Radim Pechal, radim.pechal@jto.cz

Dne 7. února 2024 vešlo v platnost nařízení Evropského parlamentu a rady (EU) 2024/573 o fluorovaných skleníkových plynech. V tomto článku je rozebráno, jaké jsou v návaznosti na toto nařízení kladeny požadavky na detekci úniku chladiv a dále jsou zde uvedeny některé praktické rady pro výběr vhodných detektorů a jejich provoz.

Požadavky na systém detekce chladiv

V první řadě je nutné uvést, že nařízení 2024/573 se zabývá fluorovanými skleníkovými plyny. Cílem nařízení je ochrana klimatu před před těmito plyny. Některých chladiv, jako jsou například R-290 (propan), R-717 (amoniak), R-744 (oxid uhličitý) atd. se nařízení vůbec netýká, neboť se nejedná o fluorované plyny. Při použití hořlavých či toxických chladiv se systémy detekce plynů instalují z důvodu ochrany před požárem či výbuchem, nebo z důvodu ochrany lidského zdraví. V uvedených případech je nutné vycházet z jiných norem a nařízení. Pro hořlavá chladiva (R-290) například z normy ČSN EN 60079-29-2 či u toxických plynů z nařízení vlády 246/2018 Sb.

Pokud je v zařízení použit fluorovaný skleníkový plyn, jako je například R134a, R32, R1234ze aj.  je třeba věnovat pozornost zmíněnému nařízení 2024/573. Úplný seznam chladiv, kterých se nařízení týká je uveden v příloze I a příloze II. Chladiva, která jsou směsí jiných chladiv, jako je například chladivo R410A aj. zde výslovně uvedena nejsou. Přesto se na ně nařízení vztahuje, protože obsahují sledované složky. Pro každé z chladiv je uveden GWP (ekvivalent CO₂ – celá definice je uvedena v článku 3, odstavec 1)). Způsob výpočtu GWP pro směsi je definován v příloze IV.

Požadavky na systém systém detekce chladiv jsou uvedeny v článku 6. Konkrétně je zde pro chladící zařízení, klimatizační zařízení a tepelná čerpadla, která „obsahují fluorované skleníkové plyny uvedené v příloze I v množství nejméně 500 tun ekvivalentu CO₂ nebo nejméně 100 kilogramů plynů uvedených v oddíle 1 přílohy II“, požadavek zajistit pro tato zařízení systém detekce úniků, který „na jakýkoli únik upozorní provozovatele nebo společnost zajišťující servis“. V příloze I nalezneme například chladivo R-134A s GWP 1 430, nebo chladivo R-32 s GWP 675. V příloze II nalezneme například chladiva R1234yf, R1234ze atd.

V článku 6 je dále uveden požadavek na pravidelnou kontrolu systému detekce plynu jednou za rok.

Systém detekce chladiva je také zmíněn v článku 5. Tento článek se zaobírá požadavky na kontroly těsnosti zařízení. Dle typů zařízení je pro některá zařízení předepsán požadavek na pravidelné kontroly těsnosti zařízení s periodou 3, 6 nebo 12 měsíců. Pokud je v daných případech instalován systém detekce úniku chladiva, perioda se zvyšuje na dvojnásobek, tedy na 6, 12 nebo 24 měsíců.

V nařízení 2024/573 nejsou uvedeny žádné další požadavky na systém detekce plynu. Nenaleznete tady požadavek na typ detektorů a jejich parametry, není uvedeno, kolik detektorů je požadováno, nebo kde mají být detektory umístěny. Tyto informace je třeba hledat jinde. Můžeme je najít v normě ČSN EN 378-3+A1 (kapitola 9), případně v ČSN EN 14624 (příloha A až C).

Výběr detektorů

V případě návrhu systému detekce chladiv a výběru vhodných detektorů či snímačů je třeba mít na paměti, že detektory neměří únik chladiva přímo. Respektive nejsou schopny určit, zda je detekován únik odpovídající například 1 kg chladiva za rok, nebo se jedná o únik odpovídající úniku 10 kg chladiva za rok. Standardní stacionární detektory úniku chladiva umí pouze měřit koncentraci chladiva ve vzduchu. Informaci o koncentraci mohou předávat nějakému nadřízenému systému, který ji dále vyhodnocuje. Případně mají detektory nastavené určité meze koncentrace, jejichž překročení je signalizováno. Typicky se můžeme setkat s dvoustupňovými detektory, kdy po překročení prvního stupně je signalizováno varování a v případě, že koncentrace roste a je překonána druhá úroveň, je zařízení odstaveno. I když nařízení 2024/573 vyžaduje pouze upozornit obsluhu, odstavení stroje není vyžadováno. O případném ovládání ventilů hovoří ČSN EN 378-3+A1.

Základem detektoru plynu je čidlo, které převádí informaci o koncentraci chemické látky na elektrický signál. Typ čidla ovlivňuje vlastnosti detektoru nejvíce. U detektorů na chladiva se můžeme setkat se třemi základními typy čidel:

1. polovodičové čidlo – nejběžnější typ čidel, které využívají reakce chladiva na povrchu polovodičového materiálu čidla,
2. infračervené čidlo – využívá se absorpce světla na specifických infračervených frekvencí u molekul sledovaného plynu,
3. katalytické čidlo – čidlo využívá katalytického hoření sledované látky. Někteří výrobci tento typ čidel pro fluorované chladiva nedoporučují z důvodu omezené životnosti čidel (tzv. otravy čidel), proto se dále těmito čidly nebudeme zabývat.

Pro detekci některých typů plynů se používají také elektrochemická čidla. Tento princip detekce ovšem není pro chladiva použitelný.

Při výběru detektorů je třeba zohlednit několik kritérií, přičemž některá kritéria mohou mít protichůdné požadavky. Nejprve je třeba zvážit požadované úrovně detekce a selektivitu vůči sledovanému chladivu. Žádný z výše uvedených principů neumožňuje jasnou identifikaci pouze konkrétního chladiva. Čidla detektorů mohou být ovlivněny také jinými látkami, které se standardně ve vzduchu nenacházejí (jako jsou například líh, olejové páry, výpary z uskladněných potravin – metan, ethylen aj.). Polovodičová čidla budou reagovat vedle chladiv také například na vodík, čpavek a další. Infračervená čidla jsou obvykle nastavena tak, že reagují pouze na uhlovodíky (mezi které se fluorované chladiva typicky řadí). Oproti polovodičovým čidlům nereagují na vodík či čpavek.

Dalším kritériem by měla být požadované četnost kontrol a kalibrací. Pro některá infračervená čidla může být doporučeno méně časté provádění kalibrací, nicméně nařízení 2024/573 požaduje provádět zkoušky jednou ročně. Výrobce však může předepsat i častější kontroly. Dále je pak třeba zvážit, jaký je povolený rozsah teploty a vlhkosti při provozu detektorů. V neposlední řadě se pak detektory budou lišit cenou, předpokládanou životností a případnými náklady na servis či výměnu čidla detektorů. Detektory s polovodičovým čidlem jsou typicky levnější a většina výrobců předpokládá životnosti čidla v čistém prostředí i více jak 15 let. U detektorů s infračervenými čidly se dá předpokládat vyšší cena. Životnost pak může být omezena předpokládanou životností vnitřních dílů čidla.

Provoz detekčního systému

U systému detekce plynu mohou nastat dvě základní závady. První případ je, kdy systém nezareaguje na únik plynu v okamžiku, kdy by měl. Druhou závadou pak může být, když systém signalizuje únik v okamžiku, kdy ve skutečnosti žádný není (planý poplach).

První případ, kdy detektor nezareaguje, může mít několik příčin. Jednou z nich může být, že se plyn k detektoru nedostane z důvodu nevhodného umístění detektoru či zanesení přívodu. U některých prostředí může dojít k tzv. otravě čidla. Jedná se o proces, kdy se do ovzduší dostaly nevhodné látky, které poškodí čidlo natolik, že přestane reagovat na plyn a trvale indikuje nulovou koncentraci. Typickým původcem můžou být výpary z barev, svařování, čistících prostředků, olejové páry a další.

Plané poplachy pak nastávají obvykle při výskytu jiných látek, na které jsou čidla citlivá, jako jsou například líh, rozpouštědla, vodík aj. Nebo může být příčinou nedostatečně prováděná kontrola a kalibrace detektorů. Ve speciálních případech může planý poplach způsobit také vystavení nevhodným okolním podmínkám (vysoká vlhkost, nízká teplota).

Závěr

Nařízení evropského parlamentu a rady (EU) 2024/573 klade požadavky na detekci úniku fluorovaných chladiv u některých typů zařízení. Z požadavků je jako důležitý požadavek uvedena nutnost kontroly systémů jedenkrát za rok. Aby byl provoz zařízení vybaveného systémem detekce chladiva spolehlivý, je vždy potřeba zvážit vhodný typ detektoru. Detektor nesmí být vystavován nevhodným podmínkám a musí na něm být pravidelně prováděn servis a kalibrace.