Tehokkaat ja turvalliset putkiliitokset kylmätekniikassa

Tyypilliset sovellusalueet

• Kylmä- ja jäähdytysjärjestelmät: Tehokkaita ratkaisuja supermarketeille, hotelleille ja teollisuudelle
• Lämpöpumput: Yksinkertaiset, aikaa säästävät puristusliitokset mahdollisia
• Kaupallinen kylmätekniikka: Täydellisesti sovitettu vaatimuksiin, joustava materiaalin ja liitäntätekniikan valinta
• Teollisuuskylmä: Ihanteellinen tuotantoprosesseihin, joissa on korkeat vaatimukset paine- ja lämpötilakestävyydelle

Kylmä- ja ilmastointitekniikan nykyiset haasteet asentavien yritysten näkökulmasta

• Korkeat käyttöpaineet ja lämpötilat: Kylmätekniikassa putkien ja muiden komponenttien on kestettävä äärimmäisiä käyttöpaineita ja -lämpötiloja, erityisesti transkriittisellä alueella. Tämä vaatii korkealaatuisten materiaalien käyttöä ja huolellista käsittelyä vuotojen ja järjestelmävikojen välttämiseksi.
• Materiaalivalinta ja liitäntätekniikat: Oikean materiaalin ja liitäntätekniikan valinta on ratkaisevaa kylmäjärjestelmien pitkäikäisyyden ja tehokkuuden kannalta. Kupari, kupariseokset ja erityiset materiaalit, kuten CuFe2P, ovat usein käytössä. Eri liitäntätekniikoilla, kuten juottamisella, puristamisella tai laippojen käytöllä, on omat etunsa ja haittansa, ja päätös riippuu usein yrityksen mieltymyksistä ja erityisistä sovellusvaatimuksista.
• Uudet määräykset ja ympäristövaatimukset: Ympäristö- ja ilmastonsuojelun kasvavan tietoisuuden myötä yritykset kohtaavat haasteen toteuttaa ympäristöystävällisiä ja energiatehokkaita ratkaisuja. Tämä vaatii paitsi teknistä osaamista myös investointeja uusiin teknologioihin ja materiaaleihin. Erityisesti F-kaasuasetus on haaste alalle. Fluoratut kasvihuonekaasut (F-kaasut) ovat yhteisnimitys HFC:ille (fluorihiilivedyt), PFC:ille (perfluorihiilivedyt) ja SF₆:lle (rikkiheksafluoridi).

  F-kaasuilla on erittäin korkea GWP-arvo (Global Warming Potential). Tämä tarkoittaa, että niillä on suuri negatiivinen vaikutus globaaliin lämpenemiseen. HFC:t vaikuttavat eniten F-kaasupäästöihin. Vaihtoehtoisena kylmäaineena kylmäsovelluksissa sopii esimerkiksi CO₂. EU on siksi päättänyt asteittaisesta luopumisesta F-kaasujen käytöstä:

  • Vuodesta 2027: Kielto F-kaasuille, joiden kasvihuonepotentiaali (GWP) on yli 150 uusissa lämpöpumpuissa ja ilmastointilaitteissa.
  • Vuodesta 2035: Kielto kaikille ei-luonnollisille kylmäaineille lämpöpumpuissa ja ilmastointilaitteissa, myös niille, joilla on alhainen GWP-arvo.
  • Vuodesta 2050: Täydellinen luopuminen HFKW:n (osittain fluorattujen hiilivetyjen) käytöstä.
• Asennus ja huolto: Kylmä- ja ilmastointijärjestelmien asennus ja huolto vaativat pätevää ammattihenkilöstöä ja huolellista suunnittelua. Tämä kattaa oikeiden komponenttien valinnan, asianmukaisen asennuksen ja säännölliset huoltotoimenpiteet järjestelmien käyttöiän maksimoimiseksi.

Liitäntätyypit

Kylmäaineputket voidaan periaatteessa liittää juottamalla, puristamalla tai laippojen avulla. Jokaisella tekniikalla on omat etunsa ja haittansa. Usein yritykset valitsevat vain yhden liitäntätekniikan monista eri syistä, esimerkiksi helpomman varastoinnin tai erikoistumisen vuoksi. Tämä on täysin asianmukaista, sillä kylmäasentajan eikä valmistajan tulisi tehdä päätös.

Yleisimmät kylmäaineet

Yleisimmät kylmäaineet voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan: luonnolliset ja synteettiset kylmäaineet.

Luonnolliset kylmäaineet

• Ammoniakki (R-717): Käytetään usein teollisissa kylmälaitoksissa, koska sillä on korkea energiatehokkuus eikä suoria kasvihuonekaasuefektejä.
• Hiilidioksidi (R-744): Käytetään usein supermarketeissa ja elintarviketeollisuudessa. Sillä on erittäin alhainen kasvihuonepotentiaali.
• Propaani (R-290): Hiilivety, jota käytetään kotitalousjääkaapeissa ja pienissä ilmastointilaitteissa.
• Butaani (R-600a): Myös hiilivety, jota käytetään kotitalouslaitteissa, kuten jääkaapeissa.
• Vesi (R-718): Käytetään erityissovelluksissa, kuten suurissa ilmastointilaitteissa ja lämpöpumpuissa.

Synteettiset kylmäaineet

• R-134a: Laajalti käytetty kylmäaine autojen ilmastointilaitteissa ja kotitalousjääkaapeissa.
• R-410A: Käytetään usein moderneissa ilmastointilaitteissa ja lämpöpumpuissa.
• R-32: Uudempi kylmäaine, jolla on alhaisempi kasvihuonepotentiaali kuin R-410A:lla, ja jota käytetään yhä enemmän ilmastointilaitteissa.

R-134a, R-410A ja R-32 kuuluvat F-kaasuihin.

Nämä kylmäaineet valitaan sovelluksen ja ympäristövaatimusten mukaan. Luonnolliset kylmäaineet ovat usein ympäristöystävällisempiä, kun taas synteettiset kylmäaineet voivat olla tietyissä sovelluksissa tehokkaampia.

Luonnollisten kylmäaineiden haitat

Luonnollisilla kylmäaineilla on monia etuja, mutta on myös joitakin haittoja, jotka on otettava huomioon:

• Syttyvyys: Monet luonnolliset kylmäaineet, kuten propaani (R-290) ja butaani (R-600a), ovat syttyviä ja aiheuttavat räjähdysriskin.
• Myrkyllisyys: Ammoniakki (R-717) on myrkyllistä ja voi vuotojen sattuessa olla terveydelle haitallista.
• Haju: Joillakin luonnollisilla kylmäaineilla, kuten ammoniakilla, on voimakas ja epämiellyttävä haju.
• Yhteensopivuus: Kaikki luonnolliset kylmäaineet eivät ole yhteensopivia olemassa olevien kylmälaitteiden kanssa, mikä voi vaatia muutoksia tai komponenttien vaihtoa.
• Korkea paine: Hiilidioksidi (R-744) toimii erittäin korkeissa paineissa, mikä vaatii erityisiä ja kalliimpia laitteita.

Huolimatta näistä haitoista luonnolliset kylmäaineet ovat ympäristöystävällisempi vaihtoehto synteettisille kylmäaineille ja niitä käytetään yhä enemmän eri sovelluksissa.

Juotosliitosten valmistus kylmäalalla

Kapillaarijuotosliittimet koostuvat:

• hapettomasta kuparista Cu-DHP (CW024A, vähintään 99,90 % Cu)
• kupariseoksista, kuten messingistä (Cu-Zn39Pb2, Cu-Zn40Pb2)
• punametallista (CC499K, CuSn5Zn5Pb2-C)
• sekä erityisesti korkeapainejuotossovelluksiin transkriittisellä alueella kupari-rautaseoksesta CuFe (CuFe2P, CW107C)

Juotosliittimet kovaan tai pehmeään juottamiseen, kuten sarja 5000, vastaavat EN 1254 -standardia ja niitä voidaan käyttää lämmitys-, aurinko- ja paineilmajärjestelmissä sekä noin 40 barin korkeapainekäytöissä, kuten jäähdytys- ja kylmäkiertokuluissa. Nämä liittimet ovat metrisesti mitoitettuja, eli mitat ilmoitetaan millimetreinä.

Pehmeäjuotosliitos on käytettävissä vain enintään 110 °C:n käyttölämpötiloissa ja sitä käytetään silloin tällöin vielä juomavesialueella. Kaasu-, nestekaasu- ja öljyputkistojen juotosliitokset on kuitenkin tehtävä kovajuotoksena.

Huomautus: Koska aurinkolämpöjärjestelmien keräinpiirissä voi esiintyä yli 110 °C:n seisontalämpötiloja, sielläkin tulisi valita kovajuotosliitokset.

Tärkeitä huomioita kylmäaineputkien asennuksesta

Kylmäaineputkien kovajuotossa, esimerkiksi suoraan haihduttavissa lämpöpumpuissa, on työskenneltävä typen suojakaasuna tai muotoilukaasuna, jotta vältetään kuonan muodostuminen putken sisäpuolelle. Kuona voi vahingoittaa kompressoreita, tukkia venttiilejä ja edistää korroosiota.

Tukkeutumisten osalta puhtaus on ratkaisevaa. Lastut, kuona, juoksute tai kosteus putken sisäpuolella voivat johtaa happojen muodostumiseen, joka vahingoittaa moottorikäämejä tai aiheuttaa kuparipinnoitusta. Suojakaasut, kuten typpi tai typpi-vetyseokset, estävät kuonan muodostumisen. Vedyn osuus saa olla enintään 4 tilavuusprosenttia.

Kylmätekniikassa käytetään hopeajuotteen lisäksi fosforipitoisia juotteita, kuten L-Ag2P, SANHA®-kataloginumero 4936, tai L-CuP6 ja L-Ag5P. Ne mahdollistavat kupariputkien juottamisen ilman juoksutetta, koska fosfori estää hapettumisen. Kovajuotos tehdään EN ISO 17672 -standardin mukaisesti.

Korkeahopeapitoiset kovajuotteet on aina käsiteltävä juoksutteen kanssa. Kupariputkiasennuksissa ammoniakki- ja/tai rikkivetyä sisältävissä tiloissa, esimerkiksi maatalousrakennuksissa, on DVGW-työohjeen GW 2 mukaisesti korroosiovaurioiden välttämiseksi käytettävä aina korkeahopeapitoista juotetta. Asennus ja liitokset on näissä tapauksissa suojattava ulkoiselta korroosiolta, esimerkiksi korroosiosuojateipeillä tai kutistesukilla DIN 30672:n mukaisesti.

Putket kylmä- ja ilmastointitekniikassa

Kylmäaineputket yhdistävät sisä- ja ulkolaitteet. Halkaisija ja pituus riippuvat kylmäaineesta. R-410A mahdollistaa esimerkiksi pitkät, ohuet putkistojärjestelmät. Kylmäaineputkien lisäksi on ohjaus- ja kondensaatiojohtoja. Suoraan haihduttavat ilmastointilaitteet tunnetaan split-järjestelminä.

Ilmastointilaitteiden kanssa työskenneltäessä on huomioitava EN 378-2. Erottaa seuraavat putkistot:

• Imuputket
• Paineputket (kuumakaasu)
• Nestelinjat

Tärkeitä kohtia suunnittelussa ovat:

• Painehäviö
• Öljyn palautus
• Kompressorin suojaus

Kupariputket kylmätekniikassa

Kylmälaitoksissa saa käyttää vain EN 12735-1 -standardin mukaisia putkia. Kupari (Cu-DHP) soveltuu lämpötiloille −269 °C:sta +250 °C:een ja on kestävä useimmille kylmäaineille. CO₂-järjestelmät vaativat, kuten kaikki transkriittiset sovellukset, erityisen paineenkestäviä kupariseoksia.

Tähän kuuluu esimerkiksi CuFe.

Juotosliittimet transkriittiselle alueelle

SANHA® RefHP® korkeapainejuotosliittimet kupari-rautaseoksesta on suunniteltu vuosikymmenten kokemuksen perusteella erityisesti korkeampia käyttöpaineita varten, kuten CO₂:n kanssa, ja niitä voidaan käyttää jopa 130 barin paineessa.

Kupari-rautaliittimet soveltuvat erinomaisesti kaikkien markkinoilla olevien CuFe-putkien, kuten Mueller, Halcor, KME ja Wieland, liittämiseen. RefHP®:n avulla CO₂- ja muut transkriittiset piirit voidaan asentaa turvallisesti ja aikaa säästäen.

Erityisesti supermarketeissa, joissa jäähdytysjärjestelmät toimivat ympäri vuorokauden, voidaan säästää jopa 25 % energiaa. Toinen etu: SANHA® tarjoaa RefHP®:n mittoihin jopa 2 5/8″ asti.

Nykyään liittimiä käytetään lukuisissa tunnetuissa supermarketketjuissa Belgiassa, Alankomaissa, Ranskassa ja Saksassa, mutta myös datakeskuksissa tai muilla käyttöalueilla.

Paineliittimet jopa 48 bar:iin: ACR Copper Press

SANHA® on tuonut markkinoille uuden ACR Copper Press -puristusjärjestelmän sovelluksiin jopa 48 bar:iin asti. ACR Copper Press soveltuu monille tulevaisuuden kylmäaineille, VRF-/VRV-piireille, lämpöpumpuille ja muille.

Uusi järjestelmä erottuu lukuisilla ainutlaatuisilla ominaisuuksilla, jotka yhdessä takaavat maksimaalisen turvallisuuden. Samalla HVACR- ja VRV-/VRF-piirit, lämpöpumput ja muut sovellukset voidaan toteuttaa huomattavasti nopeammin.

Erityisesti saneerauksissa havaittiin tutkituissa projekteissa yli 30 %:n ajansäästö verrattuna perinteisiin menetelmiin, kuten laippojen käyttöön. Kapillaarijuottamiseen verrattuna etu on vielä suurempi, samalla kun liitoksen turvallisuus ja tiiviys ovat korkeimmalla tasolla.

Puristustekniikassa muodostetaan muotopitoinen liitos liittimen ja putken yhteisellä radiaalisella muodonmuutoksella. Tiivistystoiminnon väliaineen vuotoa vastaan hoitaa elastisesta muovista valmistettu tiivisterengas, tässä tapauksessa jopa kaksi tiivisterengasta tai kaksoistiivisterengas.

Tämä tarkoittaa, että liittimen ja putken liitos tehdään kaksoispuristuksella kummallakin puolella liittimiä (DualSeal™). Kahden tiiviste-elementin välinen sulkualue (TrapZone™), sen erittäin tiivistävä D-profiili ja erityisen pyöreä puristusprofiili tekevät liitoksista erittäin luotettavia ja pitkäikäisiä.

Kaikki tämä johtaa erittäin korkeaan turvallisuuteen kylmäainevuotoa vastaan. ACR Copper Pressiä tarjotaan ¼″:stä 1 3/8″:iin, mikä mahdollistaa myös suurempien piireiden helpon toteuttamisen.

Ruostumaton teräs vuodesta 2007: NiroTherm®

Ruostumaton teräsjärjestelmä NiroTherm® soveltuu subkriittisille jäähdytysjärjestelmille, kuten glykolille, ja lämmitysasennuksiin. Se otettiin käyttöön jo vuonna 2007. Esseniläisellä valmistajalla on näin ollen ylivoimaisesti pisin markkinakokemus tästä putkistojärjestelmästä.

Putket ja liittimet koostuvat austeniittisesta kromi-nikkeli-ruostumattomasta teräksestä, materiaalinumero 1.4301 (AISI 304; NiroTherm®-F: 1.4520/X2CrTi17), ja tarjoavat siten korkean suojan korroosiota vastaan, erityisesti myös ulkopuolelta.

Olipa kyseessä kondenssivesi, kostea lattia tai muut vaikutukset: Aika- ja henkilöstöintensiivinen suojamaalaus voidaan jättää pois korkean materiaalilaadun ansiosta. Etu on ilmeinen, sillä asentajat ja rakennuttajat säästävät näin paljon aikaa.

Uusien nikkelittömien NiroTherm®-F-putkien käyttöönoton myötä 1.4520 (X2CrTi17) järjestelmän taloudellisuus paranee entisestään. Ruostumaton teräsjärjestelmä soveltuu käytettäväksi jäähdytysasennuksissa glykolin kanssa.

Tuotevertailu: Mikä SANHA-ratkaisu on oikea?

Yhteenveto

SANHA® tarjoaa kylmäasentajille laajan valikoiman putkistojärjestelmiä ilman kompromisseja turvallisuudessa. Valmistuslaatu valvotaan jatkuvasti tiukasti.

Lisäksi ei valvota vain tuotteen laatua, vaan myös jatkuvien laadunvalvontojen tehokkuutta tarkastetaan säännöllisesti neutraalien tarkastuslaitosten toimesta tiukkojen sääntöjen, kuten Gütegemeinschaft Kupferrohr e. V. ja DVGW, mukaisesti.

Korkealaatuisten materiaalien ja liitäntätekniikoiden ansiosta kylmä- ja jäähdytysaineputket voidaan valmistaa nopeasti, taloudellisesti ja lisäksi turvallisesti, ja järjestelmiä voidaan käyttää tehokkaasti.