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Neue Kriterien für Kältemittel Für mehr Klarheit

03.09.2018

Mit dem Inkrafttreten der F-Gase-Verordnung haben sich die Kriterien für die Auswahl von Kältemitteln verändert. Dies hat für Verunsicherung bei den Anwendern von Industrie-Kälteanlagen gesorgt. Klar ist: Die bisher gängigsten Kältemittel wie R404a, R507 sowie R410a und R134a werden schrittweise abgelöst. Synthetische Medien, Blends aus HFO-Kältemitteln und synthetischen Fluids sowie natürliche Kältemittel werden künftig an Bedeutung gewinnen.

Teilfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe als Kältemittel (H-FKW) wie R 404a und R 507 waren bislang Stand der Technik bei industriellen Kälteanlagen. Die gesamte (Kälte-) Technik der Anlagen war darauf abgestellt. Das wird sich nun ändern. Denn die EU-Verordnung 517/2014, auch bekannt als F-Gase-Verordnung, fordert den schrittweisen Ausstieg aus den Kältemitteln auf H-FKW-Basis. Der Grund: Kältemittel mit höherem Global Warming Potential (GWP) sollen sukzessive vom Markt verschwinden.

Konkret gelten unter anderem folgende Regelungen: Bei Kälteanlagen, deren Kältemedium einen GWP von über 2.500 aufweist (unter anderem R 404a und R 507) und mit mehr als 10,2 kg Kältemedium befüllt ist, darf beim Wiederbefüllen ab 2020 nur noch aufgearbeitetes oder recyceltes Kältemittel zum Einsatz kommen. Erfahrungsgemäß sind diese Kältemittel dann nur eingeschränkt (und zu hohen Kosten) verfügbar.

Schon jetzt werden sie teilweise vom Markt genommen, sodass der Bezug immer schwieriger wird. Für Kältemittel mit einem GWP über 750 (dazu gehören unter anderem R 134a, R 407c und R 410a) gelten ähnliche Regelungen, die um zwei Jahre zeitversetzt, ab dem Jahr 2022, wirksam werden.

Das bedeutet: Wenn bei Altanlagen ab 2020 beziehungsweise 2022 Kältemittel nachgefüllt werden müssen, kann der Anwender ein Problem bekommen. Und wenn er in absehbarer Zeit die Neuanschaffung einer Kälteanlage plant, sollte er den beschriebenen Phase-out ebenfalls berücksichtigen. Was ist in dieser Situation zu tun? Zunächst die beruhigende Nachricht: Es stehen verschiedene Alternativen zur Verfügung. Dazu gehören synthetische HFO-Medien (Hydrofluorolefin), Blends aus HFO-Kältemitteln und synthetischen Kältemitteln sowie natürliche Kältemittel wie Ammoniak, CO2 und Propan.

Abwarten oder austauschen?

Es gibt synthetische Kältemittel, die sich mit geringem Umrüstaufwand in vorhandenen Anlagen einsetzen lassen. Dazu gehören XP 10 – R 513a und, als HFO-Kältemedium,
R 1234yf. Allerdings sind die Preise der neuen, zukunftssicheren Fluids aktuell noch sehr hoch. Bis 2020/2022 ist mit deutlichen Preissenkungen zu rechnen, weil größere Mengen nachgefragt und produziert werden. Dann können diese Kälteanlagen kostengünstiger umgestellt werden. Zudem ist damit zu rechnen, dass in Zukunft auch diverse andere Kältemittel mit niedrigem GWP zur Verfügung stehen.

Was tun bei Neuinvestitionen?

Anders sind die Voraussetzungen bei einer geplanten Investition in neue Kältetechnik. Aus Gründen der Zukunftssicherheit sollte der Anwender von Beginn an ein Kältemittel mit niedrigem GWP wählen, das vom Phase-out der F-Gase-Verordnung nicht betroffen ist. Hier gibt es zwei grundsätzliche Optionen. Die erste ist der Einsatz von synthetischen
HFO-Fluids wie R 1234yf. Dieses Medium kommt bereits in Kfz-Klimaanlagen zum Einsatz. Neben den hohen Kosten muss der (potentielle) Anwender berücksichtigen, dass R 1234yf entzündlich ist. Beherrschen lässt sich dieses Risiko am besten bei stationären Kälteanlagen in Außenaufstellung. In diesem Fall reichen ein Gassensor und ein Ex-geschützter Ventilator, um die Gase abzuführen.

Bewährt und bekannt: natürliche Kältemittel

Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln (Ammoniak, CO2 und Propan) führten bislang eher ein Nischendasein. Diese Medien weisen sowohl einen sehr geringen GWP-Wert als auch einen ODP-Wert (Ozone Depletion Potential, Ozonabbaupotenzial) von 0 auf. Durch die Regelungen der F-Gase-Verordnung geraten diese Kältemedien nun verstärkt in den Blick – und das zurecht. Die Technik ist bewährt, die Medien kostengünstig und für alle drei Kältemittel stehen geeignete Komponenten und Baugruppen wie Kompressoren, Kondensatoren und Verdampfer zur Verfügung. Darüber hinaus ermöglicht die Nutzung dieser Kältemittel die Projektierung von Kälteanlagen, die einen hohen Wirkungsgrad (Energy Efficiency Ratio, EER) aufweisen und damit über die gesamte Anlagenlebensdauer sehr wirtschaftlich arbeiten.

Nicht verschweigen darf man, dass es – genau wie bei den HFO-Fluids – neben den genannten Vorteilen auch Nachteile gibt. Ammoniak ist toxisch, Propan explosiv und für CO2 treffen die energetischen Vorteile der anderen natürlichen Kältemittel nicht in jedem Anwendungsfall zu. Deshalb müssen bei allen natürlichen Kältemitteln jeweils unterschiedliche Vorkehrungen getroffen werden, um die erforderliche Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Aus der Sicht der Kältetechnik hat jedes der alternativen Kältemittel – zu denen man auch noch Butan, Ethan und Propen zählen muss – seine Berechtigung im Markt. Die gängigsten Lösungen, d.h. Kälteanlagen mit R 404a, R 410a, R 507 und
R 134a, kommen innerhalb weniger Jahre für Neuinstallationen nicht mehr in Frage.

Welches Kältemittel im konkreten Fall eingesetzt werden sollte, ergibt sich aus den Rahmenbedingungen. Bei der Investitionsentscheidung sollten Anwender Alternativen prüfen und bei der ökonomischen Bewertung vorrangig nicht das Investment, sondern die Lebenszykluskosten berücksichtigen. Hier bieten, vor allem bei großen Anlagen, Kältemittel wie Ammoniak, Propan und Propen oft eine deutlich günstigere Bilanz.

Bildergalerie

  • Welche Kältemittel stehen für industrielle Anwendungen überhaupt zur Verfügung? Diese Tabelle liefert einen Überblick.

    Bild: L&R Kältetechnik

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