFK HFK HFO HFO HFK
Formel CH2F2CH2F2/CHF2CF3 CH2=CFCF3
CF3CH=CHF CH2FCF3
Består av: R32100%
R32/R12550/50%
R1234yf100%
R1234ze100%
R134a100%
Kokepkt.1atm -51,7oC -51,5oC -29oC -19oC -26oC
GWP 675 2100 4 6 1430
Fare kl. A2L A1 A2L A2L A1
09.05.2016 58
09.05.201630
BrennbarhetsklassifiseringKlasse 1 Klasse 2L Klasse 2 Klasse 3
Ikke brennbar Lav brennbarhet
Forbrenningshastighet under 10cm/s
Medium brennbarhet
Forbrenningshastighet over 10cm/s
Høy brennbarhet
Forbrenningshastighet over 10cm/s
Nedrebrennbarhetsgrense over 3,5% gasskonsentrasjon
Nedrebrennbarhetsgrense over 3,5% gasskonsentrasjon
Nedrebrennbarhetsgrense under 3,5% gasskonsentrasjon
R410A, R744 (CO2)R134a
R32, R1234yf, R717 R152a, R413A R600a. R290
09.05.2016 59
R32 er kun brennbar blandet i luft med konsentrasjon mellom 13,3% og 29,3%
Tre forskjellige A2L kuldemedier 0,233 sekunderetter antent med butan lighter
09.05.2016 60
09.05.201631
Hva skal til for å få antentkuldemediet?
En kuldemedielekkasje
En tennkilde iomgivelsene
Brann kan oppstå i kuldemediet kun hvis 3 betingelser blir oppfylt. Viktig at tilltak gjøres for å hindre slike betingelser oppstår.
Oksygen iomgivelsene
Brennhastighets test:
Praktiske tester på å antenne enR32 lekkasje
09.05.201632
0g R32 400g R32 800g R32
Praktiske tester på å antenne enR32 lekkasje
Simulering av en stor R32 lekkasje fra væskerør under lodding
Ingen eksplosjon intreffer, samme resultat med R410A R22 - Mineraloljen som brenner
Praktisk antennelsestest påR32 lekkasje
09.05.201633
Brennbarhetsgrenser (LFL – UFL)
Blandingfor lav
100 % luft 0 % luft0 % gass 100 % gass
Blandingfor høy
LowerFlammable
Limit
LFLLEL
UpperFlammable
Limit
UFLUEL
Brennbarhetsgrenser (LFL – UFL)
Brennbarhetsgrenser for noen gasser
R32 14‐31
Iso‐butane 1,8‐8,4
Natural gas 5‐15,8
Ammoniak 15‐30
R22
410A
/
/
Acetylen 2,3‐>80
GASS LFL‐UFL
09.05.201634
Gasstetthet for R32
Det er viktig å vite tettheteb for brennbare gasser:
GASS Densitet
R32 2,15
Isobutan 2,15
Natural Gas 0,6
Ammoniak 0,8
R22 /
410A /
Acetylen 0,9
Oppstillingsted
• Regelverk om maks fyllingsmengde
• Areal på gulvflate og installasjonshøyde bestemmer maks fyllingsmengde
• For A2L medier gjelder følgende formel (kat.A. Privatbolig):
2,5 , ,
09.05.2016 68
M = maks fyllingsmengde (kg)LFL = nedre brennbarhetsgrense (kg/m3) (R32 = 0,307kg/m3)h0 = monteringshøyde på vegg (m)A = gulvflate (m2)
09.05.201635
Oppstillingsted
• Tabell for R32 og monteringshøyde =1,8m
09.05.2016 69
R32 LFL = 0,307 kg/m3
Gulvareal (A) i m2
10 15 20 25 30 35 40 45 50
Monterings-høyde innedel= 1,8m
3,2 4,0 4,6 5,1 5,6 6,1 6,5 6,9 7,2
Maksimal tillatt kuldemediefylling i kg
Øvre grense er 12kg fylling, uansett antall m2 gulvareal
Oppstillingsted
09.05.2016 70
09.05.201636
Lagring og transport av A2L kuldemediesylindere
Beregning av ventilasjon iservicebilen
• 1,26 kg = 0,585 m³ ren gass (R32)
• LFL = 14%
• 0,585 m³ ren gass blir 4,2 m³ brennbar konsentrasjon(teoretisk perfekt)
• For å holde oss under en LFL sikkerhetsfaktor på 4
• 4*4,2 = 16,8m³ ‐ 4,2 = 12,6 m³ frisk luft
(VB,
,4,178
09.05.201637
Sikker frakt av A2L kuldemedie iservicebilen
Slik skal det gjøres:
R32 tyngre enn luft = LAV ventilasjon
Luft inn i toppen og ut i bunnen av lasterommet)!
Permanent ventilasjon under kjøring
Ingen røyking
Kommentar/tankekors:
Serviceteknikker skal ta de
samme forholdsregler som for
transport av acetylen for lodding.
09.05.2016 74
09.05.201638
09.05.2016 75
09.05.2016 76
09.05.201639
A2L - Avfallshåndtering• A2L
kulde-medier er farlig avfall
• og ADR gods
09.05.2016 77
Installasjon & Service
• Gode rutiner– Sjekklister bør utarbeides og følges
• Hva må avklares før arbeid starter
• Hvordan ventilere hvis uhell……
• Risikovurdering
• Samme verneutstyr som med andre ikke brennbare kuldemedier– Briller, hansker, vernesko osv.
– Må ha noe spesialverktøy
09.05.2016 78
09.05.201640
Tømmeaggregat
• gnistfri
• PROMAX RG6– Forseglede brytere
– Gnistfri motor med sentrifugalbryter
09.05.2016 79
Må ikke brukes i brennbar atmosfære!
Lekkasjesøker TIF ZX1
09.05.2016 80
• Godkjent for A2L medier
• Oppvarming og gradvis tilnærming til lekkasjen
• Hold avstand til væskedråper og smuss
• Bytt filter på tuppen
09.05.201641
Lodding av rør
• Tøm anlegget for kuldemedie
• Evt. Bryt vakum med nitrogen
• Ventiler hvis nødvendig
• Bruk bakgass – Må ha gjennomstrømming av bakgass når lodding pågår!
• Eventuelt kapp ut del som skal loddes
09.05.2016 81
Lekkasje av R32 under vakuumering
• Vakuumering av luft i nytt rørsystem
• Kran i utedel holder ikke tett => gass lekker ut i rørene og blir sugdinn i VP. Er dette farlig?
Lekkasjen for liten for EX‐risiko, tettheten vil raskt bli under LFL
SVL OPEN
EX…?
SVG
iu
ou
09.05.201642
Lekkasje når man koblerfra serviceslange med trykk
Blå serviceslange med R32 trykk => Lekkasje av R32 til atmosfæren
Hvis gass, kan lekkasjen neglisjeres da den raskt vil være under LFL
EX…?
Hva hvis slangen er fylt med R32 væske?
SVG
iu
ou
Lekkasje når man koblerfra serviceslange med trykk
Hvis væske, så er dette ca 32g med R32
Dette tilsvarer 104l med teoretisk EX blanding
Moderat ventilasjon er anbefalt
EX…?
Serviceslange fylt med R32 væske
SVG
iu
ou
09.05.201643
Full utblåsing av fylling
• Dette skjer ikke!
• 1,26 kg av R32 (hele aggregates fylling) blåser
Handling:
12,6 m³ med frisk luft nødvendig!
Start med å ventilere øyeblikklig!
Unngå alle flammer/varme overflater
Forlat rommet til all gassen er borte
Oppsummering
• Praktiser gode F-gass rutiner!– Unngå utslipp av gass– Unngå å lage blanding mellom LFL og UFL– Trykk- / lekkasjetest før påfylling av gass– Vær sikker på at det ikke luft i anlegget
• Ventiler der hvor det er nødvendig– Husk at gassen er tyngre en luft– Ventiler servicebilen– Unngå åpen ild / varme overflater
09.05.2016 86
09.05.201644
09.05.2016 87
Kjølemedie trender og lovgiving
09.05.2016 88
09.05.201645
09.05.2016 89
GWP <700 =brennbart
09.05.2016 90
09.05.201646
09.05.2016 91
09.05.2016 92
09.05.201647
09.05.2016 93
09.05.2016 94
09.05.201648
09.05.2016 95
09.05.2016 96
09.05.201649
09.05.2016 97
09.05.2016 98
09.05.201650
09.05.2016 99
09.05.2016 100
09.05.201651
09.05.2016 101
09.05.2016 102
Installasjonsråd for R449A / R452A
For bruk i nye og eksisterende kuldeanlegg
09.05.201652
09.05.2016 103
• Husk på Glide -
Kuldeytelse
• R452A er laget for nærmest mulig match med R404A
• Leverer nesten samme ytelse som R404A over hele temperatur-området
09.05.2016 104
09.05.201653
COP - virkningsgrad
• Både R449A og R452A gir energisparing i forhold til R404A
• Effekten er best ved høye kondenserings-temperaturer
09.05.2016 105
Andre egenskaper
• Kompatibel med normal esterolje
• Kjemiske mer ustabil, kan lettere føre til nedbryting– Syredannelse og
nedbryting av esterolje– Tetting av kapillarrør og
mekanisk slitasje– Enda mer viktig med
tørrefilter og vakuumering?
• Viskositet litt lavere enn med R404A gir større mulighet for mekaniske slitasje på for eksempel lager.
• Høyere trykkgass gir større fare for koksingav olje, partikler på ventilplater, som ender i mekanisk havari!
• R449A er mer utsatt enn R452A
09.05.2016 106
09.05.201654
Driftsområder
• Maks trykkgasstemp på 120°C
• Maks overheting 10K
09.05.2016 107
Behov for kompressorkjøling
• For R449A kan det være behov for kompressorkjøling
• Bruk viftekjøling av kompressor
• Innsprøytingsventil• Unngå tildekking av
kompressor• Unngå
suggassvarmeveksler• Unngå kapillarrør for
fryseanlegg• Bruk varmgasstermostat
09.05.2016 108
09.05.201655
Ekspansjonsventil
• R452A = R404A
• R449A20-25% mindre
massestrøm gir behov for å velge annen ekspansjonsventil og dyse.
Se veiledning fra Danfossog Alco
• Elektroniske ventiler:
• Velg for eksempel R407C og still trykkområdet
• Eksempel:– Ved fordampningstemp.
-10°C har R407C Ps 2, 19bar og R449A 2,58bar – trykk kalibreres med 0,39bar.
09.05.2016 109
Danfoss T2 ventil
• R22 til R448A– Ingen endringer
• R407C til R448A– Reduser trykk ¼
omdreining
• Kapasitet:
09.05.2016 110
Te evap -30°C -10°C +5°C
R22 -6% -2% +1%
R407C -5% -5% -5%
09.05.201656
09.05.2016 111
Oppsummering
GWP er «driveren»
• Politisk vedtatt nedfasing i EU, USA mfl.
• Men,– Sikkerhet
– Energiforbruk
– Tilgjengelighet
– Pris
– systemkostnader
Er de vinnende faktorene!
09.05.2016 112
09.05.201657
HFO – en del av løsningen
• Er lett nedbrytbare varianter av allerede kjente kuldemedier
• Brukes i blandinger for å oppnå tilnærmet like egenskaper som R404A og R410A men med lavere GWP.
• Brukes i ren form:
• I bil AC R1234yf
• I AC turbiner R1234ze
• Vil også bli brukt i plug-in der propan gir for store fyllinger
09.05.2016 113
Brennbare HFK/HFO
• R32• Til mindre AC / VP
– Hensyn til romstørrelse og ventilasjon
• DR55– Mindre brennbar R410
erstatning kan komme om et par år.
• R1234yf og R1234ze– Vanskelig å antenne
• For første gang selger Moderne Kjøling AS brennbare HFK kuldemedier.
09.05.2016 114
09.05.201658
Tenk risiko og sikkerhet
• Vær klar over farene for antenning av brennbare konsentrasjoner
• Foreta vurdering av romstørrelser og fyllingsmengder
• Lag tette anlegg!
• Installér alarm
• Praktiser gode F-gass rutiner
• Gjennomgå rutiner for oppbevaring og transport av brennbare gasser
09.05.2016 115
Takk for oppmerksomheten
Spørsmål?
09.05.2016 116
