Der Zweck heiligt die (Kälte)Mittel - Alternative Kältemittel ermöglichen das Erreichen der Ziele der F-Gas Regelung - Installation DKZ
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Installation DKZ 9 l 2018 Kältemittel I 57 © Daikin Der Zweck heiligt die (Kälte)Mittel Alternative Kältemittel ermöglichen das Erreichen der Ziele der F-Gas Regelung 2014 verabschiedete das EU Parlament die aktuelle F-Gas Verordnung mit dem sogenannten F-Gas Phase-down, das zum Ziel hat, die Emissionen fluorierter Treibhausgase weiter zu reduzieren. Kern dieser Regelung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) bis 2030, um das CO2-Äquivalent der heutigen Verkaufsmengen verglichen mit dem Basisjahr 2015 auf ein Fünftel zu reduzieren. Ein Niveau, das für die Kälte- und Klimabranche eine Herausforderung darstellt, dank alternativer Kältemittel aber erreichbar ist. Die F-Gas-Verordnung sieht kein eingeführt. In diesen Fällen gilt ein eingesetzte Kältemittel R-410A mit komplettes Verbot von Kältemit- Verwendungsverbot von Kältemit- einschließt. In der stationären Käl- teln mit hohem GWP (Global War- tel mit GWP über dieser Grenze. teerzeugung im Supermarkt wird ming Potential = Treibhauspoten- Dazu gehört beispielsweise der Ein- ab 2020 das Kältemittel R-404A ver- tial) vor, sondern eine Quotenre- satz von Kältemitteln mit einem boten und ab 2022 gilt für zent- gelung über einen Stufenplan. Um GWP ab 750 in Single-Split-Anla- rale Multipack-Systeme mit über den Phase-down zu unterstützen, gen mit einem Füllmengengewicht 40 kW Leistung ein GWP-Limit ab wird bei bestimmten Anwendun- von weniger als 3 kg ab 2025, was 150. Die Quoten zur Reduzierung, gen eine Höchstgrenze beim GWP auch das aktuell am häufigsten die basierend auf dem Jahr 2015
58 I Kältemittel Installation DKZ 9 l 2018 Der Stufenplan der F-Gas Verordnung. (100 %) festgelegt wurden, berech- 1. Reduktion der Emissionen neuer GWP insbesondere aufgrund der nen sich entsprechend nach den Geräte durch die Verwendung von hohen Stückzahlen, die jährlich in CO2-Äquivalenten der Kältemittel- Kältemitteln mit niedrigem GWP Europa installiert werden, notwen- menge (Kältemittelmenge x GWP): und geringeren Füllmengen. dig. Ein in der Praxis und Anwen- dung bereits erprobtes Kältemittel 2016-2017: 93 % 2. Reduktion des Einsatzes von für den Einsatz in der Klimatechnik 2018-2020: 63 % Kältemitteln mit hohem GWP für ist R-32, das heute von vielen Her- 2021-2023: 45 % Service und Wartung von beste- stellern forciert wird. Ein rascher 2024-2026: 31 % henden HLK-Anlagen (u.a. Ver- Umstieg auf bestehende Lösun- 2027-2029: 24 % bot von Anlagen mit dem Käl- gen im Split-Bereich verschafft dem 2030: 21 % temittel R-404A ab 2020). VRF-Bereich die benötigte Zeit für die Entwicklung neuer, für die- Notwendige Maßnahmen zur 3. Verstärkte Wiederaufbe- sen Anwendungsbereich geeigne- Zielerreichung reitung und Wiederverwen- ter Kältemittel mit geringem GWP. dung von Kältemitteln. Um zukunftsfähig zu wirtschaf- Da die F-Gas-Verordnung eine stu- ten und Marktanteile zu sichern, ist fenweise Reduktion der CO2-Äqui- Preisanstieg und Verknap- ein frühzeitiger Wechsel auf Sys- valente vorschreibt, bleibt es pung durch starke Mengen- teme mit alternativen, umwelt- dem Markt überlassen, an wel- reduktion schonenden Kältemitteln für Pla- chen Stellschrauben er zuerst ner und Anlagenbauer unerläss- dreht, um die Ziele zu erreichen. Von der F-Gas-Verordnung am lich. Denn schon jetzt führt die Die europäische Interessensver- stärksten betroffen ist die Kälte- Verordnung zu einer Verknappung tretung der Klimatechnik- und technik, da hier bislang haupt- und zu einem Preisanstieg bei Käl- Wärmepumpen-Industrie „Euro- sächlich R-404A mit einem hohen temitteln wie R-404A oder R-134a. pean Partnership for Energy and GWP von 3.922 Verwendung fin- Zum 1. Januar 2018 trat die erste the Environment” (EPEE) zeigt det. Doch auch die Klimatech- große Reduktion der zulässigen auf, dass der Phase-down mit- nik mit Split-Geräten ist gefor- Verkaufsmenge an CO2-Äquiva- tels umfangreicher Umstellungen dert. Hier ist ein schneller Umstieg lente auf 63 % in Kraft. Mengen- in drei Bereichen umsetzbar ist: auf Kältemittel mit niedrigerem mäßig bedeutet das eine Reduktion
Installation DKZ 9 l 2018 Kältemittel I 59 Anlagentyp Aktuell häufig im Einsatz Alternativen Daher wird auch Daikin weiter- hin auf unterschiedliche Kältemit- Stationäre Kälteanlagen R-134a, R-404A, R-410A, R-407H, R-448A, R-507A, R-717 (Ammoniak), R-449A, R-32, HFOs tel setzen und jeweils das Kälte- R-290 (Propan), R-744 (CO2) mittel einsetzen, das die Aspekte Stationäre Klimageräte R-410A R-32, R-290 (Propan), Sicherheit, Umweltverträglichkeit, und Wärmepumpen R-1234ze Wirtschaftlichkeit und Energieef- Kaltwassersätze und R-410A, R-134a, R-717 R-32, R-1234ze, fizienz in dem jeweiligen Anwen- Lüftungstechnik (Ammoniak) dungsbereich am besten erfüllt. Tabelle 1: Kältemittel-Alternativen für Kälte-, Klima-, Kaltwasser- und Lüftungstechnik Regulierungen am Kältemittelmarkt Die ersten Regulierungen des Käl- temittelmarktes wurden mit dem Zeitpunkt Produktgruppe Montreal-Protokoll 1989 beschlos- 1.1.2020 • Kühl- und Gefriergeräte für den gewerbli- sen. In Deutschland trat diese inter- chen Gebrauch mit GWP ≥ 2.500 nationale Vereinbarung mit der • Stationäre Kälteanlagen mit GWP ≥ 2.500 • Mobile Raumklimageräte mit GWP ≥ 150 FCKW-Halon-Verbots-Verordnung von 1991 und der Chemikalien- 1.1.2020 • Nur für R-404A Anlagen < 40 Tonnen CO2-Äquivalent ist neues Kältemittel für Nachfüllung oder Service erlaubt. Für Anla- Ozonschichtverordnung 2006 in gen mit Füllmengen ab 40 Tonnen CO2-Äquivalent ist nur Kraft. Sie sahen ein Verwendungs- noch recyceltes oder aufgearbeitetes R-404A zulässig verbot von HFCKWs und damit 1.1.2022 • Gewerbliche Kühl- und Gefriergeräte (hermetisch geschlossene ein ODP (Ozone Depletion Poten- Einrich- tial = Ozonabbaupotential) von 0 tungen) mit einem GWP ≥ 150 vor, um den Abbau der Ozonschicht • stationäre Verbundanlagen mit Kälteleis- einzudämmen. Im ersten Schritt tung > 40 kW mit GWP ≥ 150 (Ausnahme: Kältemittel im Primarkreis reagierten Kältemittelhersteller mit von Kaskaden mit GWP < 1500) einem Wechsel von chlorhaltigen 1.1.2025 • Monosplit-Raumgeräte mit Füllgewicht < 3 kg und GWP ≥ 750 hin zu fluorhaltigen Kältemitteln. Die erste F-Verordnung trat in 2006 Tabelle 2: Verwendungsverbote in Kraft. Ab Juli 2011 wurde an der Überarbeitung dieser Verord- nung gearbeitet und die Veröffent- der ursprünglich pro Jahr verkauf- Kältemittels muss deshalb indi- lichung der aktuell gültigen Ver- ten fluorierten Treibhausgase von viduell entschieden und Investi- ordnung 517/2014 hat eine weitere durchschnittlich knapp 183 Mio. t tions-, Installations- sowie Betriebs- Verschärfung für halogenierte Käl- auf nur noch 115 Mio. t, die auf den kosten der jeweiligen Anlagen kri- temittel mit sich gebracht. Die sich Markt gebracht werden dürfen. Bis tisch hinterfragt und bewertet stetig ändernden gesetzlichen Rege- 2030 muss eine Senkung auf 21 % werden. Denn das richtige Zusam- lungen führen dazu, dass sich der des Basiswerts, das bedeutet knapp menspiel zwischen Kältemittel und Markt ständig in Bewegung befin- 38,4 Mio. t CO2-Äquivalente, erfol- Systemdesign ist entscheidend für det. Kältemittelhersteller arbeiten gen. Die Verfügbarkeit der Kälte- die Gesamteffizienz der Anlage. kontinuierlich an der Entwicklung mittel mit hohem GWP wird sich Für die Kältemittel-Auswahl ist neuer sicherer, energieeffizienter dadurch in den nächsten Jahren die gesamte Klima- und Wärme- und umweltfreundlicher Lösungen. drastisch verschlechtern und die pumpenleistung im Lebenszyklus (Tabelle 1) Preise ebenso drastisch ansteigen. der Produkte entscheidend. Teil- weise verlangen alternative Kälte- Verwendungsverbote Der Anwendungsfall be- mittel konstruktive Änderungen an stimmt die Kältemittelwahl den Bauteilen, wie z. B. Vergröße- Durch die F-Gas-Verordnung rung der Wärmetauscherflächen, werden keine Kältemittel ver- Je nachdem, welcher Anlagentyp um gleiche oder höhere Effizienz- boten. Es werden lediglich für – ob Kälteanlage, Klimagerät, Kalt- werte zu erreichen. Dies erhöht gewisse Anwendungen Käl- wassersatz etc. – installiert wer- unter Umständen die Produktkos- temittel oberhalb bestimm- den soll, sind unterschiedliche ten, wirkt sich aber positiv in der ter GWP-Grenzwerte verboten: Kältemitteleigenschaften gefragt. Betriebsphase im Primärenergieein- (Tabelle 2) Bei der Auswahl des geeigneten satz und den Betriebskosten aus.
60 I Kältemittel Installation DKZ 9 l 2018 Von der F-Gas-Verordnung am stärksten betroffen ist die Kältetechnik Sichere Handhabung von deren Einsatz. In den meisten Kli- Fazit: 2L Kältemitteln maanlagen und Wärmepumpen- Anwendungen können 2L Kältemit- Die F-Gas Verordnung erfordert in Die Klassifizierungsnorm ISO tel jedoch gefahrlos verwendet wer- den kommenden Jahren eine drasti- 817:2014 stuft Kältemittel nach ihrer den. Voraussetzung ist – wie bei sche Reduktion der Menge an CO2- Entflammbarkeit in vier Klassen allen Kältemitteln – dass die Anwei- Äquivalenten am Kältemittelmarkt. ein. Einige Kältemittel mit niedri- sungen der Gerätehersteller und der Das führt dazu, dass das heute häu- gem GWP wie beispielsweise R-32, Lieferanten von Kältemittelgasfla- fig eingesetzte Kältemittel R-404A Ammoniak und HFO-Kältemittel schen eingehalten werden. Grund- vom Markt verschwinden wird. sind in Klasse 2L eingestuft und gel- sätzlich gilt, dass im Umgang mit R-134a wird folgen. Kältemittelge- ten damit als schwer entflammbar. 2L Kältemittel für ausreichend mischen mit geringer Brennbarkeit Belüftung bei allen Arbeiten gesorgt wird in Zukunft in der Gewerbe- • Klasse 1: werden muss und geeignetes Werk- kälte ein Marktanteil von 25 % vor- keine Flammenausbreitung zeug verwendet wird. Die Füll- ausgesagt. Bei kleineren und mitt- • Klasse 2L – menge muss zudem entsprechend leren Split-Klimaanlagen muss schwere Entflammbarkeit der Größe des Raumes ausgewählt ebenfalls unverzüglich gehandelt • Klasse 2 – werden, so ist sichergestellt, dass und beispielsweise auf R-32 Anla- entflammbar sich kein brennbares Luft-Kältemit- gen umgestiegen werden. Dies ver- • Klasse 3 – tel-Gemisch bilden kann. Diese bei- schafft dem Markt eine „Reserve“ leichte Entflammbarkeit den Maßnahmen sind Grundlage an Kältemitteln für jene Anwen- für das Einhalten der Gefahrstoff-, dungen, bei denen noch keine Obwohl 2L Kältemittel schwer ent- Arbeitsstätten- und Betriebssicher- Alternativen verfügbar sind. t flammbar sind, galt die Brenn- heitsverordnung, die im Rahmen barkeit für viele Anwender bis- der geforderten Gefährdungsana- Autor: Volker Weinmann, her als wesentliche Barriere für lyse dokumentiert werden muss. Beauftragter Politik, Umwelt, Verbände bei der DAIKIN Aircon- ditioning Germany GmbH
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