IKKE Rheinhausen Ost workshop
IKKE Rheinhausen Ost workshop
29.11.2019 v rámci projektu Real Alternatives Life
Zasadnutie bolo organizované v bývalom areáli spoločnosti Krupp, ktorá vyrábala elektrické výrobky do domácností, predtým i zbrane a zbankrotovala pred rokom 2000. Od roku 2004 začala prestavba na informačné centrum pre chladiacu, klimatizačnú techniku IKKE GmbH v Rheinhausene. Prestavba bola kompletná. Veľkorysé priestory sa začali postupne zapĺňať. V súčasnosti má škola 6 pracovísk, na ktorých sa môže pracovať po 20 študentov naraz. Celkom v roku 2018 cez školu prešlo až 600 študentov. Okrem toho majú učebne pre teoretické vyučovanie, počítačovú učebňu a aulu pre 200 poslucháčov, ktorú využívajú na slávnostné príležitosti, semináre a podobne.
Spalné teplo a ATEX zóny
Predstavil ho Vilim Mergl zo spoločnosti Cool Tool so sídlom v IKKE, ktorý má dlhoročné skúsenosti s propánom. Spalné teplo a minimálna teplota horenia:
Propán 46.400 KJ/kg Minimálna teplota horenia propánu: 470 °C
Bután 49.300 KJ/kg amoniaku: 630 °C
Plyn 37.800 KJ/kg plynu: 220 °C
Olej 36.000 KJ/kg cigarety, výfukových plynov z auta: 300°C
Propán + vzduch (kyslík) + zdroj zapálenia = nešťastie
Chladiaci okruh s propánom
Chladiaci okruh je v ATEX zóne 2. ATEX zóna 2 je nehorľavá počas prevádzky.
Propánové show
Vilím Mergl vychádzal pri ukážkach s dolného a horného limitu horľavosti a splnenia troch podmienok horenia = palivo+kyslík+zdroj zapálenia. Ak jedna chýba horenie nenastane. Na obrázku je vidieť podstatne nižší dolný limit horľavosti (LFL), ale aj horný (UFL) pre napríklad propán (HCs) voči R32 (A2L). Ak koncentrácia vo vzduchu nie je v rozmedzí 1,7 až 10,9 %, potom horenie nenastane. V gramoch to je 38 až 243 g/m3. Praktický limit pre použitie propánu 7,6 g/m3, čo je 0,008 kg/m3.
Vilím Mergl zapálil sviečky a nasmeroval na sviečky silnejší prúd plynného propánu. Sviečky zhasli. Po zapálení propánu zapaľovačom na výtoku z hadice ukázal, že plameň má len určitý dosah a neovplyvnil horenie sviečok.
Propánové show pokračuje
Do papierovej krabice bola vložená sviečka a papier. Krabica sa uzavrela. Do otvoru v krabici bol vložený prívod propánu, ktorý po krátkom čase zbĺkol, ale vzápätí zhasol, pre nedostatok kyslíka. Vložený papier na dne krabice horieť nezačal.
Predstava IKKE o priebehu školenia na horľavé chladivá
Smeruje k vykonaniu štúdia v rámci e-learningu a počítačových testov na stránke REAL Alternatives Life a následne absolvovanie školenia s praktickými skúškami. Za týmto účelom vyvinuli pracovný stôl, na ktorom inštalovanú kondenzačnú jednotku a ďalšie komponenty by mal účastník zapojiť do funkčného okruhu. To je už úloha časovo náročná a vyžaduje si prakticky jeden celý deň.
Naľavo okruh pred skúškou a napravo skompletizovaný k hodnoteniu skúšobnou komisiou. Je zrejmé, že ide o časovo náročnú prácu, ktorú si skúška podľa Nar. 2015/2067 nevyžaduje.
Chladiaci okruh s propánom
Účastníci skúšky by ho mali každý samostatne skompletizovať podľa schémy na už predpripravenom pracovnom stole a následne demontovať do pôvodného stavu.
Naľavo predná časť skompletizovaného chladiaceho okruhu s kondenzačnou jednotkou vrátane elektrického pripojenia. V strede zadná časť s výparníkovou jednotkou a napravo predpripravený pracovný stôl ku skúške. Podobne v rámci prípravy na Euroskills sme na Zväze (Správy 7/2018) skompletizovali chladiaci okruh, ktorý je schopný samoregulácie s kontinuálnym chodom. Takáto práca je už časovo náročná a takúto skúšku bude potrebné oddeliť od skúšky podľa Nariadenia.
Pracoviská zručností na IKKE
Dielne sú rozdelené na mechanickú, elektrickú, vodné systémy, montáž a demontáž chladiaceho okruhu, merania chladiaceho okruhu a montáž chladiaceho okruhu do chladiacich boxov vrátane elektrického zapojenia. Pripravujú pracoviská na chladivo CO2, čisté uhľovodíky a amoniak. V priestoroch sú inštalované aj historické chladiace okruhy, kde je možné vidieť vývoj technických riešení. Celkom majú 600 študentov vo všetkých ročníkoch. Z nich 70 je na majstrovskej skúške potrebnej pre živnosť. Škola je zapojená do európskych aktivít s novými chladivami v rámci Real alternatives.
Rozdiel vo vývevách pre horľavé a nehorľavé chladivá podľa V. Mergla je len v štítkoch a v cene. Odberové zariadenie používajú určené pre A2L chladivá vo vratných nádobách.
Merania na chladiacom okruhu
V škole IKKE sídli firma CoolTool, ktorá vyvinula prístroj na diagnostiku chladiacich okruhov na báze prístroja Climacheck. Predala už cca 2000 prístrojov a sama merania poskytuje ako službu. Zistila už aj systémové chyby sériovo vyrábaných okruhov. Vľavo meraný chladiaci okruh s vyvedením hodnôt do datalogera masterboxu, merania spotreby energie a sputnika (samostatná jednotka s možnosťou ich pridávania podľa počtu kompresorov, EVI systému ap) zavesených na site v strede s prepojením na počítač, na ktorom namerané hodnoty sú vizualizované v tabuľke, v časovom grafe na schéme chladiaceho okruhu a tiež v ln p-h diagrame. Chýba zatiaľ napríklad meranie chladenia oleja a podobne. Tento systém využíva údaje, ktoré sú v databáze pre návrh chladiaceho okruhu a vie ich porovnávať s reálnymi.
Naľavo meraný chladiaci okruh s R290 a napravo zobrazenie v ln p-h diagrame.
Horľavosť v grafoch
Rýchlosť horenia je podľa nasledujúceho obrázku zjavne nižšia pre chladivá triedy A2L ako pre triedu A3, kam patrí aj propán s rýchlosťou horenia 38 cm/s. z obrázku je tiež vyplýva značne vyššie spalné teplo pre propán na úrovni cca 50 MJ/kg, pričom napríklad spalné teplo chladív R32, HFO je približne 5x nižšia okolo 10 MJ/kg.
Obrázok znázorňujúci energiu potrebnú na zapálenie chladív triedy A3 a A2L.
Červená šípka znázorňuje rast intenzity horenia a klesajúcej energie potrebnej na zapálenie.
Horľavosť propánu pri úniku
V sacom potrubí
So znázornením zón s bohatou, horľavou a chudobnou zmesou propánu a vzduchu.
Náplne chladiva propán
Dosahovaný výkon
Zatiaľ sa chladivo propán používa najmä v malých sólo jednotkách bez obmedzenia počtu kusov do náplne 150 g perspektívne až do 500 g. V prípade, že ide o systém s vyššou dávkou chladiva s voľným prístupom osôb, potom je max náplň limitovaná PL limitom násobeným počtom m3 a max náplňou 1,5 kg napríklad pre supermarket alebo pre kontrolovaný pohyb osôb až 2,5 kg. Výpočet max náplne M s obmedzením na objem je podľa vzťahov:
Pre supermarket: M = 2,5 x 0,0381,25 x 6 m x 350 0,5 m2=1,07 kg čo je menej ako 1,5 kg
Pre kontrolovaný prístup: M= 350 m2 x 6 m x 0,008 kg/m3 = 11,2 kg čo je viac ako 2,5 kg
Naľavo samostatná chladiaca skriňa. Napravo chladiaci agregát montovaný na strop skrine
Kompletná chladiace jednotka
V strojovni alebo na voľnom priestranstve
Nemá žiadny limit náplne, ale všetky bezpečnostné opatrenia podľa normy STN EN 378-3 musia byť realizované. Fabricky zmontované kompletné chladiace zariadenie môže mať 10 kg náplň so zaistením v prípade možnej tvorby horľavej koncentrácie.
Náplň a chladiaci výkon propánu
Aplikácie sú zatiaľ prevažne na malé výkony. Vyžadujú sa krátky rúrky. Náplň býva na úrovni 40-45% z náplne HFCs chladív a to pri:
- Chladení (0-6°C) približne 150-250 g/kW
- Mrazení (-15-22°C) približne 220-350 g/kW
Na jednotku s výkonom 4,5-7 kW je potrebné počítať až 1,5 kg náplň R290
Na chladič kvapalina s výkonom 170 kW náplň až 25 kg R290.
Správna prevádzková prax
pri vypúšťaní, odbere a plnení propánu
Servis s propánom sa vykonáva na dobre vetranom mieste bez zdrojov zapálenia do 3 m. Spájkuje sa len známy okruh s odobraným chladivom propán. Nikdy sa nevypúšťa z okruhu kvapalina. Po vypustení R290 sa nahrieva kompresor k vypudeniu propánu z oleja. Naplní sa OFN. Pripojí sa výveva. Ak sa tlak po odstavení nezvyšuje opäť sa vpustí dusík a môže sa spájkovať.
Správny servis
Okrem už vyššie uvedených podmienok pri práci s propánom väčšina prác pri tlakovej skúške a vákuovaní sa zabezpečuje v inertnej atmosfére:
· Tlakové skúšky s dusíkom OFN
· Hlboké vákuum s dvojstupňovou vývevou prerušené 2 krát OFN
· Plnenie chladiva do hlbokého vákua veľmi pomaly, opatrne do vyrovnania tlaku
Naplnenie na správnu dávku podľa dokumentácie.
Vybrané použitia propánu
Priemyselná klimatizácia 400 kW chladič vody 6/12°C
Viac informácií nájdete v časopise Správy 3/2019