Učinkovite i sigurne cijevne veze u rashladnoj tehnici

Tipična područja primjene

• Rashladni i hladionički sustavi: Učinkovita rješenja za supermarkete, hotele i industriju
• Toplinske pumpe: Moguće jednostavne, vremenski štedljive press veze
• Komericijalna rashladna tehnika: Savršeno prilagođena zahtjevima, fleksibilan izbor materijala i tehnike spajanja
• Industrijsko hlađenje: Idealno za proizvodne procese s visokim zahtjevima na otpornost na pritisak i temperaturu

Trenutni izazovi rashladne i klimatizacijske tehnike iz perspektive instalacijskih poduzeća

• Visoki radni pritisci i temperature: U rashladnoj tehnici cjevovodi i druge komponente moraju izdržati ekstremne radne pritiske i temperature, posebno u transkritičnom području. To zahtijeva korištenje visokokvalitetnih materijala i pažljivu obradu kako bi se izbjegle curenja i kvarovi sustava.
• Odabir materijala i tehnike spajanja: Odabir pravog materijala i tehnike spajanja ključan je za dugovječnost i učinkovitost rashladnih sustava. Bakar, bakrene legure i posebni materijali poput CuFe2P često se koriste. Različite tehnike spajanja poput lemljenja, prešanja ili savijanja imaju svoje prednosti i nedostatke, a odluka često ovisi o poslovnim preferencijama i specifičnim zahtjevima primjene.
• Novi propisi i ekološki zahtjevi: S rastućom sviješću o zaštiti okoliša i klime, poduzeća se suočavaju s izazovom implementacije ekološki prihvatljivih i energetski učinkovitih rješenja. To zahtijeva ne samo tehničko znanje, već i ulaganja u nove tehnologije i materijale. Posebno je F-plin regulativa izazov za industriju. Fluorirani staklenički plinovi (F-plinovi) su skupni naziv za HFC-ove (fluorougljikovodike), PFC-ove (perfluorougljikovodike) i SF₆ (sumporheksafluorid).

  F-plinovi imaju vrlo visok GWP (Global Warming Potential). To znači da imaju veliki negativan utjecaj na globalno zagrijavanje. HFC-ovi najviše doprinose emisijama F-plinova. Kao alternativni rashladni medij u rashladnim primjenama može se koristiti CO₂. EU je stoga odlučila o postupnom ukidanju korištenja F-plinova:

  • Od 2027.: Zabrana F-plinova s potencijalom stakleničkih plinova (GWP) većim od 150 u novim toplinskim pumpama i klima uređajima.
  • Od 2035.: Zabrana svih ne-prirodnih rashladnih medija u toplinskim pumpama i klima uređajima, uključujući one s niskim GWP-om.
  • Od 2050.: Potpuno ukidanje korištenja HFC-ova (djelomično fluoriranih ugljikovodika).
• Instalacija i održavanje: Instalacija i održavanje rashladnih i klimatizacijskih sustava zahtijeva kvalificirano stručno osoblje i pažljivo planiranje. To uključuje odabir pravih komponenti, stručnu instalaciju i redovite radove održavanja kako bi se maksimizirala trajnost sustava.

Vrste spojeva

Rashladne cijevi mogu se u osnovi povezati lemljenjem, prešanjem ili savijanjem. Svaka tehnika ima svoje prednosti i nedostatke. Često poduzeća iz različitih razloga, primjerice zbog jednostavnijeg skladištenja ili specijalizacije, koriste samo jednu tehniku spajanja. To je potpuno prikladno jer odluku treba donijeti rashladni tehničar, a ne proizvođač.

Najčešći rashladni mediji

Najčešći rashladni mediji mogu se podijeliti u dvije glavne kategorije: prirodni i sintetički rashladni mediji.

Prirodni rashladni mediji

• Amonijak (R-717): Često se koristi u industrijskim rashladnim sustavima jer ima visoku energetsku učinkovitost i nema izravne učinke stakleničkih plinova.
• Ugljični dioksid (R-744): Često se koristi u supermarketima i prehrambenoj industriji. Ima vrlo nizak potencijal stakleničkih plinova.
• Propan (R-290): Ugljikovodik koji se koristi u kućanskim hladnjacima i malim klima uređajima.
• Butan (R-600a): Također ugljikovodik koji se koristi u kućanskim uređajima poput hladnjaka.
• Voda (R-718): Koristi se u posebnim primjenama poput velikih klima uređaja i toplinskih pumpi.

Sintetički rashladni mediji

• R-134a: Široko korišten rashladni medij u auto klima uređajima i kućanskim hladnjacima.
• R-410A: Često se koristi u modernim klima uređajima i toplinskim pumpama.
• R-32: Noviji rashladni medij s manjim potencijalom stakleničkih plinova od R-410A, koji se sve više koristi u klima uređajima.

R-134a, R-410A i R-32 spadaju u F-plinove.

Ovi rashladni mediji se biraju ovisno o primjeni i zahtjevima okoliša. Prirodni rashladni mediji su često ekološki prihvatljiviji, dok sintetički rashladni mediji mogu biti učinkovitiji u određenim primjenama.

Nedostaci prirodnih rashladnih medija

Prirodni rashladni mediji imaju mnoge prednosti, ali postoje i neki nedostaci koje treba uzeti u obzir:

• Zapaljivost: Mnogi prirodni rashladni mediji poput propana (R-290) i butana (R-600a) su zapaljivi i predstavljaju rizik od eksplozije.
• Toksičnost: Amonijak (R-717) je otrovan i može biti štetan za zdravlje u slučaju curenja.
• Miris: Neki prirodni rashladni mediji, poput amonijaka, imaju jak i neugodan miris.
• Kompatibilnost: Nisu svi prirodni rashladni mediji kompatibilni s postojećim rashladnim sustavima, što može zahtijevati prilagodbe ili zamjenu komponenti.
• Visoki pritisak: Ugljični dioksid (R-744) radi pri vrlo visokim pritiscima, što zahtijeva posebnu i skuplju opremu.

Unatoč ovim nedostacima, prirodni rashladni mediji su ekološki prihvatljivija alternativa sintetičkim rashladnim medijima i sve se više koriste u različitim primjenama.

Izrada lemljenih spojeva u rashladnom području

Kapilarni lemljeni fitinzi sastoje se od:

• deoksidiranog bakra Cu-DHP (CW024A, najmanje 99,90 % Cu)
• bakrenih legura poput mesinga (Cu-Zn39Pb2, Cu-Zn40Pb2)
• crvenog mesinga (CC499K, CuSn5Zn5Pb2-C)
• kao i, posebno za visokotlačne lemljene primjene u transkritičnom području, od bakreno-željezne legure CuFe (CuFe2P, CW107C)

Lemljeni fitinzi za tvrdo ili meko lemljenje, kao što je serija 5000, odgovaraju EN 1254 i mogu se koristiti u sustavima grijanja, solarne energije i komprimiranog zraka, kao i do otprilike 40 bara u visokotlačnim primjenama poput rashladnih i rashladnih krugova. Ovi fitinzi su metrički, što znači da se dimenzija navodi u milimetrima.

Meko lemljeni spoj može se koristiti samo do radnih temperatura od maksimalno 110 °C i povremeno se još koristi u području pitke vode. Lemljeni spojevi u plinskim, ukapljenim plinskim i uljnim cjevovodima moraju se izvoditi samo kao tvrdo lemljenje.

Napomena: Budući da u kolektorskom krugu termalnih solarnih sustava mogu nastati temperature mirovanja veće od 110 °C, tamo bi također trebalo odabrati tvrdo lemljenje za lemljene spojeve.

Važne napomene za instalaciju rashladnih cjevovoda

Pri tvrdom lemljenju rashladnih cjevovoda, na primjer kod toplinskih pumpi s izravnim isparavanjem, mora se raditi pod dušikom kao zaštitnim ili formirajućim plinom kako bi se spriječilo stvaranje naslaga unutar cijevi. Naslage mogu oštetiti kompresore, začepiti ventile i potaknuti koroziju.

Što se tiče začepljenja, čistoća je ključna. Strugotine, naslage, fluks ili vlaga unutar cijevi mogu dovesti do stvaranja kiseline koja napada namotaje motora ili uzrokuje bakrenu prevlaku. Zaštitni plinovi, poput dušika ili mješavina dušika i vodika, sprječavaju stvaranje naslaga. Udio vodika ne smije prelaziti 4 vol.-%.

U rashladnoj tehnici, osim srebrnog lema, koriste se fosforni lemljeni materijali, poput L-Ag2P, SANHA®-kataloški broj 4936, ili L-CuP6 i L-Ag5P. Oni omogućuju lemljenje bakrenih cijevi bez fluksa, jer fosfor sprječava oksidaciju. Tvrdo lemljenje se provodi prema EN ISO 17672.

Visokosrebrni lemljeni materijali uvijek se moraju koristiti s fluksom. Za instalacije bakrenih cijevi u prostorijama s atmosferom koja sadrži amonijak i/ili sumporovodik, na primjer u poljoprivrednim zgradama, prema DVGW-radnom listu GW 2, kako bi se izbjegla korozijska oštećenja, općenito se mora koristiti visokosrebrni lem. Instalacija i spojevi u tim slučajevima moraju biti zaštićeni od vanjske korozije, na primjer s trakama za zaštitu od korozije ili skupljajućim cijevima prema DIN 30672.

Cjevovodi u rashladnoj i klimatizacijskoj tehnici

Rashladni cjevovodi povezuju unutarnje i vanjske uređaje. Promjer i duljina ovise o rashladnom mediju. R-410A omogućuje, na primjer, duge, tanke sustave cjevovoda. Osim rashladnih cjevovoda, postoje upravljački i kondenzatni cjevovodi. Klima uređaji s izravnim isparavanjem nazivaju se split sustavi.

Pri radu na klima uređajima treba obratiti pažnju na EN 378-2. Razlikuju se sljedeći cjevovodi:

• Usisne cijevi
• Tlačne cijevi (vrući plin)
• Tekuće cijevi

Važne točke pri planiranju su:

• Pad tlaka
• Povrat ulja
• Zaštita kompresora

Bakarne cijevi u rashladnoj tehnici

Za rashladne sustave smiju se koristiti samo cijevi prema EN 12735-1. Bakar (Cu-DHP) je prikladan za temperature od −269 °C do +250 °C i otporan je na većinu rashladnih medija. CO₂ sustavi, kao i sve transkritične primjene, zahtijevaju posebno tlačno otporne bakrene legure.

To uključuje, na primjer, CuFe.

Lemljeni fitinzi za transkritično područje

SANHA® RefHP® visokotlačni fitinzi od bakreno-željezne legure razvijeni su na temelju desetljeća iskustva u području lemljenih fitinga posebno za veće radne pritiske, primjerice s CO₂, i mogu se koristiti do 130 bara.

Fitingi od bakreno-željezne legure idealni su za povezivanje svih uobičajenih CuFe cijevi od Mueller, Halcor, KME i Wieland. S RefHP® sustavima CO₂ i drugim transkritičnim krugovima mogu se sigurno i brzo instalirati.

Posebno u supermarketima, gdje rashladni sustavi rade 24 sata dnevno, može se uštedjeti do 25 % energije. Još jedna prednost: SANHA® nudi RefHP® u dimenzijama do 2 5/8″.

Fitingi se sada koriste u brojnim poznatim lancima supermarketa u Belgiji, Nizozemskoj, Francuskoj i Njemačkoj, ali i u podatkovnim centrima ili drugim područjima primjene.

Press fitinzi do 48 bara: ACR Copper Press

S ACR Copper Press, SANHA® je lansirala novi press sustav za primjene do 48 bara. ACR Copper Press prikladan je za brojne buduće rashladne medije, VRF-/VRV-krugove, toplinske pumpe i više.

Novi sustav se ističe brojnim jedinstvenim značajkama u industriji koje u kombinaciji osiguravaju najvišu razinu sigurnosti. Istovremeno, HVACR- i VRV-/VRF-krugovi, toplinske pumpe i druge primjene mogu se znatno brže realizirati.

Posebno kod renovacija, u istraženim projektima pokazala se ušteda vremena od preko 30 % u odnosu na klasične metode poput savijanja. U usporedbi s kapilarnim lemljenjem, prednost je još veća, uz istovremeno najvišu sigurnost i nepropusnost spoja.

Kod press tehnike, zajedničkom radijalnom deformacijom fitinga i cijevi stvara se čvrsta veza. Funkciju brtvljenja protiv izlaska medija preuzima umetnuti brtveni prsten od elastične plastike, u ovom slučaju čak dva brtvena prstena odnosno dvostruki brtveni prsten.

To znači da se veza između fitinga i cijevi ostvaruje dvostrukim prešanjem na svakoj strani fitinga (DualSeal™). Zona zadržavanja između dva brtvena elementa (TrapZone™), njezin visoko brtveni D-profil i posebno okrugli press profil čine spojeve izuzetno pouzdanim i dugotrajnim.

Sve to vodi do vrlo visoke sigurnosti protiv gubitka rashladnog medija. ACR Copper Press se nudi od ¼″ do 1 3/8″, čime se lako mogu realizirati i veći krugovi.

Nehrđajući čelik od 2007.: NiroTherm®

Sustav od nehrđajućeg čelika NiroTherm® prikladan je za rashladne sustave u subkritičnom području, poput glikola, i za instalacije grijanja. Uveden je već 2007. godine. Proizvođač iz Essena ima daleko najduže iskustvo na tržištu s ovim sustavom cjevovoda.

Cijevi i fitinzi izrađeni su od austenitnog krom-nikal nehrđajućeg čelika, broj materijala 1.4301 (AISI 304; NiroTherm®-F: 1.4520/X2CrTi17), i tako nude visoku zaštitu protiv korozije, posebno i izvana.

Bilo da se radi o kondenzaciji, vlažnom estrihu ili drugim utjecajima: Zaštitni premaz koji zahtijeva puno vremena i osoblja može se izostaviti zbog visoke kvalitete materijala. Prednost je očita, jer izvođači i investitori tako štede puno vremena.

Uvođenjem novih cijevi NiroTherm®-F bez nikla od 1.4520 (X2CrTi17) povećava se ekonomičnost sustava još jednom. Sustav od nehrđajućeg čelika prikladan je za uporabu u rashladnim instalacijama s glikolom.

Usporedba proizvoda: Koje SANHA rješenje je pravo?

Zaključak

SANHA® nudi rashladnim tehničarima širok izbor sustava cjevovoda bez kompromisa u sigurnosti. Kvaliteta proizvodnje se stalno strogo nadzire.

Osim toga, ne provjerava se samo kvaliteta proizvoda, već i učinkovitost tekućih kontrola kvalitete od strane neutralnih ispitnih ustanova prema strogim pravilima, primjerice Udruženja za kvalitetu bakrenih cijevi e. V. i DVGW, redovito se provjerava.

Zahvaljujući visokokvalitetnim materijalima i tehnologijama spajanja, rashladni i rashladni cjevovodi mogu se brzo, ekonomično i sigurno proizvesti, a sustavi učinkovito upravljati.