HFC-134A RYA-verket

Övervakningssystem för köldmedia i luft och vatten

Vi har nöjet att presentera ett nytt övervakningssystem för köldmedieläckage  vid värmepumpbaserade produktionsanläggningar för fjärrvärme och fjärrkyla. Många års driftserfarenhet har påverkat  utformningen av systemet som blivit mycket känsligare och stabilare än sina föregångare. Vi kan vi numera demonstrera  ett mätområde av 0.015 - 500 ppm för HFC-134A i luft och  0.001-25 ppm för HFC-134A i vatten vilket illustreras av  nedanstående två diagram från Ryaverkets värmepumpar i Göteborg

Det vänstra diagrammet visar analysvärden för renat avloppsvatten. Ett försök inleddes med att 1 liter prov av avloppsvatten "spikades" med 25 ml gasfas av HFC-134A vilket gav en koncentration av c:a 100 ppb och resulterade i den ensamma punkten vid c:a 0.1 (i absorbans). Resten av diagrammet visar analysresultatet för avloppsvattnet under efterföljande c:a 1 dygn.

I det högra diagrammet har skalan expanderats och värdena kalibrerats. Som framgår av bilden ligger resultaten i intervallet ±0.5 ppb

Motsvarande bakgrundsbrus vid analys av HFC-134A i luft är c:a ±15 ppb (0,015 ppm)

1 ppb motsvarar 100 gram köldmedium jämnt fördelat i ett fjärrvärmenät med 100.000 m3 vatten!

Grundenhet

Grundenhet i systemet är ett apparatskåp 800 x 600 x 2000 mm som innehåller en eller två gasanalysatorer och styr- och mätelektronik. Provtagningsutrustning för luftmätning placeras i grundenheten och har anslutningar över tak för 12 mm provledningar.

Luftprovtagning och analys

Provtagningssystemet för luftprovtagning består av transportpump och magnetventiler för anslutning till gasanalysator resp. för "bypass" som ger möjlighet att pumpa fram gasprov från viss kanal under tiden som föregående prov analyseras. För varje ansluten provkanal tillkommer magnetventil, skottgenomföring, partikelfilter och tillbehör. Partikelfiltret monteras vid provtagningspunkten på andra änden av provledningen.

Funktionsprincipen vid analys av luftprov är att med en transportpump sist i kedjan fylla analysatorns gascell med representativt prov från viss provpunkt för att därefter isolera cellen från pumpen men lämna fritt fram för luftprovet att fylla på cellen till atmosfärstryck. Sedan görs två mätningar, en provmätning och en referensmätning. Härigenom uppnås inte bara hög känslighet utan framför allt en mot känsligheten svarande nollpunktsstatibiltet.

Vattenprovtagning och analys

Systemet för vattenprovtagning och analys är installerat i ett rostfritt skåp med dimensionerna 800 x 600 x 2000 mm som normalt samplaceras med det ovan beskrivna grundskåpet. Funktionen bygger på "stripping" eller "sparging" av en provvolym av c:a 1 liter vatten med ren luft eller kväve med efterföljande gasanalys. Normalt ingår två sådana provtagnings- och analyssystem, ett för kondensorvatten (fjärrvärmevatten) och ett för förångarvatten (sjövatten, avloppsvatten o.d.). Vardera systemet kan antingen ha sin egen eller dela på en gemensam gasanalysator. Om värmepumpanläggningen innehåller flera kondensorer (och underkylare) resp. förångare ingår en provväxlar med erforderlig kapacitet. Anslutningarna för vattenprov är placerade på skåp-taket.

Den bärande principen är provtagning utan förluster vilket bl.a. medför att t.ex fjärrvärmevatten kan provtas med ett konstant flöde av 5 lpm. (7.2 m3/dygn per kondensor). Vattnet återförs till samma värmeväxlare som det tagits från. Prov från ingången på en värmeväxlare återförs till utgången och vice versa. Detta ger möjlighet till differensmätning som kan hjälpa till att identifiera läckage av köldmedium till viss enhet.

I de fall där man kan isolera en vattenfylld värmeväxlare uppnår man en stor teknisk fördel. Ovanstående bild visar principen för vattenprovtagningen vid en kondensor. Samma princip används för förångare. Ett omrörande flöde, som på bilden är angivet till 3 m3/h, sker omväxlande mellan IN-UT och UT-IN. Från detta huvudflöde utgår ett provflöde tur och retur till analysatorenheten. Genom att flödena växlar riktning kommer provflödet omväxlande att representera IN resp. UT

Om man under stilleståndsperioder isolerar den vattenfyllda kondensorn kommer eventuellt läckage av köldmedium att innebära en linjär (vid läckande ventiler exponentiell) koncentrationsökning i vattnet. Med kunskap om mängden innestängt vatten och tidsförloppet för koncentrationsökningen kan en mycket liten läcka bestämmas med god noggrannhet. Begynnande porläckage orsakat av korrosion, läckage på grund av utmattnings-sprickor och läckage på grund av nötning kan detekteras i ett tidigt skede och övervakas tills dess det är praktiskt möjligt med åtgärder.

Datorsystem

För integrering av övervakningssystemet i överordnade processkontrollsystem erbjuder vi att i samarbete med kundföretagets specialister ta fram erforderlig mjukvara. Som alternativ erbjuder vi fristående PC-baserade datorsystem.