Aspekt prawny i techniczny dla chłodnictwa, klimatyzacji i pomp

Przedmiot: CHŁODNICTWO
Temat: Aspekt prawny i techniczny dla chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła,
jako następstwo działań środowisk ekologicznych i politycznych dla ochrony
warstwy ozonowej i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery
ziemskiej.
Wykonali:
Mariusz Majerski
Adam Łukaszewicz
semestr 08
specjalność: „SUCHiKL”
rok ak.:2009/2010
Pod koniec XX wieku świat zaczął zwracać szczególną uwagę na dwa, w czasach
obecnych bardzo nagłaśniane problemy ekologiczne. Pierwszym z nich tzw. jest efekt
cieplarniany, czyli proces podnoszenia się temperatury w górnych warstwach troposfery,
spowodowane gromadzeniem się tam tzw. gazów cieplarnianych, które absorbują odbijane od
powierzchni. Ziemi promieniowanie podczerwone. Do gazów tych zalicza się m.in.: dwutlenek
węgla, metan, parę wodną i związki CFC, HCFC i HFC. Drugim problemem jest dziura
ozonowa, czyli obszar charakteryzujący się znacznym spadkiem ilości ozonu w warstwie
stratosfery między 12-30 km, chroniącej powierzchnię Ziemi przed wysokoenergetycznym,
zabójczym dla organizmów, promieniowaniem ultrafioletowym. Problemy te, a konkretnie
działania mające na celu zwalczanie efektu cieplarnianego i dziury ozonowej, podejmowane
przez państwa i organizacje międzynarodowe, w istotny sposób dotknęły technikę chłodniczą i
klimatyzacyjną. Wiele spośród substancji stosowanych jako czynniki chłodnicze w produktach i
instalacjach chłodniczych i klimatyzacyjnych znalazło się na liście tzw. substancji
kontrolowanych, co oznaczało konieczność rezygnacji z użytkowania tych związków. Celem
nadrzędnym wszelkich aktów prawnych i rozporządzeń dotyczących substancji zubożających
warstwę ozonową (SZWO) jest ich całkowite usunięcie z produkcji i użytkowania.
Wpływ czynników chłodniczych na środowisko naturalne jest wieloraki. W celu
jednoznacznego określenia destrukcyjnego działania tych substancji opracowano wskaźniki
ekologicznej ich oceny. Podstawowe wskaźniki wraz z ich
charakterystyką przedstawione są
w tabeli 1.
Tabela 1. Wskaźniki ekologicznej oceny czynników chłodniczych
Nazwa wskaźnika
ODP
(Ozone Depletion Potential)
HGWP
(Halocarbon Global Warming
Potential)
GWP
(Global Warming Potential)
TEWI
(Total Equivalent Warming
Impact)
ITH
(Integral Time Horizont)
Charakterystyka wskaźnika
Potencjał niszczenia ozonu stratosferycznego, odniesiony do
czynnika R 11, dla którego ODP=1
Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego, odniesiony do
czynika dla R 11, dla którego HGWP=1
Potencjał tworzenia efektu cieplarnianego, odniesiony do
dwutlenku węgla, dla którego GWP=1, w przyjętym horyzoncie
czasowym (ITH)
Całkowity (globalny) równoważnik tworzenia efektu
cieplarnianego, uwzględniający bezpośrednią zdolność czynnika
do tworzenia tego efektu oraz pośredni wpływ na jego tworzenie
poprzez zużycie energii przez eksploatowane urządzenie
chłodnicze.
Przyjęty horyzont czasowy oddziaływania danej substancji,
zwykle 100 lub 500 lat.
W związku z oddziaływaniem czynników chłodniczych na atmosferę ziemską, wprowadzono
także dodatkową systematykę, przedstawiającą ich wpływ na środowisko naturalne oraz w
dobrym stopniu obrazującą ich budowę chemiczną. Podział ten podany jest w tabeli 2.
Tab.2. Oznaczenia czynników chłodniczych
Nazwa czynnika
CFC
(chlorofluorowęglowodory)
HCFC
(wodorochlorowęglowodory)
HBFC
(wodorobromofluorowęglowodory)
HFC
(hydrofluorowęglowodory)
FC
HC
Charakterystyka czynnika
Skrót używany do oznaczania w pełni halogenowych związków
węgla, w których wszystkie atomy wodoru w cząsteczce zostały
zastąpione atomami chloru i fluoru. Związki te charakteryzują się
dużą stabilnością chemiczną i wysokim wskaźnikiem ODP.
Skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w których
nie wszystkie atomy wodoru w cząsteczce zostały zastąpione przez
atomy chloru i fluoru. Stabilność chemiczna tych związków jest
mniejsza niż grupy CFC, dlatego też charakteryzują się one
znacznie mniejszym wskaźnikiem ODP.
Skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w
cząsteczkach których występują atomy bromu.
Skrót używany do oznaczania substancji organicznych, w
cząsteczkach których część atomów wodoru została zastąpiona
atomami fluoru. Związki te charakteryzują się dużą stabilnością,
jednak wobec braku w cząsteczce atomów chloru i bromu ich
wskaźnik ODP jest równy zero.
Skrót używany do oznaczania substancji w cząsteczkach których
wszystkie atomy wodoru zostały zastąpione atomami fluoru, nie ma
w nich atomó 1) wodoru i chloru. Związki te charakteryzują się
zerową wartości współczynnika ODP.
Skrót używany do oznaczania węglowodorów nasyconych.
Klasyfikacja i dobór czynników, ze szczególnym uwzględnieniem ich potencjalnego wpływu
na środowisko naturalne uwzględnione zostały w normie PN-EN 378. Według tej normy
podstawą klasyfikacji jest uwzględnienie trzech cech substancji chłodniczych, a są to:
•
•
•
oddziaływanie bezpośrednie na otoczenie – L,
potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) – G,
potencjał niszczenia ozonu (ODP) – O.
Pierwsza cecha oznacza przynależność czynników chłodniczych do jednej z grup (L1, L2, L3)
uwzględniających jego oddziaływanie na bezpośrednie otoczenie. Każda z trzech grup powstała
z połączenia kryteriów dotyczących palności i toksyczności danej substancji. Grupy czynników
chłodniczych określone na tej podstawie przedstawione są w tabeli 3.
Tabela 3. Grupy bezpieczeństwa czynników chłodniczych określone na podstawie ich palności i toksyczności
Wyższa palność
Niższa palność
Niepalność
A3
A2
A1
Niższa toksyczność
B3
B2
B1
Wyższa toksyczność
Natomiast grupy utworzone z połączenia kryteriów palności i toksyczności przedstawione
są w Tabeli 4.
Tabela 4. Grupy w zakresie oddziaływania czynników chłodniczych na bezpośrednie otoczenie
Grupy
Grupy bezpieczeństwa
Charakterystyka
L1
A1
Czynniki niepalne, nieszkodliwe dla zdrowia
L2
A2, B1, B2
Czynniki palne przy stężeniu ≥ 3,5% obj. W
powietrzu i/lub toksyczne
L3
A3, B3
Czynniki palne lub wybuchowe przy
stężeniu poniżej 3,5% obj. W powietrzu
Dwie kolejne cechy dotyczą stopnia intensywności oddziaływania na środowisko naturalne:
•
•
G1 – czynniki o wartości wskaźnika GWP < 0,5;
G1 – czynniki o wartości wskaźnika GWP ≥ 0,5.
•
•
•
O1 – czynniki o wartości wskaźnika ODP < 0,01;
O2 – czynniki o wartości wskaźnika ODP 0,01 ≤ ODP ≤ 0,1;
O3 – czynniki o wartości wskaźnika ODP ≥ 0,1
W 1971 roku dwóch chemików, prof. Sherwood Rowland i dr Mario Molina jako pierwsi
zauważyli i udowodnili niszczący wpływ freonów na warstwę ozonową atmosfery. Komisja do
spraw ochrony środowiska ONZ zwróciła uwagę na to zjawisko dopiero w 1976 roku. Freony
znalazły się na liście związków chemicznie niebezpiecznych dla środowiska naturalnego.
Konkretne działania zaczęto podejmować w roku 1982, kiedy to dr Joe Farman odkrył na
Antarktydzie Zachodniej całkowity zanik ozonu w atmosferze.
W dniu 22 marca 1985 roku została przyjęta w Wiedniu Konwencja Wiedeńska o ochronie
warstwy ozonowej. Strony tej Konwencji zdecydowały chronić zdrowie ludzkie i środowisko
przed negatywnymi skutkami wynikającymi ze zmian w warstwie ozonowej. Na mocy
Konwencji strony zobowiązały się do działań i współpracy międzynarodowej w zakresie
obserwacji, badań i wymiany informacji dotyczących:
•
•
•
•
•
•
procesów fizycznych i chemicznych wpływających na warstwę ozonową;
skutków klimatycznych wynikających ze zmian w warstwie ozonowej;
zdrowia ludzkiego i innych skutków biologicznych wynikających ze zmian w warstwie
ozonowej;
substancji, zastosowań praktycznych, procesów i działań, które mogą mieć wpływ na
warstwę ozonową;
substancji i technologii alternatywnych;
problemów społeczno gospodarczych związanych z powyższymi procesami.
Ponadto strony zobowiązały się podejmować środki ustawodawcze lub administracyjne,
współpracować z właściwymi instytucjami międzynarodowymi w celu realizacji postanowień
Konwencji Wiedeńskiej. Dalsze działania w tym kierunku doprowadziły do podpisania
16
września 1987 roku Protokołu Montrealskiego w sprawie substancji zubożających warstwę
ozonową. Nadrzędnym celem tego dokumentu jest całkowity zakaz wytwarzania i użytkowania
substancji zubożających warstwę ozonową. Pierwowzór Protokołu podlegał zmianom w ciągu
następnych kilkunastu lat. Poprawki wprowadzono w Londynie (1990), Kopenhadze (1992),
Wiedniu (1995), Montrealu (1997) i Pekinie (1999). Postanowienia Protokołu Montrealskiego
zawierają harmonogram redukcji substancji z grupy HCFC, a jest on następujący:
•
•
•
•
•
•
zużycie tych substancji do 2003 roku w okresach rocznych nie przekroczy sumy
wielkości ich zużycia z 1989r. oraz 2,8% zużycia substancji grupy CFC w tym samym
roku;
35% redukcja od 1.01.2004 r. w odniesieniu do w/w sumy;
65% redukcja od 1.01.2010 r. w odniesieniu do w/w sumy;
90% redukcja od 1.01.2015 r. w odniesieniu do w/w sumy;
99,5% redukcja od 1.01.2020 r. w odniesieniu do w/w sumy;
całkowita redukcja zużycia do 1.01.2030 r.
W latach 2020-2030 zużycie substancji z powyższej grupy może mieć miejsce tylko na potrzeby
serwisu urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych oraz w pewnych określonych przypadkach.
Kolejnym, poza degradacją warstwy ozonowej problemem jest wspomniany efekt
cieplarniany. I w tym przypadku państwa z całego świata zareagowały podpisując w grudniu
1997 roku Protokół z Kioto. Protokół ten wszedł w życie 16 lutego 2005 roku a ratyfikowały go
174 państwa. Uchwalono porozumienie dotyczące zakładanych poziomów redukcji emisji
gazów cieplarnianych w krajach uprzemysłowionych. Protokół z Kioto. Według wymagań
państwa uprzemysłowione do 2008-2012 roku mają obniżyć emisję sześciu gazów
cieplarnianych o około 5% w porównaniu do poziomu z roku 1990. Protokół uderza również w
technikę chłodniczą i klimatyzacyjną, gdyż wśród gazów cieplarnianych znajdują się substancje
z grup CFC, HCFC oraz HFC.
Na obszarze państw należących do Unii Europejskiej, w zakresie redukcji i użytkowania
substancji zubożających warstwę ozonową obowiązują rozporządzenia Parlamentu
Europejskiego i Rady. Początkowym dokumentem była Dyrektywa EC 3093/98. Harmonogram
redukcji został w niej określony identycznie jak w Protokole Montrealskim. Od roku 2000
obowiązywało Rozporządzenie PEiR Nr 2037/2000, w którym określono warunki stosowania
substancji zubożających warstwę ozonową w chłodnictwie i klimatyzacji.
Na mocy tego rozporządzenia:
• od 1 stycznia 2001 roku substancje z grupy CFC, odzyskiwane z urządzeń chłodniczych i
klimatyzacyjnych były poddawane destrukcji, gdyż ich stosowanie i wprowadzanie na
rynek zostało zabronione;
• od 1 lipca 2002 roku nastąpiło ograniczenie stosowania substancji z grupy HCFC w
produkcji wszystkich rodzajów sprzętu chłodniczego i klimatyzacyjnego. Wyjątek
dotyczył odwracalnych systemów klimatyzacyjnych i odwracalnych pomp ciepła, dla
których powyższy zakaz obowiązuje od 1 stycznia 2004 roku;
• od 1 stycznia 2010 roku obowiązuje zakaz używania pierwotnych, pochodzących z
produkcji czynnik grupy HCFC, w obsłudze i serwisowaniu sprzętu chłodniczego i
klimatyzacyjnego.
Obecnie w krajach Unii Europejskiej obowiązuje Rozporządzenie PEiR Nr 1005/2009 z dnia 16
września 2009 roku. Wspólnota europejska postawiła większy nacisk na rzecz działań,
przyspieszających wycofywanie substancji z grupy HCFC, które spośród grupy substancji
kontrolowanych, pozostają na rynku jako ostatnie. Do grupy tej należy m.in. bardzo popularny
czynnik R22. Zgodnie z rozporządzeniem zakazuje się wprowadzania do obrotu i stosowania
substancji kontrolowanych, czyli:
• dostarczania lub udostępniania HCFC osobom trzecim na terenie UE,
• wykorzystywania HCFC do produkcji, serwisowania lub ponownego napełniania
urządzeń.
Wyjątek stanowią produkty i urządzenia obecnie funkcjonujące. Stosowanie i serwisowanie
zawartych w nich substancji HCFC będzie możliwe do 31 grudnia 2014 roku. Pozyskiwanie
czynnika do powyższych celów jest możliwe tylko i wyłącznie w określonych przypadkach:
• do celów serwisowych i konserwacyjnych konieczne jest nabycie czynnika
zregenerowanego, czyli poddanego procesowi technologicznemu, który pozwala
uzyskać czynnik chłodniczy o jakości czynnika świeżego,
• stosowanie HCFC w celach serwisowych i konserwacyjnych istniejących urządzeń
chłodniczych i klimatyzacyjnych możliwe jest wyłącznie wtedy, gdy substancje
chłodnicze zostały odzyskane z takich samych urządzeń,
• odzyskane w celach serwisowych i konserwacyjnych czynniki chłodnicze może stosować
wyłącznie przedsiębiorca, który tego odzysku dokonał luba na zlecenie którego odzysk
ten był wykonany.
Odzyskane w celach serwisowych i konserwacyjnych czynniki chłodnicze muszą być
odpowiednio oznakowane, zakazuje się ich kupna lub sprzedaży, a w przypadku braku ich
wykorzystania, należy przekazać je do regeneracji lub uznać za odpad i zniszczyć.
Polska od 1990 roku jest stroną Konwencji Wiedeńskiej i Protokołu Montrealskiego.
Jako członek Unii Europejskiej jest zobowiązana do przystosowania się do jej rozporządzeń.
Dodatkowy wpływ na stosowanie czynników chłodniczych mają akty prawne uchwalane przez
Sejm RP.
Przepisy prawne dotyczące szkoleń i certyfikatów.
ROZPORZĄDZENIE KOMISJI NR 303/2008 z dnia 2 kwietnia 2008 r.
Rozporządzenie to ustanawia minimalne wymagania i warunki dotyczące wzajemnego
uznawania certyfikacji przedsiębiorstw i personelu w dziedzinie instalacji, konserwacji i serwisu
stacjonarnych urządzeń chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła zawierających
fluorowane gazy cieplarniane.
Rozporządzenie to dzieli certyfikaty na cztery kategorie. W artykule 2 ust.1 umieszczony
jest wykaz czynności, które mogą być przeprowadzane przez osobę posiadającą odpowiedni
certyfikat, a są to:
a)
b)
c)
d)
kontrola szczelności urządzeń zawierających fluorowane gazy cieplarniane (f.g.c.),
odzysk czynników,
instalowanie,
konserwacja lub serwisowanie.
Certyfikaty personalne
1. Certyfikat kategorii I upoważnia do wykonywania wszystkich powyższych czynności.
2. Certyfikat kategorii II upoważnia do:
•
•
kontroli szczelności (podpunkt a)), pod warunkiem, że nie wiąże się to z
otwarciem obiegu chłodniczego zawierającego f.g.c,
odzysku czynników, instalowania urządzeń, konserwacji i serwisu urządzeń
zawierających mniej niż 3 kg f.g.c. lub mniej niż 6kg f.g.c. w przypadku
systemów hermetycznie zamkniętych.
3. Certyfikat kategorii III upoważnia do odzysku czynników z urządzeń zawierających
mniej niż 3kg f.g.c. lub mniej niż 6kg f.g.c. w przypadku systemów hermetycznie
zamkniętych.
4. Certyfikat kategorii 4 upoważnia do kontroli szczelności urządzeń pod warunkiem, że nie
wiąże się to z otwarciem obiegu chłodniczego zawierającego f.g.c.
Rozporządzenie Nr 303/2008 reguluje działanie jednostek certyfikujących, zawiera także
wskazówki jakie informacje powinny znaleźć się na certyfikacie. Ujednolica informacje
dotyczące zakresu uprawnień personelu i przedsiębiorstw działających w polskiej, ale i unijnej
branży chłodniczej.
ROZPORZĄDZENIE KOMISJI NR 307/2008 z dnia 2 kwietnia 2008 r.
Rozporządzenie to ustanawia minimalne wymagania w zakresie programów
szkoleniowych oraz warunki wzajemnego uznawania zaświadczeń o odbytym szkoleniu w
odniesieniu do samochodowych systemów klimatyzacyjnych zawierających niektóre fluorowane
gazy cieplarniane.
Tabela 5.
Rozporządzenie określa minimalne wymagania w zakresie umiejętności i wiedzy.
Egzamin składa się z części teoretycznej i praktycznej.
Tematyka i wiedza obejmuje:
1. Podstawy termodynamiki.
2. Wpływ czynników chłodniczych na środowisko oraz odpowiednie regulacje dotyczące
środowiska.
3. Kontrola przed uruchomieniem po długim okresie przestoju w używaniu, po
czynnościach konserwacyjnych lub naprawie lub w trakcie funkcjonowania.
4. Kontrole szczelności.
5. Przyjazne środowisku postępowanie z systemem i czynnikiem chłodniczym podczas
instalacji, konserwacji, serwisowania lub odzysku czynnika chłodniczego.
6. Element: montaż, uruchomienie i konserwacja sprężarek tłokowej, śrubowej i spiralnej,
jedno- i dwustopniowej.
7. Element: montaż, uruchomienie i konserwacja skraplaczy chłodzonych powietrzem i
wodą.
8. Element: montaż, uruchomienie i konserwacja parowników schładzających powietrze lub
wodę.
9. Element: montaż, uruchomienie i serwisowanie termostatycznych zaworów rozprężnych
(TEV) i innych części składowych układu.
10. Przewody czynnika chłodniczego: zbudowanie szczelnego ciągu przewodów czynnika
chłodniczego w instalacji chłodniczej.
Literatura źródłowa:
1. Praca zbiorowa: Nowe czynniki chłodnicze. Poradnik, Wyd. MASTA Gdańsk 2004.
2. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna nr 1-2/2010.
3. www.forum-chlodnictwa.org.pl.
4. www.prozon.org.pl.