HORĽAVÉ CHLADIVÁ VYRAĎUJÚ SKLENÍKOVÉ CHLADIVÁ

 

HORĽAVÉ CHLADIVÁ VYRAĎUJÚ SKLENÍKOVÉ CHLADIVÁ

Horľavé chladivá v súčasnej a norme EN 378 v revízii

Doc. Ing. Peter Tomlein, CSc., podľa GIZ, REA4L, SZ CHKT, ..

 

Chladiarenské spoločnosti a prevádzkovatelia chladiacich okruhov majú príležitosť podporiť zelenú transformáciu potrebnú na dosiahnutie globálnych environmentálnych cieľov. Nariadenia EÚ o F-plynoch a pripravované obmedzenia na PFAS chladivá motivujú, aby v nových systémoch sa používali tzv. prírodné chladivá, ak je to ekonomicky možné.

Počas posledných desaťročí, sektor chladenia vyvinul alternatívne systémové riešenia pre väčšinu aplikácií, ktoré sú schopné zabezpečiť energeticky účinné chladenie a vykurovanie s horľavými chladivami.

 

Sú normy a predpisy

Na bezpečnú implementáciu systémov s horľavými chladivami. Komunikácia smerom k vlastníkom a koncovým užívateľom je kľúčom k zrýchleniu miery implementácie. Know-how, prenos znalostí a školenia na všetkých úrovniach umožňujú prechod od systémov na báze F-plynov k tzv. čistým riešeniam.

Koncoví užívatelia by mali tam, kde je to výhodné uprednostniť technológie odolné voči očakávaným zmenám v budúcnosti. Horľavé chladivá sa stali bežnými chladivami a zručnosti na prácu s nimi sa v praxi dosahujú rôznymi spôsobmi.

Vnímanie koncového používateľa

Vlastník, používateľ chladiacich zariadení vníma:

  • Investičnénáklady na nákup zariadení s tzv. prírodnými chladivami. 
  • Prevádzkové náklady na energie, pravidelné kontroly tesnosti chladiacich okruhov, náklady na úniky chladiva, a následné opravy. 
  • Uvedomenie si zodpovednosti za vplyv na životné prostredie spôsobený únikmi chladiva a spotrebou energie. 

Ak má vlastník informácie o vplyve chladiva na životné prostredie a zdravie človeka, potom nákladový aspekt nemusí byť nevyhnutne jediným/hlavným rozhodovacím kritériom. Cena je stále dominantným faktorom na rozhodovanie. Ale nastavený plán postupného vylučovania chladív s vyšším skleníkovým vplyvom núti sektor chladenia zvažovať do budúcnosti technológie chladenia, čerpania tepla nielen so syntetickými ale aj s tzv. prírodnými chladivami. 

Vlastník pri súčasnom trende zmien chladív si kladie otázku: 

„Nebudem musieť investovať peniaze viakrát do zmien chladív počas nasledujúceho desaťročia?“.

Verejné obstarávanie podporuje zelený prechod, zohľadňuje obmedzenia PFAS chladív. Postupy obstarávania by mali prispievať k znižovaniu škodlivého vplyvu na životné prostredie a podporovať riešenia šetrné voči klíme, ak je to ekonomicky relevantné.

 

Vnímanie  chladiarenských firiem

Chladiace systémy na báze tzv. prírodných chladív sa intenzívne vyvíjajú od zavedenia Montrealského protokolu pred takmer 3 desaťročiami. Mnoho energeticky a nákladovo efektívnych systémov, najmä pre tepelné čerpadlá a supermarkety je dostupných na trhu. Komerčné chladenie má za sebou množstvo úspešných realizácií s vysokou mierou rastu smerujúcou k zjednodušeniu a zvyšovaniu efektívnosti. Chladenie, klimatizácia, tepelné čerpadlá s tzv. prírodnými chladivami (R744, R717, R723, R290, R600a, R1270,...) postupne nasledujú tento trend s podporou právnych a technických noriem.

Chladivá, škodlivé pre životné prostredie a ľudské zdravie, zatiaľ pokrývajú najziskovejšie trhy v strednom teplotnom rozsahu. Nie sú pochybnosti o tom, že sektor chladenia postupne bude opúšťať syntetické chladivá a vráti sa k používaniu tzv. prírodných a teda aj horľavých chladív.

 

Odborníci s úlohami na chladiacom okruhu obsahujúcom horľavé chladivo

Chladivo sa považuje za horľavé podľa definície v norme ISO 817, ktorá definuje rôzne triedy horľavosti: horľavosť, nižšia horľavosť a vyššia horľavosť. Odborníci na vykonávanie montáží, údržby, opráv chladiaceho okruhu obsahujúceho horľavé chladivo musia byť vzdelávaní z hľadiska úloh kontroly úniku, údržby okruhu, plnenia a odberu chladiva.

 

Mechanizmy EÚ a SR na dosahovanie  bezpečnosti sa zameriavajú na:

  • Výrobky – EU smernice MD, EMC, LVD, PED,  CE prehlásenie zhody, či môžu pracovať v ATEX prostredí

                                                                                                          

 

Podľa doterajších skúseností, pokiaľ sa chladiace okruhy s chladivami navrhujú podľa normy STN EN 378 1-4 a výrobkových noriem STN EN 600335-2-89,40 tak neprichádza ku konfliktom so slovenskou legislatívou na požiarnu bezpečnosť stavieb.

 

Právne normy Strojná smernica MD 2006/42/EC

1.5.7 Stroje musia byť navrhované tak, aby sa zamedzilo riziku výbuchu
Príloha 1 Požiadavky na bezpečnosť pri návrhu strojných zariadení

 

  • Strojná smernica 2006/42/EC (MD) – na stroje – a EN 378 1-4 deklarácia zhody
  • ATEX 2014-34-EU – na explozívne prostredie a 1999/92/EC článok 4

Vzťah medzi MD a ATEX:

  • MD - všeobecné požiadavky na ochranu pred výbuchom v stroji. 
  • ATEX konkrétne požiadavky na ochranu pre potencionálne výbušnou atmosférou.

Hoci ATEX nie je určená na riziká výbuchu v stroji samotnom, požiadavky ATEX musia byť splnené na miestach, kde je riziko potenciálne výbušnej atmosféry EN 60079-10-1. Chladiace okruhy výbušné prostredie nevytvárajú. EN378-2 body 15 a 16.

 

Analýza rizík

  • Výrobcovia vykonávajú analýzu rizík na stroji podľa MD (nevedia, v akých podmienkach bude stroj inštalovaný)
  • Prevádzkovatelia vykonávajú analýzu rizík na mieste inštalácie aj podľa ATEX. Analýza prevádzkovateľa podľa Nar. 89/391/EU článok 9 a 16(1) má prednosť pre strojnou, pretože ide o riziká v konkrétnom umiestnení a v konkrétnych podmienkach. Riziko výbuchu musí byť hodnotené komplexne.

 

Príklady nehôd s horľavými chladivami

  • 10. augusta 2021 v Asti prišiel o život 56-ročný údržbár pri oprave chladiacej miestnosti v komerčnej prevádzke, uviedol Marco Massini, Milano, 2025.Počas zásahu chladiaca miestnosť explodovala, čo spôsobilo popáleniny na viac ako 70 % tela technika, ktorý krátko nato zomrel.
  • K nehode došlo, keď technik zváral prasknutú rúru v chladiacom systéme. Zasiahol ho náhly plameň. 
  • Sudca poukázal na nedostatočnú analýzu rizík, zlú klasifikáciu pracovných priestorov a nedostatok primeraného školenia pracovníkov.
  • Majiteľ údržbárskej firmy odsúdený na jeden rok a osem mesiacov za to, že umožnil technikovi pracovať v strojovni bez vetrania, bez primeraného školenia a bez osobných ochranných prostriedkov.
  • Majiteľ obchodu, ktorý dostal osemmesačný trest za to, že údržbárskej spoločnosti neposkytol podrobné informácie o rizikách pracovného prostredia, ktoré bolo úzke a bez vetrania.

 

Inštalačná spoločnosť sa nemôže vyviniť

         Ďalší zaujímavý prípad sa týka zodpovednosti inštalatérov systémov, ktorý zdôrazňuje, ako súdy:

  • odsúdili inštalatérov za nedbanlivosť alebo zavinenie v prípade porúch, ktoré viedli k škodám (Casacione, 2022).

To ukazuje, že inštalatér má aktívnu úlohu:

  • pri posudzovaní rizík a nemôže sa obmedziť len na pasívne plnenie pokynov zákazníka.
  • Je zaujímavé poznamenať, že žiadosť o výnimku z bezpečnostných pravidiel nemusí pochádzať od klienta (ale môže ju navrhnúť aj projektant alebo montážnik), ale ako zdôraznili najvyšší sudcovia, okolnosť, že zhotoviteľ vykonáva prácu na projekte klienta, ktorý poskytuje indikáciu alebo analýzu rizík, ..), ho len z tohto dôvodu nedegraduje na úroveň „nudus ministra“ (sluhu).

 

Ústnym podaním sú známe nasledovné prípady:

  1. Vstup do priestorov s propánom bez detektora!
  2. Práca v nevetraných priestoroch s unikajúcim propánom.
  3. Vypúšťanie a spájkovanie bez vákuovania a prietoku dusíka
  4. ostáva zbytkové chladivo propán v oleji 
  5. Vypúšťanie propánu v suteréne bez odvetrania. 
  6. Retrofit s horľavým chladivom.
  7. Demontáž jednotky s únikom bez odobratia chladiva.
  8. Upchatá, zavretá kapilára s kvapalinou pred kapilárou a spájkovanie.
  9. Únik cez priechodku elektro káblov na kompresore.
  10. Únik acetylénu a spájkovanie v priestore na okruhu s propánom.
  11. Vypúšťanie, únik do okolia v blízkosti iskier z karbofrézky, zvárania, cigarety, ..)
  12. Únik propánu do vody pri nepriamom chladení s uvoľnením do priestoru s iskrením.

Naľavo výbuch v obchodnom dome v Tamahere NZ. Pravidelne unikal propán. V novembri 2007 uniklo na mieste 80 kg propánového plynu, len päť mesiacov pred výbuchom chladiarne pre servise. Napravo výbuch a požiar v chladiarenskom sklade v Dissene
v nemeckom Osnabrücku spôsobil unikajúci propán pri vykonávaní servisných prác.

 

Európska norma EN 378:2016 je vo fáze zmien 

Európska organizácia pre normalizáciu CEN poskytla na verejné preskúmanie revíziu široko používanej normy EN 378 pre chladiace systémy.

Je niekoľko významných zmien, ktoré budú mať vplyv na návrh a inštaláciu systémov chladenia, klimatizácie a tepelných čerpadiel vyrábaných vo výrobe aj na mieste.

 

Súčasná norma a navrhovaná revízia

Norma EN 378:2016 Chladiace systémy a tepelné čerpadlá – Bezpečnostné a environmentálne požiadavky, bola naposledy publikovaná v roku 2016 a pozostáva zo štyroch častí:

• Časť 1: Základné požiadavky, definície, klasifikácia a výberové kritériá

• Časť 2: Návrh, konštrukcia, skúšanie, označovanie a dokumentácia

• Časť 3: Miesto inštalácie a ochrana osôb

• Časť 4: Prevádzka, údržba, oprava a uvedenie do prevádzky

 

Navrhovaná revízia obsahuje niekoľko hlavných zmien, vrátane týchto:

  • Metóda na stanovenie limitov náplne pre horľavé chladivá (týkajúce sa prístupových kategórií osôb a triedy umiestnenia chladiaceho okruhu.
  • Súčasná príloha E časti 1 „Bezpečnostná klasifikácia a informácie o chladivách“ by sa stala novou časťou 5. Cieľom je umožniť jednoduchšiu revíziu, zavádzaním nových chladív.
  • EN 378 časť 4 by sa nahradila normou EN ISO, pretože je v súlade s ISO 5149. Nedošlo by k podstatnej zmene technického obsahu.
  • ISO 5149: Zatiaľ čo CEN norma EN 378-4 platí v členských štátoch EÚ, existuje podobná medzinárodná norma ISO 5149. EN378-4 a ISO 5149 sa môžu zosúladiť. V častiach 1, 2 a 3 však zatiaľ existujú významné rozdiely. 

 

Technická komisia CEN pracovná skupina TC182 WG06

Pripravovala revíziu niekoľko rokov. Pracovná skupina pozostáva z expertov z celej Európy, ktorí sa stretávajú niekoľkokrát do roka. Odborníci sú nominovaní prostredníctvom národných normalizačných organizácií členských krajín CEN. Návrh revízie schválil CEN pre verejný prieskum , ktorý bol už ukončený.

 

Formálne i vecné pripomienky

Je známe, že viaceré členské krajiny vzniesli formálne i vecné pripomienky. Vecné pripomienky sa týkajú najmä dvoj i viackrát navýšených dovolených limitov náplní horľavých chladív, s nie úplne jednoznačne stanovenou analýzou rizík a užšou prepojenosťou častí 1,2,3 pre splnenie bezpečnostných požiadaviek nebezpečia požiaru a výbuchu. Zvýšené náplne by neboli kritickou otázkou pri definovanom faktore koncentrácie, ak by bola norma EN 378 zosúladená s normami pre ochranu pred požiarom a výbuchom. Napríklad, ak v revidovanej norme prEN 378 povolená náplň v jednom okruhu vo vetranom kryte môže vzrásť z 5 kg na 25 kg – bude nutné doplnenie posúdenie rizika alebo klasifikácie nebezpečného priestoru, ako to vyžaduje norma EN ISO 60079-10-1.

 

Regulačná hierarchia

Problematicky sa posudzuje regulačná hierarchia, podľa ktorej zvyčajne prioritou 1 je chladiaci systém so zvýšenou tesnosťou, minimálnou náplňou chladiva a nepretržitým vetraním. Až potom prichádza priorita 2 – ochrana proti zdrojom zapálenia.

V norme prEN 378 bude potrebné predovšetkým doplniť a venovať vyššiu pozornosť hodnoteniu rizík a klasifikácii nebezpečných priestorov a následne ochrane zdrojov zapálenia.

 

Všeobecná zhoda na potrebe revízie normy EN 378 1-4

Ide o pripomienky, ktoré je potrebné posúdiť a zapracovať. Je všeobecná zhoda, že revízia normy EN 378 1-4 je potrebná. Bude preto snaha o jej schválenie v roku 2026, tak aby sa vo väčšej miere mohli bezpečne používať ekologické chladivá a mohli byť používané v súlade s požiadavkami nariadení o F plynoch.

 

Štruktúra súčasne platnej normy EN 378 1-4

Príprava konečného návrhu a zverejnenie novej normy

Všetky pripomienky sú teraz na posúdení pracovnej skupine TC182. Na preskúmanie a prediskutovanie pripomienok sú 4 mesiace (október 2025 až január 2026)  s cieľom pripraviť normu na predloženie TC182 na konečné hlasovanie a zverejnenie. 

Konečné hlasovanie sa očakáva okolo mája 2026. Ak záverečné hlasovanie normu schváli, potom bude norma EN 378:2026 zverejnená a súčasne platná EN 378:2016 bude stiahnutá.

 

Štruktúra pripravovanej normy EN 378 1-5

Interakcia medzi technickými normami CEN (ISO) a CENELEC (IEC)

Požiadavky vo výrobkových normách napríklad ISO EN 600335-2-89 alebo 40 majú prednosť pred všeobecnými normami akou je norma EN 378. Napríklad na limity náplní chladiva v okruhu bez ohľadu na veľkosť obsadeného priestoru.

Požiadavky vo výrobkových normách majú prednosť pred všeobecnými normami.

 

Dovolená náplň sólo jednotiek v komečnom chladení

Jedným z príkladov prednosti výrobkovej normy pred všeobecnou je dovolená náplň v sólo samostatných chladiacich okruhov v komerčnom chladení. Vo výrobkovej norme ISO 600335-2-89 je zvýšená voči norme EN 378-1 zo 150 g na 500 g. Výrobca však musí splniť podmienky tesnosti, vibrácií a iné preukázané treťou stranou a tiež nové povinnosti sú aj v prevádzke týkajúce sa napríklad umiestnenia, vetrania, ... 

Sólo jednotky s odovzdaním tepla do priestoru alebo do vodného systému

Do nákladov môže vstúpiť aj vodný systém chladenia kondenzátorov sólo jednotiek s propánom s čiastočným využitím získaného tepla na vykurovanie a teplú vodu mimo letného obdobia, pokiaľ teplo vypustené do predajne sa nebude mariť vetraním prípadne klimatizáciou. Je tak na výrobcovi a tiež prevádzkovateľovi, ktorý systém upredností z prevádzkového, ekologického a ekonomického hľadiska.

 

Výpočet dovolenej bezpečnej náplne chladiva podľa normy STN EN 378-1 súčasná

Časť 1 norma EN 378 zahŕňa výpočet max bezpečnej náplne chladiva m.sl, ktorá je nižšou z porovnania max náplne podľa limitu toxicity a max náplne podľa dolnej hranice horľavosti pre daný objem priestoru daný výškou h a plochou A, do ktorého môže vniknúť náplň chladiva:

m.sl = nižší z:

m.tl    alebo   m.fl      =>  PL

m.tl = PL x V

m.fl = 0,2 x LFL x (h x A) = PL x V

 

Výpočet dovolenej bezpečnej náplne chladiva podľa normy STN EN 378-1 súčasná

Časť 1 norma EN 378 zahŕňa výpočet max bezpečnej náplne chladiva m.sl, ktorá je nižšou z porovnania max náplne podľa limitu toxicity a max náplne podľa dolnej hranice horľavosti. Rozdiel pre m.fl je v nahradení limitu 20% z LFL pohyblivým F faktorom. Praktické limity sa menia s F faktorom koncentrácie:

m.fl = F x LFL x (h xV)

m.fl = PL x V

 

Praktické limity sa pravdepodobne budú môcť meniť s F faktorom, ktorý sa môže zvýšiť viac ako 3x pre A2L v tabuľke:

F  faktor zohľadňuje:

  • Uvoľniteľnú náplň chladiva
  • Umiestnenie kompresora
  • Cirkuláciu vzduchu v IDU 
  • Výšku IDU jednotky
  • Vetranie miestnosti
  • Intenzitu výmeny vzduchu

Základ na prácu s horľavými chladivami

Je norma EN 378 - 4, príloha E, alebo ISO 5149. Obe normy rozdeľujú povinnosti na:

  • prípravu pracoviska a následne na 
  • postup pred prácou na chladiacom okruhu s horľavým chladivom.

 

  1. Pred prácami na chladiacom okruhu sa majú vykonať tieto predbežné opatrenia:
  2. získať povolenie na práce za tepla (ak sa vyžaduje);
  3. zaistiť, aby sa v pracovnom priestore neskladovali žiadne horľavé materiály a aby sa kdekoľvek v pracovnom priestore nevyskytli nijaké zápalné zdroje;
  4. zaistiť, aby bol dostupný vhodný hasiaci prístroj;
  5. zaistiť, aby sa pred prácami na chladiacom okruhu alebo pred zváraním a spájkovaním pracovný priestor správne odvetral;
  6. zaistiť, aby použité zariadenie na zisťovanie netesnosti nevytváralo iskrenie, aby bolo primerane utesnené alebo s vnútornou bezpečnosťou; 
  7. zaistiť, aby celá údržbárska skupina bola vyškolená.

 

  1. Pred prácami na chladiacom okruhu sa má dodržať nasledujúci postup:
  2. Odobrať, odstrániť chladivo (určiť zvyškový tlak);
  3. prefúknuť okruh inertným plynom (napríklad dusíkom); 
  4. odsať na absolútny tlak 30 kPa (alebo 0,03 MPa);
  5. prefúknuť znova inertným plynom (napríklad dusíkom);
  6. otvoriť okruh za účelom opravy

 

Závery

Mechanizmy EÚ a SR na dosahovaniebezpečnosti sa delia na výrobky a budovy. Inštalačná firma sa nemôže vyhnúť zodpovednosti za chybný systém, aj keď verne dodržala projekt klienta. Zmeny vo výpočte limitov náplní chladiva v časti v časti 1 normy EN 378 zahrňujú výpočet podľa limitu toxicity a horľavosti. Menší z nich sa použije ako bezpečná dovolená náplň chladiva. Dovolené náplne chladív a praktické limity sa menia s faktorom koncentrácie, ktorý zohľadňuje uvoľniteľnú náplň chladiva, cirkuláciu vzduchu vo vnútornej jednotke, výšky jej umiestnenia, vetrania miestnosti. Faktor koncentrácie sa bude voliť na základe intenzity úniku, umiestnenia jednotky, zriedenia úniku integrovaným prietokom vzduchu a pohybu vzduchu (výmeny vzduchu/hod). Detaily postupu stanovenia maximálnej dovolenej náplne chladiva pomocou faktoru koncentrácie sú v štádiu spresňovania. Konečná úprava sa očakáva koncom roka 2026.

 

Literatúra:

  1. Coulborne D.: Changes quantity limits requirements for flammable refrigerants. Dublin, 2024.
  2. Massini, M.: 21. Európska konferencia HVACR. Milano. Centro Studi Gallileo, 2025.
  3. Tomlein, P: Havárie s propánom. Konferencia o horľavých chladivách. SZ CHKT, 2025
  4. Normy STN EN 378 1-4 a prEN 378 1-5, TK 81 Chladenie a vetranie, ÚNMS
  5. Učebné texty SZ CHKT a firemné podklady Daikin, Nidec, ...

 

Viac informácií nájdete v časopise Správy 8/2025