Wasser-Kühlsatz- Kompendium - Kälteerzeuger für Kaltwassernetze mit Anbieterübersicht - Efficient Energy
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Marktübersicht
Marktübersicht 2019
2017 ISSN:
ISSN: 0947-0026
0947-0026
Wasser-
Kühlsatz-
Kompendium
Kälteerzeuger für Kaltwassernetze
mit Anbieterübersicht
Eine Sonderveröffentlichung der Fachzeitschriften:
WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
K UR Z UN D K NA PP
Der große Rahmen
Hier geht es nicht nur um ein Gerät. Ob ein Kaltwasserkreis im Projekt überhaupt das
Richtige ist, welches Kältemittel im Kaltwassersatz das Beste ist und welche Effizienz-
technologie dazu gehört, ist individuell zu betrachten. Investoren und Betreiber sollten
dabei mitreden können. Dieses Kompendium soll das Wichtigste zu all diesen Aspek-
ten allgemeinverständlich vermitteln. Wir starten mit Grundlegendem.
Der Kältekreislauf
Kompressionskälte basiert auf der Eigen-
schaft von Kältemitteln zu verdampfen,
weit unter der Temperatur, auf die gekühlt
werden soll. Propan beginnt damit zum Bei-
spiel unter Normaldruck bereits bei -42 °C.
Weil beim Aggregatzustandswechsel sehr
viel Wärmeenergie aufgenommen wird,
eignen sich Kältemittel ideal für den Wär-
me(ab)transport.
Profis vollziehen den Kältekreis im Druck-
Bild: D.Hinderer
Enthalpie-Diagramm nach. Dieses „Log-p-h-
Diagramm“ skaliert den Druck logarith-
misch auf der Y-Achse und die Enthalpie
(„Energiegehalt“) auf der X-Achse. Siede-
linie und Taulinie des Kältemittels bilden verbrauch im Betrieb. Der Arbeitskreis Ma-
Einfluss der
eine Glocke. Innerhalb derer ist Nassdampf schinen- und Elektrotechnik staatlicher und
Systemtemperaturen
zu finden. kommunaler Verwaltungen (AMEV) zeigt
Bei der Auslegung eines Kaltwasser-Sys- den theoretisch möglichen Verbesserungs-
Der Kältekreis beginnt im Verdampfer (1), tems sollen stets möglichst hohe Verdamp- effekt für einen Kaltwassersatz auf die
wo das Kältemittel auf gleichbleibendem fungstemperaturen und möglichst niedrige Leistungszahl einer Kältemaschine mittels
Temperaturniveau so lange Verdampfungs- Kondensationstemperaturen angestrebt wer- einer Grafik auf. Diese Berechnung gilt im
wärme aufnimmt, bis es komplett gasför- den, denn das steigert die Leistungszahl. Bereich der Komfortanwendung (Carnot-
mig ist. Der Verdichter (2) bringt es an- Daraus resultiert ein geringerer Energie- Umrechnung).
schließend auf Hochdruck-Niveau, wobei
auch die Gastemperatur auf Werte an-
steigt, die es im Verflüssiger (3) eine Menge
Wärmeenergie an die Außenluft abgeben
lässt. Nachdem im Expansionsventil (4) der
Druck rapide abgebaut wurde, beginnt der
Kreislauf von vorne.
Bild: AMEV
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Kältemittel-Klassifizierung Klassifizierung von Kältemitteln nach IS0 5149
Geringe Toxidität Hohe Toxidität
Die ISO-Norm 817 unterscheidet die Käl-
temittel nach ihrer Toxizität, gegliedert Hohe Brennbarkeit A3 B3
in Kategorie „geringe Toxizität“ mit dem Brennbar A2 B2
Buchstaben „A“ und „hohe Toxizität“ mit Geringe Brennbarkeit A2L B2L
„B“,sowie der Brennbarkeit. Diese wird in Keine Flammausbreitung A1 B1
vier Gruppen unterteilt: keine Flammen-
ausbreitung „1“, geringe Brennbarkeit „2“
und „höhere Brennbarkeit“ mit „3“. Die F-Gase-Verordnung brachten F-Gase – quantifiziert in „Ton-
Kombination aus Toxizität und Brennbarkeit nen CO2-Äquivalent“ – bis zum Jahr 2030
ergibt die Typologie des Kältemittels. Die Die seit 1. Januar 2015 geltende F-Ga- gegenüber 1990 um 79 Prozent zu verrin-
amerikanische Norm ASHRAE 34 und die se-Verordnung legt ein „Phase-down“-Sze- gern. Der „Phase-down“, die stufenweise
IS0 5149 definieren darüber hinaus die mit nario fest und hat ein Serviceverbot festge- Verminderung des erlaubten HFKW-Ver-
„A2L“ bezeichnete „geringe Brennbarkeit“. schrieben für Kältemittel mit GWP >2.500 brauchs, weist Unternehmen, die zwischen
ab dem 1. Januar 2020 und eines für Käl- 2009 und 2012 Importe oder Produktion
Wirkungsgrade temittel mit GWP >750 für Mono-Split- von HFKW-Gebindeware (Bulkware) berich-
Systeme mit weniger als 3 kg Füllgewicht tet hatten, auf Antrag Quoten für die Ver-
Seit 1. Januar 2018 gilt die erste Stufe (Tier ab 1. Januar 2025. marktung (Inverkehrbringen) von HFKW zu.
1) der ErP-Richtlinie 2016/2281 (Lot 21). Dieses Instrument hat nicht nur bei Kälte-
Sie konkretisiert die Anforderungen und Das Ziel der Verordnung ist, einen Beitrag mitteln mit besonders hohem GWP bereits
berücksichtigt unter anderem die Produkt- zu leisten, die in der EU in Umlauf ge- eine erhebliche Preissteigerung ausgelöst.
gruppen „Kaltwassererzeuger zur Komfort
Klimatisierung“ und „Kaltwassererzeuger
ErP-Grenzwerte für Komfort-Chiller Luft/Wasser
zur Prozesskühlung mit hohen Betriebs-
temperaturen“. Je nach Einsatz des Gerätes Tier 1 ab 01.01.18 Tier 2 ab 01.01.21
werden darin unterschiedliche Anforderun- nsc SEER nsc SEER
gen an die minimale Energieeffizienz ge-
Pd < 400 kW 149 3,80 161 4,1
stellt. Unterschieden wird in Wasserkühl-
sätze, die Pd ≥ 400 kW 161 4,1 179 4,55
• als Komfortkühler für Raumklimatisierung, ErP-Grenzwerte für Komfort-Chiller Wasser/Wasser
Quelle: Mitsubishi Electric
• als Prozesskühler mit hoher Betriebstem-
nsc SEER nsc SEER
peratur oder
Pd < 400 kW 196 5,1 200 5,2
• als Prozesskühler mit mittlerer Betriebs
temperatur eingesetzt sind. 400 kW ≤ Pd < 1.500 kW 227 5,88 252 6,5
Pd ≥ 1.500 kW 245 6,33 272 7
Für eine ErP-konforme Auslegung ist es dar-
um wichtig, mit objekt- und planungsspezi- VRF, die Alternative transportiert, gelangt bei VRF-Systemen
fischen Angaben in der Projektplanung zu das Kältemittel bis in die Innengeräte. Die
arbeiten. „VRF“ steht für „Variable Refrigerant Direktverdampfung ist eine besonders
Flow“. Dieser leistungsgeregelte, variable energieeffiziente Alternative zu Kaltwasser-
Weil ab 2021 eine Erhöhung der Grenzwerte Kältemittelmassenstrom sorgt in den An- netzen, weil der Wärmeübergang ans Was-
erfolgt (Tier 2), besteht, wenn zwischen Ent- lagen für hervorragende Jahresarbeitszah- ser entfällt. Und die Kältemittelleitungen
wurf, Planung und konkreter Ausführung len. Invertergeregelte Verdichter gibt es haben weitaus kleinere Dimensionen als
viel Zeit vergeht, die Gefahr, dass ein pro- auch in Wasserkühlsätzen. Während diese Rohre eines Kaltwassernetzes. Nachteilig ist
jektierter Wasserkühlsatz bei Baufertigstel- an ein Kaltwassernetz angeschlossen sind, die große Kältemittelfüllmenge verzweigter
lung nicht mehr regelkonform ist. Produkte, welches die Wärme aus dem Gebäude ab- Anlagen mit vielen Innengeräten.
die die zukünftig geltenden Regeln bereits
heute erfüllen, können diesem Problem vor- Links
beugen. Für den Betreiber ist der deutlich 2017 erschien unser VRF-Kompendium. Eine informative Zusammenfassung
geringere Energieverbrauch dieser Geräte Das stellt die VRF-Technologie allgemein- gibt die Internetseite My Ecodesign
ohnehin vorteilhaft. Der senkt die Betriebs- verständlich vor und enthält ebenfalls von Mitsubishi Electric. Die Kaltwasser-
kosten derart, dass sich die Investition in der eine Anbieterübersicht. sätze betreffende Unterseite:
Regel weit unterhalb der Betriebsdauer der Kostenloser Download unter: www.facility-manager.de/&WKS2
Geräte amortisiert. www.facility-manager.de/&WKS1
Detlef Hinderer Empfehlenswert ist ebenfalls
der achtseitige „Effizienzleitfaden Ecodesign Regelkonformität“ von Swegon.
Download des PDFs unter: www.facility-manager.de/&WKS3
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
PASS E N D E K L I M A- U N D K Ä LTEA N LA GEN
Auswahl mit Auswirkungen
Die umweltpolitisch motivierte Verknappung des F-Gase-Angebots zwingt Investoren
dazu, sich beim Neubau von Klima- und Kältetechnik über die Wahl des eingesetzten
Kältemittels Gedanken zu machen. Allerdings sind die Einsatzbedingungen, die Aus-
wahl des Kältemittels und das Anlagenkonzept voneinander abhängig. Dieser Beitrag
zeigt anhand dreier Varianten auf, dass eine jede davon bei einer bestimmten Anla-
genkonstellation und -größe die Vorteilhafteste sein kann.
Bild: SFIO CRACHO/stock.adobe.com
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Zuallererst ist zwischen direkt verdamp- Die Rolle der truhe aufkonzentrieren. Folglich ist bei der
fenden Systemen und indirekten zu un- minimalen Raumgröße Montage des Gerätes auf dem Boden nur
terscheiden: Bei Ersterem verdampft das eine deutlich kleinere Füllmenge zulässig.
Kältemittel direkt im Innengerät des zu DIN EN 378-1 fordert die Berechnung der
kühlenden Raums. Das Gefährdungspo- maximal zulässigen Füllmenge einer An- Wenn man für die oben genannten derzei-
tenzial für die Personen im Raum durch das lage. Grundlage dieser Berechnung ist die tig größten Multi-Split-Geräte mit ca. 4 kg
Kältemittel muss beachtet werden. Beim Unterstellung, dass bei einer Leckage in Füllmenge die erforderliche Raumfläche
indirekten System mit in der Regel außen einem Raum die gesamte Kältemittel-Füll- des kleinsten angeschlossenen Raumes be-
aufgestelltem Kaltwassersatz befindet sich menge der Anlage in diesem Raum austritt. stimmt, erhält man mit Tabelle 1 bei einem
das Kältemittel nur innerhalb desselben.
Innerhalb des Geräts wird ein Kälteträger Tabelle 1 – Füllmengenberechnung nach Brennbarkeit für R32
(Wasser/Sole) abgekühlt und zur Vertei- und Komfort-Klimageräte oder Wärmepumpen
lung und Wärmeübergabe in das Gebäude Montageort Innenteil
gepumpt. Welches System das Günstigste
Boden Fenster Wand Decke
ist, wird durch die Faktoren Energieeffi-
Füllmenge [kg] Minimale Grundfläche [m ] 2
zienz, Gefährdungspotenzial und Kosten
des Kältemittels bestimmt. Und die sind 2 34 12 4 3
bei verschiedenen Einsatzgebieten und 3 77 28 9 6
Anlagengrößen unterschiedlich. Im Fol- 4 136 49 15 10
genden soll das an drei Anlagenkonzepten
5 213 77 24 16
beispielhaft aufgezeigt werden. Alle drei
haben bei einer bestimmten Anlagengrö- 10 851 306 95 63
ße ihre Stärke. 11 1.030 371 114 77
12 1.226 441 136 91
Direktverdampfung mit
Low-GWP-Kältemittel
Damit ergibt sich abhängig von Raum- und Deckengerät einen Wert von 10 m2. Die
Für direktverdampfende Kälteanlagen im Kältemittelvolumen eine Stoffkonzentra- Anwendung dieser Multi-Split-Geräte wird
Temperaturbereich „Klima“ (Raumtempe- tion, die den Grenzwert der Toxidität des derzeit aber noch durch die im Folgenden
raturen für den Aufenthalt von Menschen Kältemittels nicht überschreiten darf. Die genannten maximalen Leitungslängen ein-
20 bis 26 °C) hat das Kältemittel R32 die kältemittel-spezifischen Grenzwerte sind geschränkt. Die maximal zulässige Lei-
besten Chancen auf eine breite Anwen- bekannt, der kleinste von der Anlage tan- tungslänge zu einem Innengerät beträgt
dung in den nächsten Jahren. Es hat ein gierte Raum kann bestimmt werden und 25 m. Der maximale Höhenunterschied
Treibhauspotenzial (GWP – Global War- damit ergibt sich die maximal zulässige beträgt dabei 7,5 m. Aus architektoni-
ming Potential) von 675 und kann deshalb Füllmenge der Anlage. Weil das Kältemittel scher Sicht ist an dieser Variante außerdem
auch nach dem 1. Januar 2015 in Mo- R32 der Sicherheitsklasse A2L zugeordnet stördend, dass mehrere Außengeräte auf-
no-Splitsystemen eingesetzt werden. (Der ist, muss bei dieser Berechnung allerdings gestellt werden müssen. 40 Innengeräte
Grenzwert ist durch die F-Gase-Verordnung neben der Toxizität auch die Brennbarkeit erfordern beim aktuellen, oben genannten
bei einem GWP von 750 festgelegt.) Zurzeit berücksichtigt werden. Stand der R32-Geräteentwicklung bereits
werden R32-Mono-Split-Geräte und Mul- acht Außengeräte.
ti-Split-Geräte mit bis zu fünf Innengeräten Zusätzlich gilt, dass bis zu einer Füll-
und mit einer Gesamtkälteleistung von ma- menge von 1,2 kg eine Aufstellung ohne Der R410A-Vorteil:
ximal 17,5 kW angeboten (max. Kältemit- Einschränkung möglich ist (dieser Wert nicht brennbar
telfüllmenge 4 kg). stammt aus der Berechnung nach Toxi-
zität). Weiterhin gilt, dass die maximale Wegen dieser Einschränkungen bei den
Der Unterschied zu den bisher in Split-An- R32-Füllmenge 12 kg beträgt. Das ist der Leitungslängen, der maximalen Anzahl
lagen eingesetzten Kältemitteln ist hierbei, obere Deckelungsfaktor. Tabelle 1 zeigt ei- von fünf Innengeräten und den geringe-
dass R32 die Sicherheitsklasse A2L auf- nige Berechnungsergebnisse der Füllmen- ren zulässigen Füllmengen bei R32 haben
weist. Dies besagt, dass das Kältemittel genberechnung nach der Brennbarkeit. Für VRF-Anlagen mit dem Kältemittel R410A
brennbar ist. Die Sicherheitsklasse ist in- Anlagen mit Füllmengen zwischen 1,2 und nach wie vor ihre Berechtigung. Mit solch
nerhalb der Klassen A2L, A2 und A3 die- 12 kg sind die minimalen Grundflächen be- einer VRF-Anlage lassen sich Leitungs-
jenige mit der geringsten Brennbarkeit. rechnet, die der kleinste angeschlossene längen von über 100 m und Höhenunter-
Das Kältemittel R32 hat ein relativ geringes Raum aufweisen muss. schiede von 25 m sowie eine wesentlich
Treibhauspotenzial (GWP) gegenüber dem größere Anzahl von z.B. 40 Innengeräten
bisher üblichen R410A und ist voraussicht- Dabei wird in Tabelle 1 auch unterschieden, je Außengerät realisieren. Das Kältemittel
lich langfristig gut verfügbar und preiswert. ob es sich im Raum um ein Decken-Kasset- R410A hat ein Treibhauspotenzial (GWP)
Gemäß Tabelle 2 wirkt sich dabei neben tengerät oder eine Klimatruhe handelt, die von 2088 und ist nicht brennbar (A1). Aber
dem geringen GWP-Wert des Kältemittels auf dem Boden steht. Da R32 schwerer auch dieses Kältemittel ist bei Austritt aus
auch die geringere erforderliche Füllmenge als Luft ist, könnte sich das Kältemittel bei einem Leck im Raum durch Toxizität oder
positiv aus. einem Leck in der ausgeschalteten Klima- Sauerstoffverdrängung eine Gefahr für die
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Personen. Auch hier darf gemäß DIN EN VRF-Anlagen eingesetzt werden sollte, für werden dabei von der Kälteanlagenbau-
378-1 eine maximale Füllmenge nicht über- die es noch kein alternatives Kältemittel firma in der Risikobeurteilung und vom
schritten werden. Hat der kleinste Raum gibt. Bei Mono-Split- und Multi-Split-Gerä- Betreiber in der Gefährdungsbeurteilung
eine Grundfläche von 20 m2 und eine ten, die mit R32 lieferbar sind, sollte die- festgelegt. So könnten zum Beispiel die Käl-
Raumhöhe von 2,5 m, beträgt die maximal ses auch eingesetzt werden. Dieses Vorge- teanlagenbaufirma und der Betreiber die in
zulässige Füllmenge der Anlage 22 kg. Dies hen stellt nach Angaben einiger Hersteller Bild 1 und Bild 2 dargestellte Lösung fest-
entspricht einer Anlage mit einer Kälteleis- sicher, dass R410A für die großen VRF-An- legen. Sie kommt mit einem Minimum an
tung von ca. 80 kW. Bei Innengeräten mit lagen noch zehn Jahre lieferbar sein wird. ATEX-zertifizierten Komponenten aus. Da-
je ca. 2 kW Leistung lassen sich also 40 In- Die Firma Daikin sichert das einigen Kun- bei handelt es sich um elektrische Bauteile,
nengeräte anschließen. den beim Kauf von neuen VRF-Anlagen ex- die aufgrund Ihrer speziellen Konstruktion
plizit zu. innerhalb einer Explosionsschutz-Zone ver-
Ein weiterer Grund für die Begrenzung der baut werden dürfen.
Füllmenge einer Kälteanlage auf 22 kg ist, Die „Natürlichen“ – brennbar
dass bei R410A ab einer Füllmenge von 24 kg aber ökologisch Technisch beherrschbare
gemäß F-Gase-Verordnung eine halbjährli- Risiken
che Dichtheitsprüfung vorgeschrieben ist. Konsequent ökologisch ist die Verwen-
Bleibt man unter dieser Grenze, reicht eine dung halogenfreier natürlicher Kältemit- Bei dem in Bild 2 dargestellten Konzept
jährliche Kontrolle aus. tel. Nach heutiger Einschätzung wird das werden folgende Formulierungen aus DIN
Kältemittel mit an Sicherheit grenzender EN 378-2 genutzt und praktisch umgesetzt:
Preise der FKW-Kältemittel Wahrscheinlichkeit auch noch in 15 Jahren
steigen am Markt preiswert verfügbar sein. „Komponenten und Geräte werden nicht
als Zündquelle angesehen, sofern sie min-
Wegen des hohen Treibhauspotenzials Für den Einsatz sind Wasserkühlsätze in Au- destens eine der folgenden Anforderungen
(GWP) und der in der F-Gase-Verordnung ßenaufstellung mit dem Kältemittel R290 erfüllen:
festgeschriebenen „Verringerung der Men- (Propan) prädestiniert. Die durch die Brenn- Außerhalb des potenziell entflammbaren
ge von in Verkehr gebrachten F-Gasen“ barkeit vergleichsweise hohen Sicherheits- Bereiches positioniert, in dem freigesetz-
steigt der Preis für R410A am Markt stark anforderungen an dieses A3-Kältemittel tes Kältemittel fließen oder sich sammeln
an. Deshalb empfehlen einige Hersteller, sind bei Außenaufstellung am einfachsten könnte, oder durch einen ausreichend
dass das Kältemittel R410A nur bei großen umsetzbar. Die Sicherheitsanforderungen starken Luftstrom belüftet, der entweder
Bild: TEKO
Bild 1: Schema indirekte Kühlung mit Kaltwassersatz und zusätzlichem Glykol-Rückkühler für die Freie Kühlung.
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Komplexe Raumklimatisierungslösungen
mit einer sehr guten thermischen Behag-
lichkeit und insbesondere geringen Zug-
erscheinungen sind nur mit indirekten
Systemen realisierbar. Dabei wird mit Kli-
makaltwasser über Kühldecken gekühlt.
Der erforderliche Außenluftvolumenstrom
wird im Lüftungsgerät entfeuchtet und
zum Beispiel mit Quelllüftung in den Raum
eingebracht. Um für diesen Anwendungs-
Bild: ESAk
fall bei großen Gebäuden eine gute Ener-
gieeffizienz zu erreichen, sollte Kaltwasser
von zwei Anlagen auf zwei unterschied-
lichen Temperaturniveaus erzeugt werden.
Eine übliche Vorlauftemperatur für die
Kühldecken ist 16 °C. Beim Einsatz von
Bild 2: Im luftgekühlten Kaltwassersatz mit Propan (R290) schaltet die Gaswarnanlage bei >25 % UEG
Kühldecken muss aber mit einer maschi-
den Ventilator auf volle Drehzahl und gibt Alarm. Bei >50 % UEG kappt ein Schütz die Stromzufuhr. nellen Lüftung dafür gesorgt werden, dass
der Wassergehalt im Raum nicht zu hoch
dauerhaft ist oder vor dem Einschalten der Bei dieser Lösung wird üblicherweise im ist. Es darf zu keiner Kondensation an der
Komponenten und Geräte aktiviert wird. Bereich um die Ausblasöffnung des Sicher- Kühldecke kommen. Um die Außenluft in
Ein Luftstrom ist ausreichend stark, wenn heitsventiles eine Explosionsschutz-Zone der zentralen Lüftungsanlage ausreichend
die Kältemittelkonzentration an der poten- 2 definiert. Das Ausblasrohr vom Sicher- zu entfeuchten, sind für den Entfeuch-
ziellen Zündquelle 50 Prozent der UEG (un- heitsventil kann aber zu einer Stelle geführt tungskühler Vorlauftemperaturen von 6 °C
teren Explosionsgrenze) nicht überschreitet.“ werden, bei der im Umkreis keine Zünd- erforderlich. Diese 6 °C sollten von einem
quellen vorhanden sind. separaten Kaltwassersatz erzeugt werden.
Die Formulierung des ersten Absatzes wird
für den Schaltschrank genutzt: Er ist außen Beim Einsatz von wassergekühlten Kalt- Die Vorlauftemperatur von 16 °C eignet
am Kaltwassersatz verschraubt. Im Schalt- wassersätzen mit R290 im Gebäude ist der sich z.B. auch für Umluftklimageräte in
schrank sind somit keine ATEX-Komponen- Aufwand höher, die Sicherheitsanforde- Rechnerräumen mit luftgekühlten Servern
ten erforderlich. rungen zu erfüllen. Deshalb werden hier- und Kaltgangeinhausung. Wenn solche
für zukünftig verstärkt Kaltwassersätze mit ganzjährig zu kühlenden Abnehmer an-
Der zweite Absatz beschreibt das Konzept R1234ze eingesetzt. Dieses HFO-Kältemit- geschlossen sind, sollte für den Kreis mit
für das Innere des Blechgehäuses, in dem tel hat ein sehr geringes Treibhauspotenzial 16 °C Vorlauftemperatur eine Freie Küh-
der Kältemittelkreis angeordnet ist: Gemäß (GWP) von unter 1 und wird als Kältemittel lung für Außentemperaturen unter 10 °C
Bild 2 sind nur der Ventilator für die Be- der Sicherheitsklasse A2L zugeordnet (ge- vorgesehen werden. Der zweite Kreis mit
lüftung des Gehäuses sowie die Gaswarn- ringe Brennbarkeit bei den Untersuchungs- einer Vorlauftemperatur von 6 °C für die
anlage einschließlich des Propan-Sensors bedingungen für Kältemittel bei 60 °C). Außenluftaufbereitung benötigt in der
als ATEX-zertifizierte Komponenten aus- Beim Transport von R1234ze gilt dieses Regel keine Freie Kühlung, da bei Außen-
geführt. aber als nicht brennbar (Untersuchungsbe- temperaturen von unter 0 °C die Außenluft
dingungen 20 °C). nicht entfeuchtet und auch nicht gekühlt
Der Ventilator für die Belüftung des Ge- werden muss.
häuses läuft ständig mit einem geringen Freie Kühlung und komplexe
Volumenstrom und hält einen Unterdruck Raumklimatisierung Energieeffizienz-Betrachtungen
im Gehäuse. Wenn infolge eines Lecks die
Propan-Konzentration 25 Prozent der UEG Bild 1 zeigt ein weiteres mögliches Schema, In Tabelle 2 sind einige Eigenschaften der
erreicht, schaltet der Ventilator auf maxi- bei dem außerhalb des Gebäudes Wasser/ drei genannten Kältemittel gegenüberge-
male Förderleistung und die Gaswarnan- Glykol (Frostschutz) und innerhalb des Ge- stellt. Die theoretische Leistungszahl (COP
lage gibt einen Alarm heraus. Wenn dann bäudes Wasser als Kälteträger zum Ein- – Coefficient of Performance) aller drei
dennoch die Propankonzentration infolge satz kommt. Bei dieser Lösung gibt es die liegt in der gleichen Größenordnung. Das
eines großen Lecks auf über 50 Prozent der Möglichkeit der Freien Kühlung mit einem Kältemittel R290 weist dabei die höchste
UEG ansteigt, wird ein Schütz in der Elek- Glykol-Rückkühler. Dabei wird bei Außen- Leistungszahl auf. Dabei sind aber bei der
tro-Zuleitung zum Propan-Kaltwassersatz temperaturen unter 5 °C die Wärme direkt Variante mit dem Kaltwassersatz und R290
geöffnet und der Kaltwassersatz darüber an die Außenluft abgegeben, ohne dass der gemäß Bild 1 zwei zusätzliche Wärmeüber-
stromlos geschaltet. Nur die ATEX-zertifi- Kaltwassersatz einschaltet. Dies Konzept ist gänge notwendig (im Verdampfer innerhalb
zierten Komponenten haben dann noch bei Gebäuden mit hohen inneren Wärme- des Kaltwassersatzes und im Plattenwärme-
über eine separate Versorgungsleitung lasten, die fast ganzjährig gekühlt werden übertrager, der zwischen Wasser/Glykol und
Strom. Die Gaswarnanlage gibt dann auch müssen (beispielsweise Rechenzentren oder Wasser trennt). Zusätzlich benötigt der Kalt-
weiterhin eine Alarmmeldung heraus. Räume mit Maschinen), die bessere Lösung. wassersatz Hilfsenergie für die Pumpen.
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WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Tabelle 2 – Vergleich der Eigenschaften von Kältemitteln aus drei ANL AGEN- DICHTHE I T
unterschiedlichen Sicherheitsklassen
Dicht ist Pflicht
Kältemittel R410A R32 R290 (Propan)
A2L
A1 A3
Sicherheitsklasse geringe
nicht brennbar höhere Brennbarkeit
Brennbarkeit
Treibhauspotenzial des
2.088 675 3
Kältemittels (GWP) Während die FCKW-Halon-Verbotsverord-
nung von 1991 noch keine verbindlichen
Füllmenge bezogen
100 % 70 %
WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
DE R K ÄLT E MI T T EL-MA R K T
Dezidiertes Handeln ist angesagt
Der Verband EPEE fasst die Marktsituation zusammen und mahnt Anlagenbetreiber
angesichts der politisch forcierten Verdrängung von Kältemitteln mit hohem GWP, sich
mit Alternativen zu befassen.
Seit die F-Gase-Verordnung 2015 in Kraft 3 kg Füllmenge wird zunehmend R32
getreten ist, ist viel passiert. Zunächst hatte (A2L-klassifiziert) eingesetzt, viele Chiller-
der Markt kaum reagiert, denn Ende 2014 modelle stehen mit HFOs, manche auch mit
wurden hohe Mengen an HFKWs gebun- Kohlenwasserstoffen zur Verfügung.
kert, bevor die Quotenregelung zur Reali-
tät wurde. Die Konsequenz: Als 2016 der Der Kampf ums GWP
erste Phase-Down-Schritt mit einer Redu- ist noch nicht gewonnen
zierung von sieben Prozent der verfügba-
ren CO2-Äquivalente eintrat, machte sich Aber der Kampf ums GWP ist noch nicht
dies kaum bemerkbar. Die Preise blieben gewonnen. R410A ist noch immer in gro-
stabil, von Kältemittelverknappung kei- ßem Umfang in Verwendung, wird ange-
ne Rede. Industrieverbände, die das dicke sichts seines GWP-Wertes von etwas über
Ende kommen sahen, konnten sich den 2.000 künftig aber zunehmend unter
Mund fusselig reden und vor Preisanstie- Druck geraten. Daraus folgt:
gen und Lieferengpässen in den kommen-
den Jahren angesichts des ersten massiven • Bauvorschriften, die den Einsatz brenn-
Bild: EPEE
Phase-Down-Schritts von fast 40 Prozent barer Kältemittel in öffentlichen Gebäuden
in 2018 warnen. EPEE, der europäische Andrea Voigt, Director General European Partner- noch immer in vielen Ländern und Regio-
Herstellerverband von Kälte-, Klima- und ship for Energy and the Environment (EPEE). nen limitieren, müssen schleunigst ange-
Wärmepumpentechnik, veröffentlichte passt werden.
beispielsweise bereits in 2015 sein „Gapo- höheren Niveau als zuvor. Hätte das sein
meter“ – eine Studie mit deutlichen Wor- müssen? Wahrscheinlich nicht, hätten alle • Wir brauchen mehr Anlagenbauer, die mit
ten zu den Prioritäten zur Erfüllung der früher reagiert. brennbaren Kältemitteln umgehen können.
Phase-Down-Schritte, darunter an erster
Stelle der unverzügliche Ausstieg aus Kälte- 2021 folgt der nächste • Betreiber müssen sich ein für allemal
mitteln mit hohem GWP-Wert wie R404A große Phase-Down-Schritt damit abfinden, dass R-404A und R-507A
und R507A. Doch vergebens, viele Markt- keine Zukunft mehr haben.
teilnehmer ignorierten sämtliche Warnun- Was erwartet uns nun in Zukunft, denn der
gen geflissentlich und bleiben bei Ihrem nächste große Phase-Down-Schritt steht Wenn wir eine Panik wie in 2017 vermeiden
„business-as-usual“. schon in 2021 an? Industrieverbände – z.B. wollen, ist dezidiertes Handeln angesagt!
EPEE gemeinsam mit dem europäischen
Erst Panik, dann Ruhe auf Anlagenbauerverband AREA, dem Kom- Andrea Voigt
zehnfach höherem Preis-Niveau ponentenverband ASERCOM und den Käl-
temittelproduzenten EFCTC – setzen ihre
Erst Anfang 2017 begann sich die Lage Kommunikationskampagne fort und rufen
drastisch zu ändern. Dann nämlich waren dazu auf, sich auf den zunehmenden Ein-
die gebunkerten Kältemittelmengen er- satz brennbarer Kältemittel vorzubereiten.
schöpft, die Sieben-Prozent-Reduzierung Denn umso niedriger das GWP, umso höher
machte sich bemerkbar und der nächste die Wahrscheinlichkeit der Brennbarkeit.
Schritt stand vor der Tür. Der Markt re-
agierte mit Panik, die Preise aller Kältemit- Nach R-404A und R-507A, die vor allem
tel schnellten dramatisch in die Höhe und in der Gewerbekälte verwendet wurden,
es gab Lieferengpässe. Erst im Laufe des steht in Zukunft verstärkt der Klimabereich,
Jahres 2018 kehrte wieder Ruhe ein, und in dem R-410A dominiert, im Brennpunkt.
die Preise konnten sich schließlich stabili- Viele Hersteller haben schon reagiert. Vor
sieren, allerdings auf einem rund zehnmal allem im Segment kleinerer Geräte unter
11
WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
ALT E R NAT I V E K ÄLTEMI TTEL
Komfort und Umwelt
Der Mensch belastet die Umwelt. Anders als andere Lebewesen tut er das in sei-
nem Komfort-Streben bisweilen mehr, als nötig. Das muss sich ändern. Aktuell geht
beim Klimakomfort nun die Zeit der „Sicherheitskältemittel“ dem Ende entgegen. Die
ermöglichen bislang einen in vielerlei Hinsicht minimalen Aufwand. Umweltfreundli-
chere Kältemittel stellen alle Beteiligten dagegen vor die Aufgabe, den
Nutzen mit geringst möglichem Umwelteinfluss zu erbrin-
gen. Die gute Nachricht dabei lautet: Selbst
Anlagen mit dem hoch brennbaren,
aber sehr energieeffizienten Käl-
temittel Propan sind technisch
Bild: psdesign1/stock.adobe.com
durchaus beherrschbar.
Natürliche Kältemittel im türlichen Kohlenwasserstoff Methan her- Mittlerweile liegt die Aufmerksamkeit auf
historischen Auf und Ab gestellt, indem die vier Wasserstoffatome dem „Global Warming Potential“ (GWP,
des Moleküls durch drei Chlor- und ein Erderwärmungspotenzial) von F-Gasen.
Zu den seit sehr langer Zeit bewährten Fluor-Atom ersetzt werden. Der künstlich Gerade deren technisch vorteilhafte che-
Kältemitteln zählen der Kohlenwasserstoff erzeugte Stoff ist praktisch ungiftig, nicht mische Stabilität ist das Problem: Gelangen
Propan (R290) und Ammoniak (NH3). Ers- brennbar und chemisch sehr stabil. Außer Kältemittel in die Atmosphäre, verweilen
terer ist brennbar und Letzterer ist ein Pa- in Kälteanlagen wurde er intensiv bei der sie dort sehr lange und wirken als Treib-
nik-Gas. Der Mensch kann es bereits in ge- Herstellung von Schaumstoffen und als hausgas. Das Schadenspotenzial lässt sich
ringen Spuren riechen und reagiert – lange Treibmittel verwendet. am Beispiel von R134a aufzeigen: Das GWP
bevor eine gesundheitsschädliche Konzent- des Stoffes mit der chemischen Summen-
ration erreicht ist – sehr heftig darauf. Ent- In den 1970er-Jahren stellte sich die- formel C2H2F4 liegt bei 1.430. Damit wird
sprechend vorsichtig ist mit diesen beiden se Chlorverbindung als ozonschädigend ausgedrückt, dass 1 kg R134a in der Atmo-
Stoffen umzugehen. heraus. Seit 1995 sind R11 und andere sphäre im Betrachtungszeitraum von 100
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) in Jahren wie 1.430 kg CO2 wirkt. Die Politik
Das Problem mit der Toxizität und Brenn- Deutschland für Neuanlagen verboten. Er- lenkt mit der F-Gase-Verordnung dagegen.
barkeit schien mit dem Aufkommen der satz-Kältemittel nutzen ausschließlich Fluor Das hat Low-GWP- und natürliche Kälte-
„Sicherheitskältemittel“ ab dem Jahr 1929 (FKW) und sind zum größten Teil nur teil- mittel in den Fokus gerückt.
gelöst. DuPont brachte „R11“ unter dem halogeniert (HFKW) – will heißen: Nicht alle
Markennamen „Freon“ auf den Markt. Wasserstoffatome (H) sind durch ein Halon-
„Trichlorfluormethan“ wird aus dem na- Gas-Atom ersetzt.
12WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Geeignete Kandidaten sind rar
Tabelle 1, Ersatzkältemittel Neuanlage laut Empfehlung Nr. 139 des AMEV
Kältemittel Sicherheits- GWP Zukunfts- Direkte Alternativen (auf Basis fluorierter
gruppe sicher bis 2030 Kohlenwasserstoffe) für nahezu alle Käl-
Alt R134a A1 1.430 nein temittel mit höherer volumetrischer Kälte-
Neu R450A(1) A1 601 nein leistung und Drucklage als R134a können
R513A(1) A1 631 nein hingegen nur als Gemische (Blende) formu-
R1233zd A1 1 ja(3) liert werden. Unter Berücksichtigung der
R1234yf A2L 4 ja thermodynamischen Eigenschaften, Brenn-
R1234ze A2L 7 ja barkeit, Toxizität und Treibhauspotenzial ist
R600a (Isobutan) A3 4 ja
die Liste potenziell geeigneter Kandidaten
jedoch stark eingeschränkt.
Alt R404A/R507 A1 3.922 nein
Neu R448A(1) A1 1.386 nein
Neben halogenierten Kältemitteln kom-
R449A(1) A1 1.397 nein
men ebenfalls Ammoniak (NH3) und Koh-
R454A A2L 238 ja
lenwasserstoffe als Substitute in Betracht.
R454C A2L 146 ja Bei gewerblichen Anwendungen ist deren
L-40(2) A2L 285 ja Verwendung jedoch durch strenge Sicher-
R290 (Propan) A3 4 ja heitsauflagen eingeschränkt. Kohlendioxid
R717 (Ammoniak, NH3) B2 0 ja (CO2) gewinnt ebenso an Bedeutung als
R744 (Kohlendioxid, CO2) A1 1 ja Alternativ-Kältemittel und Sekundärfluid.
Alt R410A A1 2.088 nein Aufgrund der spezifischen Eigenschaften
Neu R32 A2L 675 eventuell sind aber auch hiermit einer allgemeinen
R454B A2L 467 eventuell Anwendung Grenzen gesetzt.
HPR1D(2) A2L 407 ja
Natürliche R718 (Wasser) A1 0 ja AMEV legt sich auf Empfehlungen fest
(1) auch als „Drop-In“ (2) Kältemittel ohne „R“ sind noch in der Entwicklung.
(3) Für Turboverdichter-Kaltwassersätze entwickelt. Der Arbeitskreis Maschinen- und Elektro-
Quelle: Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) technik staatlicher und kommunaler Ver-
waltungen (AMEV) hat in seiner „Emp-
fehlung Nr. 139 Kälte 2017“ Hinweise zur
Kriterien für Der renommierte „Kältemittel-Report“ Planung, Ausführung und den Betrieb von
alternative Kältemittel des Verdichterherstellers Bitzer konstatiert: Kälteanlagen und Kühlgeräten für öffentli-
„Bei näherer Betrachtung von Substituten che Gebäude gegeben und legt sich in der
Ein ideales Kältemittel soll eine Reihe von für die ursprünglich eingesetzten FCKW- hier wiedergegebenen Tabelle 1 fest.
Eigenschaften aufweisen und nicht zuletzt und HFCKW- sowie für HFKW-Kältemittel
preiswert sein. Die Kriterien sind bezüglich … mit hohem GWP sind die Möglichkeiten mit A2L, die Klasse bedingt
Einstoff-Kältemitteln stark eingeschränkt. brennbarer Kältemittel
Umwelt Hierzu gehört zum Beispiel R134a, dessen
• kein Ozonzerstörungspotenzial (ODP = 0) vergleichsweise geringer GWP den Ein- Die physikalischen und chemischen Eigen-
• geringes Global Warming Potential (GWP) satz noch für einige Zeit erlauben wird. schaften der A2L-Kältemittel ähneln denen
Ebenso die HFOs R1234yf und R1234ze(E) der Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) der
Thermodynamik mit einem GWPWASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Hydro-Fluor-Olefine,
die „Neuen“
Hydro-Fluor-Olefine (HFO) oder HFO/
HFKW-Gemische sind eine relativ junge
Alternative zu HFKWs. Durch die Entschei-
dung, das „Low GWP-Kältemittel“ R1234yf
in Kfz-Klimaanlagen als Ersatz für R134a
einzusetzen, hat es auch die Entwicklung
von Alternativen für andere mobile Anwen-
dungen sowie stationäre Kälte-, Klima- und
Wärmepumpensysteme gefördert. Das Ziel
ist, Kältemittel mit deutlich reduziertem
Bild: motivjaegerin1/stock.adobe.com
GWP und vergleichbaren thermodynami-
schen Eigenschaften wie HFKWs zu haben.
Zerfallen in der Atmosphäre
R1234yf gehört zur Gruppe der Hydro-Flu-
or-Olefine und ist ein ungesättigtes HFKW
mit chemischer Doppelbindung. Weil die-
Über 550.000 t Ammoniak werden in Deutschland pro Jahr emittiert – zu 95 Prozent durch die Landwirtschaft.
ser Stoff in der Atmosphäre sehr schnell
zerfällt, ist sein Treibhauspotenzial sehr ge-
ring (GWP 4). Allerdings ist dieses Kältemit- „Natürliche Kältemittel“ Propan,
tel in der Sicherheitsgruppe A2L eingestuft in Außenaufstellung beherrschbar
– also entflammbar. Je nach Aufstellort der Die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges
Anlage sind Füllmengenbegrenzungen zu Bauen e.V. (DGNB) positioniert sich ganz Propan wird gerne als „zukunftssicher“ be-
berücksichtigen. Diese Einstufung sorgt für klar: Im Leitfaden 09/2018 „Kostenfalle zeichnet. Das nimmt darauf Bezug, dass
Unsicherheit. Das Sicherheitsdatenblatt für Kältemittel“ wird eine Warnung an Betrei- es einen sehr geringen Treibhauseffekt hat
R1234ze(E) – ein Verwandter von R1234yf ber formuliert: „Wer eine Kälteanlage ein- (GWP 3). Von der F-Gase-Verordnung ist es
mit anderer Molekülstruktur – deklariert baut, die mit heute noch zulässigen, aber nicht betroffen. Außerdem ist es einfach
den Stoff als nicht brennbar. Das gilt aller- zukünftig stark reglementierten Kältemit- zu gewinnen und damit dauerhaft billig.
dings nur für Transport und Lagerung. Für teln betrieben wird, muss einen möglichen R290 heißt es als Kältemittel, ist seit lan-
Kältemittel gilt eine höhere Bezugstempe- wirtschaftlichen Schaden in Kauf nehmen. gem bewährt und auch in modernen Haus-
ratur in Entflammbarkeitstests. Bei 60 °C ist Es geht dabei nicht nur um verteuerte Ein- haltskühlschränken zu finden. Dort sind
R1234ze(E) brennbar. kaufspreise für das Kältemittel. Der Nutzer die Füllmengen derart gering, dass selbst
muss damit rechnen, die Anlage vor Ende ein Totalverlust in normal großen Räumen
Prädestiniert für Wasserkühlsätze der Lebenzeit auszutauschen, wenn sie zu keinem explosionsfähigen Gas-Luft-Ge-
nicht mehr gewartet werden kann oder die misch führt.
Entwickler beschäftigen sich aktuell mit der Betriebsmittel zum Nachfüllen nicht mehr
Langzeitstabilität im Kältekreislauf, denn verfügbar sind.“ Anbieter Scadec verspricht auch für seine
die Nutzungszyklen stationärer Kälte- und Kaltwassersätze und Wärmepumpen mit
Kühlanlagen sind üblicherweise sehr lang. BAFA-förderfähige Anlagen dem A3-klassifizierten R290 Sicherheit: Sie
Die relativ geringe volumetrische Kälteleis- seien konstruktiv so konzipiert, dass die
tung (bei R1234yf etwa auf dem Niveau Kaltwassersätze und Wärmepumpen, die Kältemittelfüllmenge gering ist und eine
von R134a, bei R1234ze(E) ca. 20 Prozent mit einem natürlichen, halogenfreien Käl- hohe Anlagenverfügbarkeit sichergestellt
niedriger) und der Siedepunkt (-19 °C) temittel betrieben werden, sind in der ent- wird. Ein umfangreiches, mehrstufiges Si-
schränken die Anwendung ein. Wasser- sprechenden Konfiguration förderfähig. cherheitskonzept gewährleiste einen siche-
kühlsätze gehören zu den bevorzugten Das Bundesamt für Wirtschaft und Aus- ren Betrieb der Anlagen. Die gesetzlichen
Einsatzgebieten dieser HFOs. Für Flüssig- fuhrkontrolle (BAFA) hat ein Bundesförder- Einschränkungen bei der Füllmenge und
keitskühlsätze mit großen Turboverdich- programm zur Steigerung der Energieeffi- im Einzelfall einzuhaltende EX-Schutz-Auf-
tern sind die „Verwandten“ R1233zd(E) zienz in Unternehmen aufgelegt. In diesem lagen lassen sich bei der Außenaufstellung
und R1224yd(Z) eine Option. Sie gehören Programm ist ein Zuschuss für effiziente luftgekühlter Kaltwassersätze gut umsetzen.
zur Gruppe der Hydro-Chlor-Fluor-Olefine Kälte-/Klimaanlagen und Freikühlung mög-
(HCFO) und haben ein geringes Ozonab- lich. Anbieter beraten zu förderfähigen Die sehr hohen Leistungszahlen von Kälte-
baupotenzial (ODP). Bei Freisetzung in die Konfigurationen und helfen bisweilen auch kreisen mit Propan lassen die Lebenszyklus-
Atmosphäre erfolgt jedoch auch bei ihnen bei der Antragsstellung. kosten gegenüber vergleichbaren Anlagen
ein rascher Zerfall des Moleküls. mit herkömmlichen HFKW-Kältemitteln
14WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
deutlich geringer ausfallen. Die Drucklagen Der eChiller arbeitet wie alle Kältekreise BAUL ICHE ALTERNAT I V E N
sind vergleichbar, das Temperaturverhalten mit Direktverdampfung in einem vakuum-
so günstig wie mit R134a. Übliche Mine- dichten, geschlossenen Kreislauf. Hydrau-
ralöle, sind geeignet, Polyol-Ester und Poly-
alpha-Olefine sogar besonders.
lisch ist dieser über Plattenwärmeübertra-
ger vom Rückkühler und von der Kühlstelle
getrennt. Damit Wasser Kältemittel-Ei-
Kann denn
Ammoniak,
das spezielle Kältemittel
genschaften aufweist (Verdampfen weit
unterhalb der gewünschten Kühltempera- Kälte Sünde
tur), besteht im Kältekreis gegenüber der
Ammoniak wird seit über einem Jahrhun-
dert in Industrie- und Großkälteanlagen als
Außenluft ein großer Unterdruck. Einmalig
befüllt wird der Chiller mit 60 l Leitungs-
sein?
Kältemittel eingesetzt. Die Wirtschaftlich- wasser. Bei Außerbetriebnahme lässt sich
keit dieser Anlagen ist sehr gut. NH3 ist als das Wasser ohne Auflagen der Abwasser- In der bereits zitierten Broschüre „Kosten-
Kältemittel R717 konkurrenzlos billig. entsorgung zuführen. falle Kältemittel“ der Deutschen Gesell-
schaft für Nachhaltiges Bauen e.V. (DGNB)
Eine hohe Druckgastemperatur, die schlechte Der Einsatzbereich der Geräte, die auch wird auch ein alternativer Ansatz zur Ge-
Mischbarkeit mit Schmierstoffen und die kor- über einen Freikühl-Modus verfügen, ist die bäudeklimatisierung thematisiert. Laut
rosive Wirkung gegenüber Kupferwerkstof- Kühlung von Prozessen mit hohen Kaltwas- DGNB könnten „die meisten Gebäude in
fen verlangt Know-how bei der Anlagen-Kon- ser-Vorlauftemperaturen. Optimal sind 16 Mitteleuropa so gestaltet werden, dass sie
zeption. Weitere Herausforderungen bilden bis 22 °C, Vorlauftemperaturen zwischen auf Klimaanlagen verzichten können.“ Bei
die Toxizität und Brennbarkeit, die besondere 10 und 28 °C sind ebenfalls möglich. Das dieser Argumentation werden Fragen ge-
Sicherheitsvorschriften für Bau und Betrieb ist gut geeignet für die Kühlung von Ser- stellt, die – und damit schließt sich der im
solcher Anlagen erfordern. verräumen, die Prozess- und die Gebäude- Editorial begonnene Kreis – eben nicht pri-
kühlung – insbesondere über Bauteilakti- mär an Architekten gerichtet sind. Investo-
Wasser im Kältekreislauf vierung und Kühldecken. ren und Nutzer sind hier aufgefordert, sich
zu entscheiden. Die Fragen:
Die „eChiller“-Modellreihe umfasst laut Detlef Hinderer
Hersteller Efficient Energy die weltweit ein- • Muss man Bürogebäude voll verglasen?
zigen, serienmäßig verfügbaren Wasser- • Würde eine passive Kühlung genügen?
kühlsätze, die mit R718 arbeiten. Was das • Reichen im Büro nicht auch nur wenige
Unternehmen als „natürliches Sicherheits- Grad weniger als draußen?
Link
kältemittel“ bezeichnet, ist schlicht Wasser • Bedarf es eines eigenen Serverraums oder
„Kostenfalle Kältemittel“
(H2O). Laut Anbieter fallen die Geräte nicht gibt es Alternativen von Betreibern opti-
Leitfaden 09/2018 der DGNB
unter die Sicherheitsanforderung für Kälte- mal technisch ausgestatteter Anbieter?
www.facility-manager.de/&WKS6
anlagen nach DIN EN 378. • Müssen Flächen in Innenstädten komplett
versiegelt und das Mikroklima im Sommer
damit erheblich erhöht werden?
Ekaterina/stock.adobe.com
15WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
LEI T FA D EN ZUR ANBIETERÜBERSICH T
1. Ziele der Anbieterübersicht Diese genau zu untersuchen und richtig zu stellung sehr unübersichtlich machen. Des-
Die vorliegende Anbieterübersicht soll dem interpretieren, kann eine Anbieterübersicht halb beschränkt sich die Erhebung auf die
interessierten Leser (Investor, Bauherrn, nicht leisten. Auf weitere Grenzen der Pu- Angebotspalette der Hersteller und Anga-
Projektentwickler, Betreiber, Immobilien- blikation wird an dieser Stelle hingewiesen: ben zu einem ausgesuchten Gerät. Andere
verwalter) einen möglichst umfassenden, Produkte oder Produktreihen der Hersteller
aktuellen und objektiven Überblick über Unvollständige Abbildung des Marktes weichen von dessen Werten ab.
das Angebot an Wasserkühlsätzen bieten. Die Teilnahme an der Anbieterübersicht ist
für die Hersteller freiwillig und mit Kosten Über die Fertigungsqualität und Serviceleis-
Energieeffizienz kann auch mit dieser Tech- verbunden. Dass mit sehr großer Wahr- tungen sowie -qualität der Hersteller wird
nologie nur dann erreicht werden, wenn scheinlichkeit alle relevanten Unternehmen in der Übersicht keine Aussage gemacht.
alle Beteiligten sich frühzeitig im Planungs- dieses Projekt kennen, heißt nicht zwangs-
prozess auf die jeweils individuell beste läufig, dass alle teilnehmen. Eingeschränkte Aktualität
Anlagenkonfiguration einigen. Bei Prozess- Der Innovationszyklus von Hightech-Pro-
und Komfortkühlung kommt es neben der Ungeprüfte Herstellerangaben dukten wie Wasserkühlsätzen mit hoch
Geräteeffizienz maßgeblich auch auf die In dieser Anbieterübersicht sind Angaben entwickelten Komponenten ist kurz. Das
gewählten Temperaturen, die Einbindung dargestellt, die von den Anbietern in einen gilt auch für die wirtschaftlichen Verände-
einer Freikühlung, den hydraulischen Ab- Fragebogen eingegeben wurden. Es erfolg- rungen in diesem Marktsegment.
gleich und die Steuerungsparameter an. te keine detaillierte Prüfung aller Angaben
Die Wahl des Kältemittels ist insofern nur der Hersteller. Grund dafür ist der mit einer 3. Aufbau der Anbieterübersicht
ein Aspekt, wenn auch der mit der größ- solchen Prüfung verbundene Aufwand. Diese Sonderausgabe mit Anbieterübersicht
ten Aktualität. Schließlich ist es das Ziel der Im Zuge der redaktionellen Überarbeitung enthält Beiträge, die Aspekte der Techno-
F-Gase-Verordnung, Stoffe mit hohem Glo- erfolgten stichprobenhafte Prüfungen auf logie, Umweltaspekte und Marktmechanis-
bal Warming Potenzial (GWP) sukzessive inhaltliche Logik und Verständlichkeit. Of- men beleuchten. Dies soll Investoren und
vom Markt zu verdrängen. fensichtliche Fehleingaben wurden mit den Betreiber insbesondere auf die Vielfältigkeit
Herstellern geklärt und korrigiert. und die Wechselwirkung unter den Aspek-
2. Grenzen der Anbieterübersicht ten aufmerksam machen. Ziel ist, dass die-
Die Qualität einer gebäudetechnischen In- Eingeschränkte se maßgeblichen Mitglieder des Entschei-
stallation steht in grundsätzlicher Wechsel- Darstellungsmöglichkeit der-Pools kompetent agieren können.
wirkung zu den individuellen Anforderun- Die umfangreichen Produktpaletten der
gen der Nutzer, insbesondere an Komfort. Hersteller würden eine umfassende Dar-
Impressum
Herausgeber FORUM Zeitschriften und Spezialmedien GmbH Anzeigenverwaltung: Karin Meier, Tel.: 08233/381-247
und Verlag: Mandichostr. 18, 86504 Merching karin.meier@forum-zeitschriften.de
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helmut.junginger@forum-zeitschriften.de
16WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Unternehmen
Geräte-Hersteller Combitherm GmbH
Vertrieb durch Combitherm GmbH
Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Fellbach
Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr) 1972
Im Unternehmens-Portfolio:
✘ Entfeuchtungsgeräte Befeuchtungsgeräte
✘ Splitgeräte ✘ Multi-Splitgeräte
✘ VRF-Geräte Gewerbekälte
Luft-Wasser-Wärmepumpen ✘ Sole-Wasser-Wärmepumpen
Gasmotor-Wärmepumpen Absorptions-Wärmepumpen
Andere:
Unternehmens-Leistungen
Gerätehersteller ✘ Service ✘
Anlagenbau ✘ Aufstellung/Montage ✘
Inbetriebnahme ✘ Wartungsvertrag ✘
Andere:
Angebotspalette luftgekühlte Wasserkühlsätze Top-Modell
Verfügbare Kältemittel Angaben zum Gerät ANSOR
HFKW – A1 R134a ✘ R410A R407C ✘ R507A
Low-GWP – A2L R1234yf Besonderheit Gesamtenergetische Betrachtung und Integration in
✘ R1234zd R1234ze ✘ R32 Kundenanwendung.
dieses Modells
Halogenfreie – A1 R744 (CO2) R718
(Wasser)
Halogenfreie – A3 R290 (Propan) R600a R1270 Kältetechnik
(Isobutan) (Propen) Funktion + Simultan kühlen+heizen, wassergekühlt.
Anschluss
Halogenfreie – B2L R717
(Ammoniak; NH3) ✘ Kühlleistung Anzahl kaskadierbar bis
Leistungsgrößen: 10 X Geräte 10
Andere: von [kW]: 200 bis [kW]: 2.500
Bandbreite Kühlleistung Kältemittel Bezeichnung gemäß mit GWP
DIN 8960: R1234yf 4
Leistungs- von: bis: in Kaskade
größen bis [kW]: Füllmenge [kg] Dichtheits-
50 kontrolle/Jahr
kontrollen/Jahr 1
Nur Kühlen 50 20 1.500 10.000
Kühlen oder heizen 50 20 1.500 10.000
Simultan kühlen+heizen 50 20 1.500 10.000 Maße + Gewicht (betriebsbereit)
Länge [m] 5 Breite [m] 1,6
Höhe [m] 2,1 Gewicht [kg] 5.000
Angebotspalette wassergekühlte Wasserkühlsätze
Verfügbare Kältemittel
HFKW – A1 R134a ✘ R410A R407C ✘ R507A Ökologie
Low-GWP – A2L R1234yf ✘ R1234zd R1234ze ✘ R32 SEER-Wert (Seasonal Energy efficiency ratio – für Kühlen)
Halogenfreie – A1 R744 (CO2) R718 SCOP-Wert (Seasonal Coefficient of performance – für Heizen)
(Wasser) ✘
Ecodesign-geeignet gemäß Tier 2 (Heizen) ✘
Halogenfreie – A3 R290 (Propan) R600a R1270 Tier 1 (Kühlen) ✘
(Isobutan) (Propen)
Tier 2 (Kühlen) ✘
Halogenfreie – B2L R717
(Ammoniak; NH3) ✘ Das Gerät fällt nicht unter die Ecodesign-Richtlinie ✘
Andere: EER-Wert (Energy efficiency ratio)
COP-Wert (Coefficient of performance)
Bandbreite Kühlleistung Schalldruckpegel [dB(A)] in 1 m Entfernung bei max. Leistung 55
Leistungs- in Kaskade
größen von: bis: bis [kW]:
Nur Kühlen 50 20 2.500 15.000 Energieeffizienztechnologien
Kühlen oder heizen 50 20 2.500 15.000 Leistungsgeregelte Verdichter Geregelt ✘ Zugeschaltet
Simultan kühlen+heizen 50 20 2.500 15.000 magnetgelagerte Verdichter
Geregelte Umwälzpumpen
Ergänzendes (für luft- und/oder wassergekühlte Geräte) Heißgas-Abtau-Regelung
Leckage-Überwachung ✘
Eurovent-Zertifizierung Anlagensteuerung integriert ✘
Monitoring, Fernwartung ✘
Profibus, Profinet,
Schnittstellen zur verfügbare Bemerkungen:
✘ OPC, Modbus RTU
Gebäudeautomation verfügbar GA-Schnittstellen
und TCP/IP, BACnet
Fernüberwachung möglich ✘ Art der Fernüberwachung VPN oder GPRS
19WASSERKÜHLSATZKOMPENDIUM 2019
Unternehmen
Geräte-Hersteller SAMSUNG
Efficient Energy GmbH
Vertrieb durch MTF Marken-Distributions
Efficient Energy GmbH, ausgewählte
GmbH Partner
Sitz des (Vertriebs-)Unternehmens Schüttorf bei München
Feldkirchen
Kältetechnik-Vertrieb seit (Jahr) 1997
2015
Im Unternehmens-Portfolio:
Entfeuchtungsgeräte Befeuchtungsgeräte
Splitgeräte Multi-Splitgeräte
VRF-Geräte Gewerbekälte
Luft-Wasser-Wärmepumpen Sole-Wasser-Wärmepumpen
Gasmotor-Wärmepumpen Absorptions-Wärmepumpen
Andere:
Unternehmens-Leistungen
Gerätehersteller ✘ Service ✘
Anlagenbau Aufstellung/Montage ✘
Inbetriebnahme ✘ Wartungsvertrag ✘
Andere:
Angebotspalette luftgekühlte Wasserkühlsätze Top-Modell
Verfügbare Kältemittel Angaben zum Gerät eChiller
HFKW – A1 R134a R410A R407C R507A
Besonderheit Kaltwassersatz mit Kältemittel Wasser, stufenlose Regelbarkeit der
Low-GWP – A2L R1234yf R1234zd R1234ze R32 dieses Modells beiden Turboverdichter mittels Frequenzumrichter, Fernwartungszugriff,
Verbundregelung integriert.
Halogenfreie – A1 R744 (CO2) R718
(Wasser)
Halogenfreie – A3 R290 (Propan) R600a R1270 Kältetechnik
(Isobutan) (Propen) Funktion +
Anschluss
Halogenfreie – B2L R717
(Ammoniak; NH3) Kühlleistung Anzahl kaskadierbar bis
Leistungsgrößen: 3 X Geräte 10
Andere: von [kW]: 20 bis [kW]: 450
Bandbreite Kühlleistung Kältemittel Bezeichnung gemäß mit GWP
DIN 8960: R718 0
Leistungs- von: bis: in Kaskade
größen bis [kW]: Füllmenge [kg] Dichtheits-
60 kontrollen/Jahr 0
Nur Kühlen
Kühlen oder heizen
Simultan kühlen+heizen Maße + Gewicht (betriebsbereit)
Länge [m] 0,7 Breite [m] 1,3
Höhe [m] 1,83 Gewicht [kg] 570
Angebotspalette wassergekühlte Wasserkühlsätze
Verfügbare Kältemittel
HFKW – A1 R134a R410A R407C R507A Ökologie
Low-GWP – A2L R1234yf R1234zd R1234ze R32 SEER-Wert (Seasonal Energy efficiency ratio – für Kühlen)
Halogenfreie – A1 R744 (CO2) R718 SCOP-Wert (Seasonal Coefficient of performance – für Heizen)
(Wasser) ✘
Ecodesign-geeignet gemäß Tier 2 (Heizen)
Halogenfreie – A3 R290 (Propan) R600a R1270 Tier 1 (Kühlen) ✘
(Isobutan) (Propen)
Tier 2 (Kühlen) ✘
Halogenfreie – B2L R717
(Ammoniak; NH3) Das Gerät fällt nicht unter die Ecodesign-Richtlinie 2)
Andere: EER-Wert (Energy efficiency ratio) 5 bis >120
COP-Wert (Coefficient of performance) 4 bis >120
Bandbreite Kühlleistung Schalldruckpegel [dB(A)] in 1 m Entfernung bei max. Leistung 68,6
Leistungs- in Kaskade
größen von: bis: bis [kW]:
Nur Kühlen 3 20 45 > 450 1) Energieeffizienztechnologien
Kühlen oder heizen Leistungsgeregelte Verdichter Geregelt ✘ Zugeschaltet
Simultan kühlen+heizen magnetgelagerte Verdichter
Geregelte Umwälzpumpen ✘
Ergänzendes (für luft- und/oder wassergekühlte Geräte) Heißgas-Abtau-Regelung 3)
Leckage-Überwachung ✘
Eurovent-Zertifizierung Anlagensteuerung integriert ✘
Modbus TCP/RTU, Monitoring, Fernwartung ✘
Schnittstellen zur verfügbare Bemerkungen:
✘ BACnet IP, BACnet
Gebäudeautomation verfügbar GA-Schnittstellen 1) Nicht in Kaskade, sondern mehrere Anlagen parallel als Anlagenverbund.
MS/TP, OPC UA
Einwahl auf den Web- 2) Beim Einsatz als Komfortkühler fällt der eChiller unter die Ecodesign-Richtlinie.
Fernüberwachung möglich ✘ Art der Fernüberwachung server der anlagen- 3) Nicht notwendig, da Verdampfertemperatur deutlich über 5 °C.
internen SPS
22Sie können auch lesen
