Kontrola szczelności i urządzenia pomiarowe w chłodnictwie

Standardowe wymogi w zakresie kontroli szczelności w odniesieniu do stacjonarnych urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych oraz pomp ciepła zawierających niektóre fluorowane gazy cieplarniane określone zostały w Rozporządzeniu Komisji (WE) NR 1516/2007 z dnia 19 grudnia 2007 r.

W dokumencie tym wyróżnione zostały następujące rodzaje kontroli szczelności:

• okresowe,
• po usunięciu nieszczelności,
• nowo zainstalowanych urządzeń.

Kontrola szczelności urządzeń napełnionych fluorowanymi gazami cieplarnianymi może być przeprowadzona jedynie przez personel posiadający tzw. certyfikat F-gazowy.

Okresowe kontrole szczelności

Kryterium kwalifikującym do obowiązkowej kontroli jest ilość czynnika chłodniczego zawartego w instalacji tzw. napełnienie, przeliczone w przypadku F-gazów na ekwiwalentną ilość dwutlenku węgla.

Tabela 1. Kryteria obowiązkowych kontroli szczelności zgodnie z Rozporządzeniem (UE) nr 517/2014:

*System wykrywania nieszczelności należy sprawdzać co 12 miesięcy, aby zapewnić jego należyte funkcjonowanie.

Okresowe kontrole szczelności mogą być przeprowadzane są za pomocą:

• metod pomiaru pośredniego,
• metod pomiaru bezpośredniego.

Metody pomiaru pośredniego stosuje się gdy do utraty szczelności dochodzi powoli oraz gdy urządzenia usytuowane są w miejscach o dobrej wentylacji. W celu wykrycia nieszczelności uprawniony personel przeprowadza kontrole wzrokowe i manualne urządzeń oraz dokonuje analizy jednego lub kilku z następujących parametrów:

• ciśnienia;
• temperatury;
• poboru prądu sprężarki;
• objętości uzupełnianego czynnika – ocena na podstawie wziernika.

Metody pomiaru bezpośredniego stosuje się w celu określenia dokładnej lokalizacji nieszczelności.

Pomiarów tych dokonuje się za pomocą:

• elektronicznych wykrywaczy nieszczelności (urządzenia wykrywające gaz),
• środków pieniących (mydliny, pianki),
• fluorescencyjnych barwników i lamp UV.

Elektroniczne wykrywacze nieszczelności (urządzenia wykrywające gaz). Najbardziej rozpowszechnione obecnie na rynku są urządzenia:

• z czujnikiem diodowym z zimna katodą, o czułościach od 2g/rok. Urządzenia te najczęściej przystosowane są do wykrywania całej grupy czynników chłodniczych CFC, HCFC, HFC oraz SF6 i ich mieszanin (nie wykrywają węglowodorów). Posiadają zwykle możliwość regulacji czułości.
• z czujnikiem typu „gorąca pentoda” – wykrywają nieszczelności od 3g/rok - charakteryzują się większą powtarzalnością wskazań oraz dłuższą bezawaryjną pracą od wykrywaczy z czujnikami diodowymi, wykrywają wszystkie gazy halogenowe CFC, HCFC, HFC. Przed użyciem wymagają rozgrzania czujnika.
• z czujnikiem półprzewodnikowym – bez pompki ssącej, konwekcyjne, o regulowanych czułościach od 10 do 30% DGW (dolnej granicy wybuchowości). Służą m.in. do wykrywania wycieków metanu, amoniaku, izobutanu, propanu, wodoru.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami elektroniczne wykrywacze nieszczelności muszą charakteryzować się minimalną czułością 5 g/rok i raz na 12 miesięcy należy poddawać je kontroli.

Wykrywanie nieszczelności za pomocą środków pieniących jest możliwe w przypadku instalacji będących pod ciśnieniem. Lokalizację nieszczelności przeprowadza się na niepracującej instalacji. Na rynku dostępnych jest wiele różnych produktów, zaleca się stosowanie tych, które charakteryzują się stabilną trwałą pianą.

Wykrywanie nieszczelności za pomocą fluorescencyjnych barwników i lampy UV może być stosowane w przypadku, gdy producent urządzenia dopuszcza zastosowanie barwników w instalacji chłodniczej. System ten pozwala na precyzyjną i szybką lokalizację miejsca wycieku. W skład zestawu wchodzi lampa UV, barwnik flouorescencyjny odpowiednio dobrany do rodzaju czynnika chłodniczego i oleju w kontrolowanej instalacji oraz specjalne okulary.

Ultradźwiękowe wykrywacze nieszczelności pracują w oparciu o technologię ultradźwiękową. Lokalizacja miejsca wycieku polega na wykrywaniu emisji ultradźwięków przez ulatniający się w miejscu wycieku gaz. Umożliwiają dokładną lokalizację nieszczelności. Rodzaj wykrywanego gazu nie jest istotny, podstawowe znaczenie ma różnica ciśnień. Są bardzo trwałe i trudne do uszkodzenia, zakłócenia ich wskazań powoduje emisja ultradźwięków z innych źródeł.

Operatorzy urządzeń chłodniczych zawierających fluorowane gazy cieplarniane w ilościach 500 ton ekwiwalentu CO₂ lub większej, zobowiązani są do wyposażania ich w system wykrywania wycieków. Poprawność działania tych systemów powinna być kontrolowana co najmniej raz na 12 miesięcy.

Stacjonarne systemy monitorowania wycieku przeznaczone są do monitorowania wycieku czynnika w danej strefie, a w przypadku jego stwierdzenia dają możliwość uruchomienia zewnętrznego alarmu powiadamiającego operatora.

 

Kontrole szczelności po usunięciu nieszczelności dla nowo zainstalowanych urządzeń

Ciśnieniowa próba szczelności za pomocą odtlenionego azotu jest najbardziej rozpowszechnioną i najczęściej stosowaną formą kontroli szczelności, przeprowadzana jest dla urządzeń nowo zainstalowanych i urządzeń eksploatowanych po usunięciu nieszczelności. Próba ta daje informację o wystąpieniu nieszczelności, ale nie wskazuje konkretnego miejsca jej wystąpienia. Podczas przeprowadzania ciśnieniowej próby szczelności, oprócz ciśnienia, należy kontrolować temperaturę, ponieważ jej zmiany mają wpływ na wartość odczytów ciśnienia.

Do prawidłowego jej przeprowadzenia wymagane jest następujące wyposażenie:

• butla z azotem,
• reduktor butlowy,
• manometr o odpowiednim zakresie,
• termometr,
• węże przyłączeniowe, 
• zegarek.

Parametry ciśnieniowej próby szczelności (w tym czasy trwania i ciśnienia prób) opisane są w normach: PN-EN378-2:2017-03, PN-EN 14276-1+A1:2011, PN-EN 14276-2+A1:2011.

System detekcji nieszczelności gazami znakującymi (detektor helowy lub wodorowy)
Polega na wprowadzeniu mieszaniny azotu z domieszką gazu znakującego (helu lub wodoru) do sprawdzanego elementu lub instalacji. Gaz znakujący ze względu na swoje właściwości ma znacznie wyższą od azotu zdolność do przenikania nawet przez najmniejsze nieszczelności, w efekcie ich lokalizacja za pomocą lokalizatora gazu znakującego, staje się łatwiejsza. Metoda jest bardzo dokładna, stosowana jest przez producentów przy produkcji seryjnej, np. zbiorników oraz przez personel serwisujący urządzenia.

Próba szczelności przez zanurzenie w kąpieli wodnej
Metoda podobnie jak ciśnieniowa próba szczelności polega na poddaniu badanego komponentu lub urządzeniu ciśnieniu próbnemu, z tą różnicą że podczas testu badane urządzenie zanurzane jest w kąpieli wodnej, często podświetlanej. W przypadku wystąpienia nieszczelności obserwujemy uciekające pęcherzyki gazu. Metoda odpowiednia jest dla małych urządzeń lub komponentów, pozwala na precyzyjną lokalizację miejsca wystąpienia nieszczelności.

Próżniowa próba szczelności polega na wytworzeniu w instalacji możliwie głębokiej próżni, za pomocą pompy próżniowej oraz kontroli utrzymywania się uzyskanego podciśnienia w instalacji za pomocą wakuometru. W celu szybszego uzyskania próżni zaleca się użycie więcej niż jednego złącza serwisowego w instalacji. Nieszczelność instalacji podczas próby próżniowej objawia się stopniowym wzrostem ciśnienia. W przypadku większych nieszczelności, mimo pracy pompy próżniowej nie udaje się uzyskać próżni w badanej instalacji. Metoda próżniowa jest mało dokładna z powodu niewielkiej możliwej do uzyskania różnicy ciśnień. Zalecane jest uzyskiwanie podciśnienia na poziomie niższym niż 270Pa. Ponadto odparowywanie wody w instalacjach zawilgoconych, lub resztek czynnika chłodniczego z oleju znacznie wydłuża próbę lub daje fałszywe wyniki.

Wymagania dla przyrządów służących do wykrywania nieszczelności i diagnostyki układów chłodniczych

Wykrywanie nieszczelności i naprawa urządzeń chłodniczych wymaga odpowiedniego wyposażenia pomiarowego, umożliwiającego właściwą diagnostykę. 

Wzorcowanie (kalibracja) przyrządów odbywa się poprzez porównanie wskazań przyrządu wzorcowanego bezpośrednio z państwowymi jednostki miary lub ze wskazaniami przyrządu będącego wzorcem odniesienia. 

Zaleca się, aby wszelkie przyrządy pomiarowe, których wskazania służą za podstawę: 

• sporządzania protokołów kontroli, dopuszczeń czy odbiorowych
• obliczeń, których wyniki dają informacje o wydajnościach
• pomiarów kontrolnych wykonywanych podczas okresowych kontroli szczelności
• wydawania opinii, ekspertyz itp.
• pomiarów mających wpływ na zdrowie lub życie ludzi
• wytwarzania produktów żywnościowych, farmaceutycznych i chemicznych
• pracy urządzeń zapewniających wymagane parametry przechowywania i transportu leków i żywności
• kontroli i monitorowania parametrów w lodówkach, chłodniach, zamrażarkach oraz cieplarkach, suszarkach, autoklawach, sterylizatorach, piecach, komorach klimatycznych
• kontroli procesów i otoczenia w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym
• systemów monitorowania parametrów temperatury, wilgotności, prędkości powietrza w chłodniach, mroźniach, magazynach
• monitorowania temperatury w specjalnych środkach transportu dla szybko psujących się produktów spożywczych i farmaceutycznych

były okresowo wzorcowane, tzn. musi być dla nich zachowana spójność pomiarowa

Okresowe wzorcowanie przyrządów pomiarowych, pozwala mieć pewność co do mierzonych parametrów układu chłodniczego i potwierdza wiarygodność wykonywanych pomiarów. Przyczynia się w znacznym stopniu do podniesienia jakości i wydajności świadczonych usług.

Zapraszamy do korzystania z usług naszego Laboratorium w zakresie sprawdzania i wzorcowania elektronicznych wykrywaczy nieszczelności, termometrów, manometrów, multimetrów tych wszystkich, którzy wykonują prace serwisowe oraz próby ciśnieniowe w branży chłodniczej i klimatyzacyjnej. Świadczymy również usługi dla branży transportowej m. in. w zakresie certyfikacji izotermicznych środków transportu oraz sprawdzania termografów służących do rejestracji temperatur przy przewozie artykułów szybko psujących się oraz leków, a także wykonujemy okresowe kontrole szczelności instalacji chłodniczych. 

Więcej informacji oraz wzory zleceń na naszej stronie internetowej www.coch.pl

Zapraszamy do kontaktu oraz współpracy.

Dane kontaktowe: 
mgr inż. Mateusz Głąb 
tel. 12 637 08 57
tel. kom. 502 334 462
e-mail: lab.akp@coch.pl