Oldja fel a Gordiuszi csomót

Oldd meg a csomót – a megfelelő technikával még gyúlékony hűtőközegekkel sem áll fenn robbanásveszély. (Ábra: ZIEHL-ABEGG)

Része egy áthatolhatatlan csomónak – az ECblue szellőztető technológia a Ziehl-Abegg-től. (Ábra: ZIEHL-ABEGG)

Uwe Michael Martin, osztályvezető az Axialventilatoren ZIEHL-ABEGG SE cégnél

Része egy áthatolhatatlan csomó megoldásának – az ECblue szellőztető technológia a Ziehl-Abegg-től. (Ábra: ZIEHL-ABEGG)

Már a korai történelemben is keresték a lehetőségeket arra, hogy helyeket találjanak saját jólétük vagy például élelmiszerek tárolására alkalmas klímaberendezések kialakítására. A modern hűtés technológia nem hiányozhat a háztartási vagy az ipari környezetből sem; a magán hűtőszekrény ugyanolyan fontos, mint az ipari hűtőberendezések. Míg évszázadokon át a jég és a hó kedvelt segédeszközök voltak a hőmérséklet szabályozására, addig az ipari forradalom során, a 19. században a kompressziós hűtőkör felfedezésével lépett szintet a hűtőgépek első generációja, amelyek technikai-kémiai folyamatokat használtak. A hűtőközeg alkalmazása ugyan irányt mutatott, de a hűtőgázok önmagukban ma is, mint tegnap, problémákat okoznak. Ezért szükséges a figyelem a készülékek optimalizálására, amelyek a hűtőközeggel érintkeznek vagy azokkal dolgoznak. Ezt érte el a Ziehl-Abegg az ECblue ventilátorokkal.

Gyúlékony, toxikus, környezetszennyező – a hűtőközeg kihívásként

Kétféle hűtőközeg létezik: természetes és szintetikus. Az elsőek olyan anyagok, amelyek a természetben fordulnak elő, például szénhidrogének, szén-dioxid vagy ammónia. A szintetikusokat mesterségesen állítják elő, ide tartoznak a (rész)halogénezett fluorkohlenvegyületek (FCKW vagy H-FCKW) és a (rész)halogénezett fluor- vagy hidrogénkohlenvegyületek (FKW vagy H-FKW). Mindkét típusnak megvannak az előnyei, de hátrányos tulajdonságokkal is rendelkeznek. Az első kompressziós hűtőrendszerekben természetes anyagokat használtak. Az éghetőségük és toxikusságuk miatt azonban, különösen szivárgás esetén, jelentős veszélyt jelentenek. Amikor az 1930-as években szintetikus hűtőközegeket vezettek be, halogénezett vízkohlenvegyületeken alapulva, amelyek nem éghetők és nem mérgezőek, ezeket a biztonságos hűtőközegeket ünnepelték, mint biztonsági anyagokat, és hosszú ideig megoldásnak tűntek. Az 1970-es években azonban kiderült, hogy ez nem így van, mivel a FCKW-k felelősek a ózonréteg lebomlásáért, ezért 1987-ben a Montreali Jegyzőkönyv egy nemzetközi környezetvédelmi egyezményt hozott, amely kötelezte a tagállamokat alternatívák keresésére. Ennek eredményeként a klórozott szénhidrogéneket fluorozott szénhidrogének váltották fel, amelyekben a klóratomokat részben vagy egészben fluor- vagy hidrogénatomokra cserélték. A történelem ismétli önmagát, és kiderült, hogy a FKW-gázok is erősen környezetszennyezőek, mivel magas GWP-értékkel (globális felmelegedési potenciál) rendelkeznek, azaz üvegházhatású gázok, így paradox módon a hűtőközegként való funkciójuk mellett jelentős szerepet játszanak a globális felmelegedésben. Ennek eredményeként született meg például az európai 517/2014 rendelet, más néven F-gáz rendelet (hatályba lépett 2015-ben), amely fokozatosan csökkenti a piacon elérhető fluor tartalmú hűtőközegek mennyiségét 2030-ig. Az, hogy mennyire sürgős a lépések megtétele, jól mutatja, hogy még a legelterjedtebb hűtőközeg, az R134a gyors betiltását sem tartják visszatartónak. Egyértelmű, hogy Európában a szintetikus hűtőközegek már nem játszanak nagy szerepet. A megoldás olyan gázok, amelyek nem károsítják az ózonréteget, és más módon sem szennyezik a környezetet, így ismét a természetes hűtőközegek kerülnek előtérbe. Ezáltal olyan problémákhoz nyúlunk vissza, amelyeket korábban már megoldottnak hittünk. Bár dolgoznak új gázok fejlesztésén, amelyek megfelelnek a követelményeknek és ugyanakkor megfelelő termodinamikai tulajdonságokkal rendelkeznek, középtávon a természetes, éghető hűtőközegek helyettesítése nem lehetséges a Very-Low-GWP alternatívák hiánya miatt, így a lehető legbiztonságosabb használatuk biztosítása elengedhetetlen.

Természetes hűtőközegekkel való kezelés – Éghetőség versus robbanásveszély

Álláspontok szerint a gyúlékony hűtőközegek veszélytelen alkalmazásához különleges ismeretek szükségesek, amelyeket irányelvek (például a Hessen/Türingia/Baden-Württemberg hideg- és klímatechnikai ipartestülete vagy az európai hűtő- és klímatechnikai alkatrészgyártók szövetsége, az ASERCOM által kidolgozott útmutatók) és képzések közvetítenek. A hűtőközeg kiválasztása általában befolyásolja a hűtőrendszer szerkezetét, a termikus tulajdonságokat és az energiafogyasztást; az a tény, hogy szinte valamennyi természetes hűtőközeg korlátozottan gyúlékony vagy magas gyulladási osztályba tartozik (a DIN EN 378 szerint az 1., 2., 2L és 3. osztályokba), hatással van az egész működésre. Így például az ipari alkalmazásban, ahol nagyobb teljesítmények miatt több töltet szükséges, szigorúbb védelmi intézkedéseket kell alkalmazni. Annak érdekében, hogy a gyúlékony hűtőközeg szivárgásakor a kockázat minimális legyen, a telepítési helynek kellően szabad térrel kell rendelkeznie a megfelelő hígítás biztosításához. Előfordulhatnak telepítési és töltési korlátozások egyes helyiségek vagy egész épületek esetében. A megelőző biztonság vagy vészhelyzet esetén optikai és akusztikus figyelmeztető jelek vagy szellőző rendszer lehet szükséges. A gyújtóforrásokat egyáltalán nem szabad a berendezések vagy hűtőcellák közelébe helyezni. A természetes hűtőközegek kezelése időnként egész berendezés- és alkatrészmódosításokat igényel, és hatással van a tanúsítványokra is. A szükséges különlegességek figyelembevétele az egész rendszer vagy az egyes részek esetében azonban zökkenőmentes működést biztosíthat. Kevésbé szigorú a természetes hűtőközeg és a potenciálisan robbanásveszélyes terület közötti kapcsolat, mint azt néha gondolnánk. Mivel a szénhidrogének robbanásveszélyes keverékeket alkothatnak a levegővel, a gyúlékony hűtőközegekkel működő berendezéseknél az ATEX 137 irányelv szerint a berendezés üzemeltetője köteles megállapítani a robbanásveszély mértékét, amelyet a zóna (a robbanás valószínűségén és időtartamán alapuló), a robbanáscsoport (egy anyagspecifikus jellemző és a gáz gyulladási képességét mérő érték) és a gyulladási hőmérséklet (az a hőmérsékletosztály, amely megmutatja, hogy egy felület a robbanásveszélyes környezetben mennyire mehet fel a maximális megengedett hőmérsékletre) szerint. Mivel a robbanásveszélyes környezet normál működés során nem fordul elő, csak akkor, ha például egy vezeték hibája miatt szivárgás történik, a hűtőközegeket az alacsony zónába sorolják. Általában az alacsonyabb robbanáscsoportba és hőmérsékleti osztályba tartoznak (amely magasabb felületi hőmérsékleteket tesz lehetővé). A robbanásvédelem szempontjából a természetes hűtőközegek nagyrészt nem kritikusak, különösen, ha megfelelő eszközöket alkalmaznak, amelyek kizárják a zavarokat, és biztosítják a gyúlékony hűtőközegek használatához szükséges feltételeket.   

A megfelelő eszköz – a Ziehl-Abegg ECblue ventilátora

A hűtés technikájának alapvető elemei a ventilátorok, különösen az axiális ventilátorok. Szintén fontos a biztonsági szempontok figyelembevétele a hűtőgépek tervezése során. A ventilátoroknak és motoroknak alkalmasnak kell lenniük a gyúlékony hűtőközegekkel működő berendezésekben való használatra, és meg kell felelniük a DIN EN 60335-2-40 (például hőszivattyúk és hűtőberendezések) vagy 2-89 (például kereskedelmi hűtőpultok) szabványoknak. Például, még ha normál működés során nincs is érintkezési pont, a gyúlékony hűtőgázok alkalmazásakor a legmelegebb elektromos alkatrész és a hűtőközeg öngyulladási hőmérséklete között hőmérsékleti különbséget kell tartani. Magasabb követelmények vannak robbanásveszélyes területeken. Mivel azonban, ahogy megállapítottuk, az Ex-zóna szinte nem játszik szerepet, a fent említett szabványok betartása általában teljes mértékben elegendő. Ezeket az előírásokat a Ziehl-Abegg ECblue axiális ventilátorai is teljesítik. Ezért problémamentesen alkalmazhatók gyúlékony hűtőközegekkel, az adott szabvány szerint, figyelembe véve az installáció és a használat speciális követelményeit. A Ziehl-Abegg ECblue technológia hozzájárul ahhoz, hogy megtörje a hűtőgázok problémakörének körkörös ciklusát, és biztosítja, hogy a hűtőkör tovább működjön még nehéz, de jelenleg alternatívák nélküli hűtőközegekkel is.