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Wärmepumpen mit brennbaren
Kältemitteln
Aufstellungsanforderungen

Wärmepumpen mit brennbaren Kältemitteln | 04.03.2021 Simon Lechleitner 1

INHALT

 Einstufung von Kältemitteln
 Gefährdungspotential
 Beurteilungsgrundlagen
 Sicherheitstechnische Anforderungen an Wärmepumpen
 Sicherheitstechnische Aufstellungsanforderungen
 Zusätzliche Anforderungen für gewerbliche Anlagen
 Zusammenfassung

 Simon Lechleitner 2

EINSTUFUNG VON KÄLTEMITTELN

 EINSTUFUNG VON KÄLTEMITTELN

 Im Vortrag werden
 Anforderungen an
 Kälteanlagen mit
 Kältemitteln der
 Gruppen A2, A2L und
 A3 behandelt.

 Quellen:
 - Kälteanlagenverordnung, BGBl. Nr. 305/1969. Simon Lechleitner 3
 - ÖNORM EN 378-1, 01.07.2018.

GEFÄHRDUNGSPOTENTIAL

 GEFÄHRDUNGSPOTENTIAL VON BRENNBAREN KÄLTEMITTELN

 A2L, A2 und A3:
  Explosionsgefahren
 Bei entsprechender Verteilung in Luft sind brennbare
 Kältemittel explosionsfähig
  Toxische Wirkungen
 Kältemittel wirken ab bestimmten Konzentrationen
 toxisch
  Sauerstoffverdrängung
 Kältemitteldämpfe sind im Regelfall schwerer als Luft

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GEFÄHRDUNGSPOTENTIAL

 WICHTIGE STOFFDATEN

 UEG bei 20°C Molare
 ATEL/ODL LFL gemäß UEG [%] bei
 Summen- Sicherheits- UEG [%] bei gemäß EN Dampfdichte Masse
 Nr. Bezeichnung EN 378 20°C gemäß GWP
 formel klasse 20°C 80079-20-1 25°C [kg/m³]
 [kg/m³] [kg/m³] EN 80079-20-1 [kg/kmol]
 [kg/m³]
 Difluormethan
 R32 CH2F2 A2L 0,3 0,307 12,4 - - 2,13 52 675
 (Methylenfluorid)
 R143a 1,1,1-Trifluorethan CF3CH3 A2L 0,48 0,282 7,5 6,8 0,234 3,44 84 4470
 R152a 1,1-Difluorethan CH3CHF2 A2 0,14 0,13 4,5 - - 2,7 66 124
 R290 Propan CH3CH2CH3 A3 0,09 0,038 2,0 1,7 0,031 1,8 44 3
 2,3,3,3-
 R1234yf CF3CF=CH2 A2L 0,47 0,289 5,7 - - 4,66 114 4
 Tetrafluorprop-1-en
 trans-1,3,3,3-
 R1234ze CF3CF=CHF A2L 0,28 0,303 6,0 - - 4,66 114 7
 Tetrafluorprop-1-en
 CH3CH2CH2C
 R600 Butan A3 0,0024 0,038 1,5 1,4 0,033 2,38 58,1 4
 H3
 2-Methylpropan
 R600a CH(CH3)3 A3 0,059 0,043 1,7 1,3 0,031 2,38 58,1 3
 (Isobutan)
 R1270 Propen (Propylen) CH3CH=CH2 A3 0,0017 0,046 2,6 2,0 0,035 1,72 42,1 2

 Quellen:
 - ÖNORM EN 378-1, 01.07.2018. Simon Lechleitner 5
 - ÖNORM EN ISO/IEC 80079-20-1, 15.04.2020.

BEURTEILUNGSGRUNDLAGEN

 BEURTEILUNGSGRUNDLAGEN FÜR DIE AUFSTELLUNG

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SICHERHEITSTECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN WÄRMEPUMPEN

 HERSTELLERVERANTWORTUNG

  Inverkehrbringung
 Europäische Richtlinien und anzuwendenden (harmonisierte) Normen
  Risikoanalyse
  Mechanische Gefährdungen
  Elektrische Gefährdungen
  (innere) Explosionsgefährdungen durch die Maschine selbst
  Dokumentation
  Technische Dokumentation
  Betriebsanleitung – Beschreibung der Restgefährdungen (z.B. Freisetzung
 brennbarer Stoffe)
  EG-Konformitätserklärung
  CE-Kennzeichnung

 Quellen:
 - TÜV Nord, Kälteanlagen mit entzündbaren Kältemitteln, Aspekte des Explosionsschutzes für Simon Lechleitner 7
 Hersteller und Betreiber, 09.2019.

SICHERHEITSTECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN WÄRMEPUMPEN

 HERSTELLERVERANTWORTUNG

  EN 60335-2-40
 Legt unter anderem sicherheitstechnische Anforderungen an
 Wärmepumpen fest.

  Auszug aus einer Konformitätserklärung:

 Quellen:
 - TÜV Nord, Kälteanlagen mit entzündbaren Kältemitteln, Aspekte des Explosionsschutzes für Simon Lechleitner 8
 Hersteller und Betreiber, 09.2019.

SICHERHEITSTECHNISCHE ANFORDERUNGEN AN WÄRMEPUMPEN

 EXPLOSIONSSCHUTZTECHNISCHE
 ANFORDERUNGEN GEMÄß EN 60335-2-40
 ÖVE/ÖNORM EN 60335-2-40
  Elektrische Bauteile, die eine Zündquelle sind und während des normalen Betriebs oder
 bei einer Leckage arbeiten können, müssen einem der nachfolgenden Punkte
 entsprechen:
  Elektrische Bauteile entsprechen IEC 60079-15 und sind für das verwendete
 Kältemittel sowie die Zone 2, 1 oder 0 nach IEC 60079-14 geeignet.
  Elektrische Bauteile werden nicht in einem Bereich angeordnet, wo sich eine
 potenziell brennbare Gasmischung ansammelt. Dies wird durch eine Prüfung
 gemäß Anhang FF der EN 60335-2-40 nachgewiesen.
  Elektrische Bauteile sind in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse, das die
 elektrischen Bauteile enthält, muss IEC 60079-15 für Gehäuse, die zur
 Verwendung mit dem verwendeten Kältemittel geeignet sind, entsprechen.
  Temperaturen von Oberflächen, die mit eventuell austretendem brennbaren Kältemittel
 in Berührung kommen können, dürfen nicht die Selbstentzündungstemperatur des
 Kältemittels, reduziert um 100 K übersteigen.

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 Aufstellungsanforderungen sind abhängig vom Aufstellungsort und der Nutzungsart:

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 AUßENAUFSTELLUNG

  Grundsätzlich keine Füllmengeneinschränkung
 (außer bei A3-Kältemitteln: max. 5 kg bei nicht eingeschränktem Zugang)
  Bedienungsanleitung muss Angaben über Restrisiken und Schutzmaßnahen enthalten.
  Schutzmaßnahmen gemäß Bedienungsanleitung müssen eingehalten werden.
  Häufige Herstellervorgaben:
  Definierung eines Sicherheitsabstandes von „x“ Metern.
  Innerhalb des Sicherheitsabstandes dürfen sich keine Zündquellen, Fenster,
 Türen, Lüftungsöffnungen, Lichtschächte, Öffnungen zur Kanalisation befinden.
  Die Aufstellung in Senken, Schächten oder Bereichen, die keine freie
 Abströmung oder Durchlüftung zulassen, ist nicht zulässig.
  Wanddurchführungen durch die Gebäudehüllen sind luftdicht auszuführen.

 Wichtig: Der Schutzbereich darf sich nicht auf andere Grundstücke erstrecken!

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 BEISPIEL 1

 Herstellervorgaben:
  Im Umkreis von 1 m zum Außengerät dürfen keine Gebäudeöffnungen
 (Fenster, Türen, Schächte, Lüftungsöffnungen, o. dgl.) liegen und keine
 potentiellen Zündquellen vorhanden sein.
  Mauerdurchführungen in das Gebäude müssen luftdicht ausgeführt
 werden.
  Die Außeneinheit darf nicht in bzw. in der Nähe von Bodensenken platziert
 werden.
  Die Außeneinheit darf nicht näher als einen Meter an die
 Grundstücksgrenze gesetzt werden.
  Bei Kondensat-Einleitung in die Kanalisation ist ein Siphon vorzusehen
 bzw. die Schachtdurchführung in den Boden so abzudichten, sodass kein
 Kältemittel unkontrolliert in die Kanalisation treten kann.

 Quellen:
 - Hoval, Bedienungsanleitung, Hoval Belaria pro comfort (8, 13, 15).
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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 BEISPIEL 1

 Sicherheitszone Aufstellung in Senke

 Aufstellung neben Öffnung

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 BEISPIEL 2

 Herstellervorgaben:
  In dem Schutzbereich (Umkreis von 1 m), der sich zwischen der
 Geräteoberkante und dem Boden befindet dürfen sich keine
 Zündquellen, Fenster, Türen, Lüftungsöffnungen, Lichtschächte und
 der gleichen befinden.
  Mauerdurchführungen in das Gebäude müssen luftdicht ausgeführt
 werden.
  Die Außeneinheit darf nicht in bzw. in der Nähe von Bodensenken
 platziert werden.
  Der Schutzbereich darf sich nicht auf Nachbargrundstücke oder
 öffentliche Verkehrsflächen erstrecken.

 Quellen:
 - Alpha innotec, Betriebsanleitung, LWD 90A.
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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 BEISPIEL 2

  Bei direktem Einleiten des Kondenswassers in eine Abwasser- oder Regenwasserleitung
 muss ein Siphon gesetzt werden.

  KS = Kiesschicht als
 Pufferzone für
 Versickerung
  3 = Kondensatablaufrohr

 Quellen:
 - Alpha innotec, Betriebsanleitung, LWD 90A.
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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 INNENAUFSTELLUNG

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 GRENZWERTE FÜR R-32

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 GRENZWERTE FÜR R-290

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 BEISPIEL 3

 In einem Wohnhaus solle eine Wärmepumpe installiert werden, welche mit dem Kältemittel R32
 betrieben wird. Die Kältemittelfüllmenge beträgt 1,3 kg. Der Aufstellungsraum hat eine Fläche
 von 15 m² und ein Volumen von 38 m³. Ist die Aufstellung zulässig?

 ℎ ℎ ℎ ℎ : 6 3 ∗ = 6 3 ∗ 0,307 3 = 1,84 
 
 1,3 
 ä ℎ äß : = 0,034 3
 38 ³ 

 Die Füllmenge liegt unter der Irrelevanzschwelle für die Brennbarkeit. Auch der
 Toxizitätsgrenzwert (ATEL = 0,47 kg/m³) sowie der Grenzwert für die Sauerstoffverdrängung
 (ODL= 0,3 kg/m³) werden deutlich unterschritten. Die Aufstellung ist zulässig.

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SICHERHEITSTECHNISCHE AUFSTELLUNGSANFORDERUNGEN

 MASCHINENRÄUME

 Quellen:
 - ÖNORM EN 378-1, 01.07.2018.
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ZUSÄTZLICHE ANFORDERUNGEN FÜR GEWERBLICHE ANLAGEN

 ZUSÄTZLICHE ANFORDERUNGEN FÜR GEWERBLICHE ANLAGEN

 Quellen:
 - Kälteanlagenverordnung, BGBl. Nr. 305/1969.
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ZUSAMMENFASSUNG

 ZUSAMMENFASSUNG

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Danke für eure Aufmerksamkeit

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