• Historia czynnika chłodniczego: trudne początki, opór środowisk proekologicznych. 
• Przebieg procesu polimeryzacji i nieznane powody występowania tego zjawiska. 
• Jak branża motoryzacyjna próbuje poradzić sobie z polimerazycją? Czyli czynnik chłodniczy R1234yf pod lupą sprzedawców gazów. 

Trudne początki – tak można określić pojawienie się na rynku czynnika chłodniczego R1234yf. Po raz pierwszy ten czynnik ujrzał światło dzienne 15 lat temu, a od 2017 r. jest obowiązkowo stosowany we wszystkich układach klimatyzacji samochodów osobowych. Nie ma jednak wymogu stosowania R1234yf w samochodach ciężarowych, autobusach, pojazdach rolniczych i innych urządzeniach – to tak na marginesie.

Nowy czynnik chłodniczy z pewnością nie miał łatwego startu. W prasie można było znaleźć zdjęcia spalonych świńskich łbów, a straż pożarna obawiała się o zdrowie swoich pracowników w przypadku pożaru pojazdu, natomiast stowarzyszenia ekologiczne broniły się przed wprowadzeniem do użytku nowego czynnika chłodniczego o nazwie tetrafluoropropen.

Jeszcze dziś, 8 lat po jego wprowadzeniu na rynek, niektóre organizacje wciąż walczą z rzekomo ekologicznym R1234yf. Nawet niemieckie urzędy ds. ochrony środowiska, takie jak Niemiecka Federalna Agencja Ochrony Środowiska (UBA – Umweltbundesamt), uznały za konieczne wprowadzenie zakazu stosowania czynnika R1234yf.

Proces polimeryzacji 

Warsztaty samochodowe nie są obecnie oazą wellness, miejscem całkowicie wolnym od substancji szkodliwych dla ludzi i środowiska. Choć jest tam ciepło i nie brakuje wody, wiele z nich boryka się dzisiaj z poważnymi problemami. Źródłem kłopotów jest „nowy” czynnik chłodniczy, a właściwie proces polimeryzacji czynnika chłodniczego.

Polimeryzacja to nie do końca wyjaśniona reakcja chemiczna, która w większości przypadków uszkadza urządzenia do serwisowania klimatyzacji. Badania laboratoryjne wykazały, że wysoka temperatura i wilgoć prowadzą do polimeryzacji czynnika R1234yf, w wyniku czego powstaje substancja o kolorze białym i konsystencji pianki montażowej.

Substancja ta wnika w każdą szczelinę, nieodwracalnie unieruchamiając urządzenia serwisowe, a w najgorszych przypadkach również układy klimatyzacji w naprawianych pojazdach. Dokładnie taka sytuacja spotkała rok temu jednego z partnerów firmy Mercedes-Benz. Rachunek, który otrzymał warsztat, opiewał na kwotę 17 000 euro.

Za nową stację do serwisowania klimatyzacji zapłacono 5 000 euro, a pozostałe 12 000 euro stanowiło opłatę za przeprowadzoną ekspertyzę i naprawę układu klimatyzacji w samochodzie Mercedes Vito. Pracownicy warsztatu samochodowego podczas wykonywania naprawy nie popełnili żadnych błędów. Odciągnęli czynnik chłodniczy zgodnie z przepisami i dokonali wymiany uszkodzonego przewodu w układzie klimatyzacji serwisowanego pojazdu.

Urządzenie do serwisowania układów klimatyzacji nie było stare, było używane sporadycznie i regularnie serwisowane, a butla z czynnikiem chłodniczym R1234yf pochodziła od sprawdzonego dostawcy. – Po napełnieniu instalacji czynnikiem chłodniczym kompresor uruchomił się normalnie i gdy miał rozpocząć pracę, nagle się zatrzymał. Kiedy ponownie podłączyliśmy do układu jednostkę serwisową, z przyłączy serwisowych zaczęła się sączyć białej barwy plastyczna masa – powiedział kierownik warsztatu, w którym naprawiany był samochód. Przedstawiciel firmy, która dostarczyła stację do serwisowania klimatyzacji do warsztatu, potwierdził uszkodzenie urządzenia serwisowego, wskazując na polimeryzację czynnika chłodniczego jako przyczynę.

Przyczyna wciąż nieznana 

Co prawda przypadki polimeryzacji czynnika chłodniczego nie zdarzają się często, ale mają miejsce co jakiś czas. Podobnie jak w przypadku innych zjawisk, np. LSPI (przedwczesny zapłon), przyczyna występowania polimeryzacji nie jest w pełni znana ani wyjaśniona.

– Czynnikiem wywołującym ten proces jest celowo niestabilny dodatek chemiczny do czynnika R1234yf, który umożliwia chłodziwu wejście w reakcję z innymi substancjami. Proces ten może wystąpić przy obecności nadtlenków lub wysokich stężeń tlenu przekraczających 0,3% i może prowadzić do powstania pianki polimerowej w układzie klimatyzacji pojazdu, zbiorniku urządzenia serwisowego klimatyzacji lub w butli z czynnikiem chłodniczym – stwierdził ekspert ds. klimatyzacji, Andreas Lamm.

Naukowcy od dłuższego czasu zastanawiają się nad źródłem tlenu w układach klimatyzacji. W przypadku butli z R1234yf jednym z potencjalnych źródeł może być niedokładne zakręcenie zaworu ciśnieniowego butli po jej opróżnieniu. Brak pełnego zamknięcia zaworu powoduje, że powietrze może przedostać się do pustego zbiornika.

Ponieważ butle nie są czyszczone (opróżniane) przed ponownym napełnieniem, a jedynie wlewany jest do nich nowy czynnik chłodniczy, mogą być źródłem wystąpienia zjawiska polimeryzacji czynnika. Z kolei zainfekowanie zawartości butli wewnętrznej może nastąpić w przypadku uszkodzenia w stacji klimatyzacji automatycznego spustu nieskraplających się gazów (NCG).

Uszkodzenie tego mechanizmu może prowadzić do zanieczyszczenia zawartości butli czynnikiem chłodniczym, co jest potencjalnie niebezpieczne. Niewielkie ilości powietrza przedostają się również do układu klimatyzacji pojazdu za każdym razem, gdy stacja do serwisowania klimatyzacji jest podłączana i odłączana od przyłączy serwisowych klimatyzacji w serwisowanym pojeździe.

– Po raz pierwszy zetknęliśmy się z problemem zablokowanych/ uszkodzonych stacji do obsługi klimatyzacji około czterech lat temu. Zakładaliśmy, że przyczyną ich uszkodzenia jest uszczelniacz klimatyzacji. Jednak z czasem okazało się, że czynnikiem wywołującym polimeryzację może być również środek kontrastowy UV, niewłaściwy olej w układzie chłodniczym oraz nowy czynnik chłodniczy zanieczyszczony przez producenta czynnika lub firmę zajmującą się jego napełnianiem do butli – wyjaśnia Christian F. Spiegel, ekspert ds. klimatyzacji Robinair/ Bosch z Bosch Automotive Aftermarket w rozmowie z magazynem „kfz-betrieb”.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Klimatyzacja

Kompleksowe zarządzanie temperaturą

Zasięg pojazdów elektrycznych zależy od wydajności zastosowanych akumulatorów trakcyjnych. Duże znaczenie dla ich sprawności i żywotności ma temperatura pracy poszczególnych ogniw. 

Zbyt wysoki koszt naprawy 

Czy układ klimatyzacji, w którym wystąpiła polimeryzacja czynnika chłodniczego, można jeszcze wyczyścić? Teoretycznie tak, praktycznie nie – tak można podsumować stanowisko producentów urządzeń klimatyzacyjnych.

– W przypadku tak złożonego systemu niemal niemożliwe jest zagwarantowanie, że mimo wykonania wszystkich czynności związanych z czyszczeniem, jeden z wielu zaworów elektromagnetycznych w układzie, nie zablokuje się i nie doprowadzi do powstania kolejnych problemów. W takiej sytuacji pojawią się dodatkowe koszty związane z koniecznością przyjazdu serwisanta na miejsce, usunięcia usterki, powtórnego czyszczenia układu lub wymiany podzespołów. Koszty wykonania naprawy będą w takim przypadku niewspółmierne do kosztów przestoju urządzenia i niezadowolenia klienta – podsumował Guido Sasse, dyrektor Działu Wyposażenia Warsztatów w Waeco.

– Ponieważ dostawcy czynników chłodniczych nie wiedzą, jakie produkty uboczne powstają podczas polimeryzacji i jak bardzo są one toksyczne, nie naprawiamy takich urządzeń – dodał Jan Blumenstock, kierownik ds. marketingu w firmie Texa. W sytuacji wystąpienia polimeryzacji czynnika Blumenstock zaleca warsztatom skontaktowanie się z dostawcą czynnika chłodniczego w celu wyjaśnienia z nim sposobu dalszego postępowania lub utylizacji urządzenia.

Rozwiązanie na horyzoncie 

Wiele wskazuje na to, że w niedalekiej przyszłości nie będzie problemów z występowaniem polimeryzacji czynnika chłodniczego, ponieważ niebawem powinien pojawić się nowy czynnik R1234yf. – Wkrótce dostarczymy na europejski rynek rozwiązanie dotyczące problemu polimeryzacji czynnika R1234yf w urządzeniach serwisowych – wyjaśnia Rick Winnick, wiceprezes i dyrektor generalny firmy Honeywell Mobile Refrigerants, odpowiadając na zapytanie „kfz-betrieb”.

Firma Honeywell oraz jej konkurent, firma Chemours, są jedynymi producentami czynnika R1234yf w Europie. Winnick podkreślili również, że problem polimeryzacji jest problemem czysto europejskim, za który odpowiedzialne są stacje do obsługi klimatyzacji. Urządzenia w USA są wykonane zgodnie ze specyfikacjami SAE i są wyposażone w funkcję automatycznego przedmuchu tlenu.

Dlatego w Stanach Zjednoczonych nie są znane przypadki polimeryzacji. Jednak producenci europejskich stacji do serwisowania klimatyzacji nie podzielają tego poglądu. Firma Honeywell nie ujawniła jeszcze, czym dokładnie różni się nowy czynnik chłodniczy R1234yf od dotychczas stosowanych. Nie wiadomo również, co należy rozumieć przez pojęcie „wkrótce”.

W środowisku sprzedawców gazów mowa jest o „zdecydowanie w tym roku”. Do niedawna nie było wiadomo, czy nowy czynnik otrzyma również nową nazwę – np. R1234yf Plus. Obecnie jest już jasne: nadal będzie nazywać się R1234yf – bez dodatkowego przyrostka. Nie ma to jednak większego znaczenia. Dla sprzedawców samochodów i ich właścicieli ważne jest to, że problem z polimeryzacją czynnika chłodniczego powinien zostać usunięty tak szybko, jak to możliwe, oraz bez dodatkowych kosztów dla klientów.

Źródło: Materiały redakcyjne i kfz-betrieb