Entflammbarkeit von Kältemitteln

Herausforderungen für die Kältebranche

Während die Kältemittel mit niedrigem GWP an Bedeutung gewinnen, werden immer mehr auf dem Markt erhältliche Produkte als entflammbar eingestuft. Wie werden Kältemittel klassifiziert? Welche Maßnahmen sind zu berücksichtigen? Welche Füllmengen sind bei Kältemitteln zulässig? Mit dieser Dokumentation erhalten Sie Informationen und Erklärungen zu diesem Thema, insbesondere zu den als A2L eingestuften Kältemitteln.

Bei der Sicherheitseinstufung der Kältemittel nach der Norm ASHRAE 34 werden die Kältemittel je nach Toxizität und Entflammbarkeit in Klassen eingeteilt. Konkret unterscheidet die Klassifizierung nach ISO 817 zwei Kategorien, A und B, um die Toxizität von Kältemitteln zu definieren. Kategorie A umfasst leicht toxische Kältemittel und Kategorie B umfasst toxische Kältemittel. Die Einstufung entflammbarer Kältemittel basiert auf vier Gruppen (1 = nicht entflammbar, 2L = schwer entflammbar, 2 = entflammbar, 3 = hoch entflammbar).

Da die F-Gas-Verordnung den Einsatz von Kältemitteln mit niedrigerem GWP fordert, wurde kürzlich eine neue A2L-Klasse geschaffen. Diese wird bei der Weiterentwicklung der Sicherheitsstandards berücksichtigt. Dies ist insbesondere bei der Norm EN 378 der Fall, welche die sicherheitstechnischen und umweltrelevanten Anforderungen an Kälteanlagen und Wärmepumpen definiert und die im Jahr 2016 überarbeitet wurde, um diesen neuesten Entwicklungen Rechnung zu tragen. Beispiele für als A2L eingestufte Kältemittel: R-1234yf / R-32 / R-455A etc.

Diese Kältemittel besitzen eine Verbrennungsgeschwindigkeit von weniger als 10 cm/s und eine deutlich geringere Verbrennungsgeschwindigkeit als die in Gruppe A2 als entflammbar oder in Gruppe A3 als hoch entflammbar eingestuften Kältemittel. Die endgültige Einstufung, wie in Schema 1 dargestellt, ergibt sich aus der Kombination der verschiedenen Kriterien.

Kältemittel A2L: Wie und für welche Anwendungen sind sie zu verwenden?

Gemäß den europäischen Rechtsvorschriften müssen Kältemittel mit einem sehr niedrigem GWP in bestimmten Anwendungen ab sofort und in den kommenden Jahren eingesetzt werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben die Hersteller antizipiert und neue HFO-Moleküle entwickelt, mit denen ein Treibhauspotenzial von unter 1 erreicht wer­den kann. Aber je niedriger der GWP-Wert ist, desto höher ist die Entzündbarkeit. Man musste also einen Kompromiss zwischen Entzündbar­keit und GWP finden, um die Bedürfnisse der Branche bestmöglich zu erfüllen und umwelt­freundliche und energieeffiziente Lösungen zu liefern.

Die neuen A2L-Kältemittel können in zahlreichen Anwendungen und verschiedenen Prozessen verwendet werden – wie seinerzeit die Kältemittel mit H-FKW/H-FCKW – und mit ihrer Verwendung werden gleichzeitig die geltenden gesetzlichen Bestimmungen und Empfehlungen in Verbindung mit ihrer geringen Entzündbarkeit beachtet. Bis dato dürfen sie nur in neuen, für diesen Zweck vorgesehenen Anlagen verwendet werden oder in speziell für den Betrieb mit diesen Produkten konstruierten Systemen. Auf keinen Fall darf ein System, das mit einem nicht entzündlichen Kältemittel betrieben wird, ohne vorherige Rezertifizierung und Genehmigung auf ein entzündliches Kälte­mittel umgerüstet werden, um die geltenden Vorschriften nicht zu verletzen.

Einige Anwendungsbeispiele

R-32 wird als Ersatz für R-410A in neuen Split-Systemen vorgeschlagen, bei denen die Füllmenge weniger als 3 kg beträgt. Es kann nicht als Drop-in-Mittel für R-410A verwendet werden, weil aufgrund seiner ther­modynamischen Eigenschaften und seiner Einstufung als A2L-Mittel Konstruktionsän­derungen erforderlich sind.

R-1234yf wird häufig in Fahrzeugklimaanlagen für alle neuen Fahrzeuge ab Herstellungsdatum 1. Januar 2017 eingesetzt.

R-1234ze ist heutzutage das Ersatzkälte­mittel für R-134a für neue Anlagen, das von der Mehrheit der Hersteller von Flüssig­keitskühlern (Chiller) verwendet wird. Es bietet ebenfalls ausgezeichnete Eigenschaften für Hochtemperatur-Anwendungen.

A2L-Mischungen, die R-32, R-1234yf oder R-1234ze enthalten, wurden für andere Anwen­dungen entwickelt und sind oder werden von den Geräteherstellern zugelassen. Es handelt sich insbesondere um R-455A oder R-454C, die R-404A in erster Linie in der gewerblichen Kältetechnik, aber auch in industriellen Anwen­dungen ersetzen sollen. R-452B und R-454B gelten als potenzielle Alternativen für R-410A.

(Quelle: Climalife Contact 14, www.climalife.dehon.com)

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