Planertag Klimatechnik in Fulda und Augsburg

Kältemittel 2023 – Regularien / Vorschriften / Gesetze

In seiner Keynote zur aktuellen Kältemittelsituation gab Roland Becker (Verkaufsleitung, GHC Gerling, Holz & Co. Handels GmbH, Hamburg) einen Überblick über die relevanten Rechtsvorschriften und Verordnungen – allen voran natürlich die Überarbeitung der F-Gase-Verordnung. Zum Zeitpunkt der Veranstaltung lag jedoch der in den Trilog-Verhandlungen mittlerweile erzielte Kompromiss noch nicht vor. Dennoch waren viele, inzwischen auch beschlossene Regelungen absehbar, so dass die dargestellten Inhalte auch weiterhin Gültigkeit haben.

F-Gase-Verordnung

Becker erläuterte zunächst das Gesetzgebungsverfahren auf EU-Ebene und das Zusammenspiel von EU-Kommission, Rat und Parlament: Die Kommission hat das Initiativrecht, erarbeitet also einen ersten Verordnungsentwurf. Danach beschäftigen sich Rat und Parlament mit diesem Entwurf und erarbeiten gegebenenfalls eigene Vorschläge. Im Parlament geschieht dies jedoch nicht im Plenum, sondern in den zuständigen Fachausschüssen. Im Falle der F-Gase-Verordnung sind dies der Wirtschaftsausschuss (ITRE) und der Umweltausschuss (ENVI) – beide legten am 1.2.2023 und am 7.3.2023 jeweils eigene Vorschläge vor, über die am 30.3.2023 im Parlament abgestimmt wurde. Diese Abstimmung am 30.3. war also noch nicht die Verabschiedung der endgültigen Verordnung – was man vielleicht hätte missverstehen können – sondern lediglich die Einigung darüber, größtenteils mit den ENVI-Vorschlägen in die folgenden Verhandlungen zu gehen. Nachdem am 5.4.2023 auch ein Verordnungsvorschlag des Rates vorlag, musste man sich nämlich in den folgenden Trilog-Verhandlungen (Verhandlungen zwischen EU-Parlament, Rat und Kommission) auf einen gemeinsamen Text einigen.

Anmerkung: Diese Einigung sollte eigentlich schon im Juni/Juli erfolgen, hat aber letztlich bis Anfang Oktober gedauert. Der Kompromiss wird nun inhaltlich nicht mehr verändert und muss letztlich nur noch formell von Rat und Parlament angenommen werden. Danach erfolgt die Veröffentlichung der novellierten F-Gase-Verordnung im EU-Amtsblatt – frühestens 20 Tage danach oder zu einem festgelegten Datum tritt die Novelle dann in Kraft. Aber man weiß zumindest schon, was sehr wahrscheinlich drinstehen wird – auch wenn noch ein paar Fragen zum endgültigen Text zu klären sind.

Zum Zeitpunkt der Veranstaltung lag dieser Kompromisstext jedoch noch nicht vor. Vergleicht man jedoch die Vorschläge von Kommission, Parlament und Rat (s. Abbildung), war in jedem Fall schon absehbar, dass auch der Kompromiss mit Sicherheit auf eine stärkere Reduktion der Quoten hinauslaufen würde – zumal die verbliebene Quote nun auch mit medizinischen Anwendungen (z.B. Dosiersprays) geteilt werden muss. Alles in allem führt dies zu einer deutlichen Verknappung von Kältemitteln mit höherem GWP, wie Becker anhand von Beispielrechnungen mit absoluten Kältemittelmengen aufzeigte.

Ohne an dieser Stelle auf die konkreten Einzelverbote in der F-Gase-Verordnung einzugehen, welche inzwischen bekannt sind, sei darauf hingewiesen, dass im ­
Vorschlag des Parlaments durch eine geschickte Formulierung alle fluorierten Treibhausgase (ohne GWP-Grenze) betroffen gewesen wären. Im Rat hat man dies jedoch bemerkt und nun wieder entspre­chend angepasst.

Chemikaliengesetzt

Roland Becker verwies ferner darauf, dass mit der Verknappung auch der Preis steigt und damit der illegale Handel mit Kältemitteln zunehmend interessanter wird. Um dem entgegenzuwirken, fordert das Chemikalien­gesetzt eine lückenlose Dokumentation der Vertriebswege. Das ist ein geltendes Gesetz in Deutschland! Dabei ist anzumerken, dass der Kälteanlagenbauer nicht nur Anwender, sondern auch Wiederverkäufer ist und dies somit ebenfalls zu beachten hat.

PFAS

Im Hinblick auf den Beschränkungsvorschlag für PFAS im Rahmen der REACH-Verordnung, der im Januar 2023 an die Europäische Chemikalienagentur übermittelt wurde, gab Becker einige Erläuterungen. Zunächst einmal sind nicht die fluorhaltigen Kältemittel (H-FKW und HFO) selbst, sondern deren Abbauprodukte, die sogenannten TFA (Trifluoressigsäure) das Problem. PFAS (per- und polyfluorierte Alkylverbindungen) kommen jedoch auch in unzähligen anderen Produkten und Anwendungen vor und haben sehr unterschiedliche Auswirkungen auf den Menschen, dessen Schutz das vornehmliche Ziel der REACH-Verordnung ist. Normalerweise wird dabei ein stoffbezogener Ansatz verfolgt. Der nun vorgelegte pauschale Gruppenansatz wirft daher viele Fragen auf.

Ferner ist eigentlich das sogenannte Komitologieverfahren zur Verabschiedung der Änderungen in der REACH-Verordnung vorgesehen, d.h. die Beschlüsse würden von Expertengremien gefasst, die sich aus Sachverständigen der Mitgliedstaaten der EU zusammensetzen, und gingen nicht durch alle Gremien der EU. Dieses Verfahren ist eigentlich nur für geringfügige Änderungen an Verordnungen vorgesehen. Bei den Auswirkungen, die ein Verbot von fluorhaltigen Kältemitteln, aber auch Dichtungsmaterialien, Beschichtungen und vieles mehr, auf die Wirtschaft hat, ist zu bezweifeln, dass es sich dabei um „geringfügige Änderungen“ handelt. Zudem ist das Verfahren trotzdem kompliziert und die Zeitschiene lang, d.h. es ist nicht vor 2026 mit einem Inkrafttreten zu rechnen. Ferner sind insbesondere für Wartung und Nachfüllung bei HVACR-Anwendungen schon jetzt langfristige Ausnahmen vorgesehen.

Sicherheit und Umwelt

Abschließend ging Becker auf die künftige Bedeutung synthetischer Kältemittel ein. Auch natürliche Kältemittel sind Spezialgase, die gemäß AHRI-Standard spezielle Anforderungen erfüllen müssen – man kann nicht einfach Brenn-Propan oder CO₂ aus dem Getränkehandel verwenden. Auch die gesundheitlichen Risiken und Sicherheits­aspekte, die sich in den Sicherheitsklassen und den Berechnungen zur maximal zulässigen Füllmenge gemäß DIN EN 378 niederschlagen, sind zu beachten. Becker zeigte dazu einige Beispielrechnungen.

Bezüglich des Umwelteinflusses ist in jedem Fall eine TEWI-Betrachtung erforderlich, also eine detaillierte Gesamtbetrachtung von direktem Treibhauseffekt durch Leckage und fehlende Rückgewinnung und indirektem Treibhauseffekt über den Energieverbrauch. Berechnungen zeigen, dass der indirekte Treibhauseffekt, also die CO₂-Emissionen durch den Energieeinsatz, um ein Vielfaches höher sind als die direkten. So kann es zu der Situation kommen, dass die Gesamtemissionen an CO₂ über die Lebensdauer einer Anlage mit einem Niedrig-GWP-Kältemittel durchaus höher sein können als bei einer Anlage, in der ein Kältemittel mit etwas höherem GWP verwendet wird. Letztlich ist immer eine individuelle Betrachtung und ein guter Mix an Kältemitteloptionen erforderlich.

Serielles Sanieren im Bestand mit Luftwärmepumpen

Nach einer kurzen Vorstellung des Unternehmens und dessen Aktivitäten ging Thorsten Becker (Daikin) näher darauf ein, warum sich Daikin in diversen Initiativen und Events engagiert. Die zentrale Frage ist, wie wir Treibhausgasemissionen reduzieren und den Klimawandel aufhalten. Dazu schafft auch die Politik nach dem Motto „fördern und fordern“ entsprechende Anreize. So hat die Europäische Union mit dem sogenannten „Green Deal“ die Weichen für mehr Nachhaltigkeit bei Investitionen gestellt. Seit 2022 greift im Rahmen dieses Green ­Deals als ein zentraler Baustein die EU-Taxonomie-Verordnung. Diese Verordnung wiederum beschreibt einen Rahmen, um „grüne“ oder „nachhaltige“ Wirtschaftstätigkeiten innerhalb der EU allgemeingültig zu klassifizieren. Mit diesen Definitionen prüft nun auch die Bundesanstalt für Finanzdienstleistungsaufsicht (BaFin) Fonds auf deren Nachhaltigkeit. Das hat z.B. zur Folge, dass die Aktienkurse von Immobiliengesellschaften sinken, wenn die CO₂-Neutralität von deren Gebäuden nicht erreicht wird. Solche Liegenschaften können quasi „stranden“, d.h. sie sind nicht mehr beleihbar und werden nicht mehr in Fonds geführt – ein starker Anreiz also für Immobiliengesellschaften, sich im Sinne der Werthaltigkeit stärker um die CO₂-Neutralität ihrer Liegenschaften zu kümmern.

Zur praktischen Umsetzung im Gebäudesektor zeigte Becker einige Beispiele im Neubau, vor allem aber Umsetzungsmöglichkeiten im Bestand. Um die CO₂-Ziele im Baubereich zu schaffen, müsste die Sanierungsrate zwischen 1,5% und 2% liegen – aktuell beträgt sie aber nur 0,8%. Abhilfe könnte serielles Sanieren nach dem Energiesprong-Prinzip (www.energiesprong.de) schaffen, d.h. ein einfach, schnell und wirtschaftlich umsetzbares Gesamtprodukt mit NetZero-Standard, das klimafreundliches Sanieren und Wohnen für alle ermöglicht. Als konkrete Lösung präsentierte Becker industriell vorgefertigte Energiemodule von Daikin (s. Abbildung). Durch die serielle Vorfertigung, die verschiedene Vorteile wie

wetterunabhängiges Arbeiten durch (beheizte) Industriehalle,

Beschleunigung von Arbeitsabläufen (reproduzierbare Prozesse),

Qualitätssicherung auf der „Baustelle“ durch industrielle Standards

bietet. Nach entsprechender Vorbereitung auf der Baustelle

Kommunikation mit örtlichen Behörden (Genehmigung, Straßensperrung, etc.),

eventuelles Schallgutachten,

Information an Energieversorger,

Erstellung eines Fundaments für Energiemodul und

Verlegung der nötigen Anschlussleitungen an den Aufstellort (z.B. Anschlusskanal zwischen Energiemodul und Gebäude)

erfolgt die Aufstellung der kompletten Heiztechnik für ein großes Mehrfamilienhaus in nicht einmal 10 Minuten.

Die Kraft des Wassers – effiziente Kühlung großer Industriehallen durch adiabate Kühlung und mit natürlichem Kältemittel zur ­Energiewende …

… stellten Kevin Ebben und Christoph Kepser (beide Colt) vor und erläuterten das schon in der Antike bekannte Prinzip der Verdunstungskühlung. Geeignet ist dieses Prinzip für fast alle Industriebranchen und Anwendungen, wie beispielsweise:

Kunststoffverarbeitung: Spritzguss, Folienextrusion

Metallverarbeitung: Drehen und Fräsen, CNC-Bearbeitung von Stahl und NE-Metallen

Montage: Schweißplätze, Maschinenbau, Montagewerke

Lebensmittelproduktion: Bäckereien, Konserven, Milchverarbeitung

Verpackung und Druck: Aluminiumdruck, Lebensmittelverpackungen, Printmedien

Kraftwerke: BHKW, Kesselhäuser

Logistik und Handel: Warenhäuser, Distributionszentren, Baumärkte

Auch die Vorkühlung bei einer klassischen Klimaanlage ist möglich. Je trockener und heißer die Luft ist, desto besser funktioniert das Prinzip – es kann durchaus eine Abkühlung von 10-15K erreicht werden. Freilich hat die Anwendung auch ihre Grenzen, wenn (z.B. in den Tropen) die Außenfeuchte zu hoch oder keine Abluft möglich ist. Ebenso darf die zusätzliche Feuchtigkeit nicht zu Problemen in einem Produktionsprozess führen. Ferner muss aus Gründen der Hygiene Wasser in Trinkwasserqualität vorhanden sein.

Kepser und Ebben präsentierten einen rechnerischen Systemvergleich zwischen den Colt-Geräten und einer herkömmlichen Klimatisierung hinsichtlich Energieverbrauch und -kosten sowie der CO₂-Emissionen. Abschließend für den ersten Teil ihres Vortrages stellen sie einige Anwendungen aus der Praxis vor, die mit den CoolStream-Geräten umgesetzt wurden.

Im zweiten Teil der Präsentation ging es um das Caloris-System von Colt, ein reversibles Wärmepumpensystem mit R290 zum Heizen und Kühlen. Das System besteht aus einer Serie von in der Zwischendecke installierten Wärmepumpen und einer zentralen externen Wärmepumpe, alle angeschlossen an einen temperaturneutralen Wasserkreislauf. Überschüssige Energie wird dem Wasserkreislauf wieder zugeführt, wodurch eine Verschiebung und Speicherung thermischer Energie möglich wird. Bei der 2-Leiterverrohrung für diesen Wasserkreislauf ist keine Isolierung notwendig, da das Temperaturniveau im Bereich von 16-28°C liegt – während etwa 80 % des Jahres bleibt in unseren Breitengraden das Wasser im Kreislauf von Caloris jedoch auf einem neutralem Temperaturniveau von 20-25°C.

Zweck der zentralen Wärmepumpe ist es, die Temperatur des Wasserkreislaufes im zulässigen Bereich zwischen 16 und 28°C zu halten. Da jedoch die Gebäudemasse oder separat aufgestellte Pufferspeicher Temperaturschwankungen kompensieren, kommt diese Wärmepumpe nur beschränkt zum Einsatz. 80% des Jahres hat sie nur eine Stand-By-Funktion.

Effizient Heizen, Kühlen und Trinkwarmwasser bereitstellen mit Wärmepumpentechnik

Im Neubau werden die Gebäude immer besser isoliert, was zur Folge hat, dass innere Wärmelasten im Sommer ebenfalls im Gebäude gehalten werden. Wenn man im Sommer also ohnehin klimatisieren muss, stellt sich freilich die Frage, ob man mit dem selben System dann nicht auch heizen sollte. Isabell Holz (Mitsubishi Electric, am 21.9.) und Maik Buse (Mitsubishi Electric, am 28.9.) stellten in ihrem Vortrag entsprechende Lösungen vor. Im Wohnbereich bieten sich vor allem Luft/Wasser-Wärmepumpen an, da diese auch die Trinkwarmwasserbereitung übernehmen können. Bei Mehrfamilienhäusern sind Kaskaden mit mehreren Außengeräten sinnvoll, da kleinere Außeneinheiten eingesetzt werden können.

Holz und Busen verwiesen ebenfalls auch den riesigen Wohnungsbestand. Um den Effizienzstandard zu erhöhen, ist es im Bestand oft zu teuer, sich auf reine Dämmmaßnahmen zur konzentrieren. Hier sind Luft/Luft-Wärmepumpen oft sogar effizienter als Luft/Wasser-Wärmepumpen. Beim Thema Wohnungsbestand gab es im Auditorium angeregte Diskussionen bezüglich Lärm (innen und außen), der elektrischen Anschlussleistung bei einer Nachrüstung von Wärmepumpen und den notwendigen Umbau im Betrieb.

Die Referenten von Mitsubishi Electric präsentierten ferner mit dem B & B Hotel in Kehl am Rhein ein Praxisbeispiel dafür, wie hoher Trinkwarmwasserbedarf und komfortable Klimatisierung gleichermaßen gelöst werden können. Die B & B Hotels werden seit jeher über VRF-Systeme beheizt und gekühlt. So war es ein logischer Schritt, auf ähnliche Systeme für die Trinkwarmwasserbereitung zu setzen. Dazu werden nun drei QAHV-Wärmepumpen mit CO₂ als Kältemittel eingesetzt, welches hohe Temperaturen von bis zu 90°C ermöglicht. Zusätzlich zur 3er-Kaskade wurden vier Speicher mit jeweils 1.500 Liter Puffervolumen installiert, die auch bei Stoßzeiten genügend warmes Wasser für alle Gäste bereitstellen.

In den QAHV-Wärmepumpen kommt ein schraubenförmig gewundener und spiralförmiger Gaskühler zum Einsatz. Darin sind drei verbundene Kältemittelleitungen als Spirale um die schraubenförmige Wasserleitung geführt, wodurch eine maximale Wärmeübertragung erreicht wird. Die fortlaufenden spiralförmigen Nuten in der gewundenen Leitung erhöhen den Turbulenzeffekt des Wassers und tragen so zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades bei.

Führung in Augsburg

In Augsburg gab es nach den Fachvorträgen zusätzlich die Möglichkeit, an einer exklusiven Führung durch das „Westhouse“ teilzunehmen. Geschäftsführer Gerhard Hab führte die Teilnehmer persönlich durch die weiteren Räumlichkeiten der Veranstaltungslocation und gewährte auch technische Einblicke hinter die Kulissen.

„Im Hinblick auf Ressourcenschonung wurde das Gebäude in Holzhybridbauweise umgesetzt. Hochgedämmte Außenhülle, Lüftung mit Wärmerückgewinnung und energieeffiziente Heiztechnik mit Wärmepumpen zum Heizen und Kühlen (KFW55-Standard) ergeben in Verbindung mit Photovoltaik und Batteriespeicher fast den Plusenergiestandard. Bei der Baustoffwahl wurde großer Wert auf die Verwendung nachhaltiger und regionaler Produkte gelegt, wobei die große Herausforderung darin bestand, die Brandschutzanforderungen der Gebäudeklasse 5 (Gebäude ab 13 Meter Höhe, deren Nutzungseinheiten größer als 400 Quadratmeter sind) im Holzbau bzw. Holz-Stahlbeton-Hybridbau umzusetzen.“ (Zitat von der Homepage des „Westhouse“ – weitere Informationen zur besonderen Architektur der Location finden Sie unter https://t1p.de/KKA6-23WH)

Ausblick

Die Präsentationen zum diesjährigen Planertag stehen unter https://t1p.de/KKA6-23Planertag zum Download bereit.

Den Planertag wird es jedoch in dieser Form als eintägige Veranstaltung an verschiedenen Orten nicht mehr geben. Künftig veranstalten wir ein „Branchenforum Klimatechnik“ als 1,5-tägige Fachveranstaltung an einem besonderen Ort und zu einem aktuellen Schwerpunktthema. 2024 wird das Branchenforum am 27. und 28. Februar im historischen Speicherboden in Hamburg (Gebäudekomplex des „Miniatur Wunderland“) stattfinden – Themenschwerpunkt: „Sanieren im Bestand“. Es erwartet Sie ein spannendes Vortragsprogramm zu diesem Schwerpunkt, mit einem einführenden Keynote-Vortrag und einer Fachführung durch die klimatechnischen Anlagen des Gebäudekomplexes – wie sich jeder vorstellen kann, barg die Installation dieser Technik in ein denkmalgeschütztes Gebäude gewisse Herausforderungen, über die das verantwortliche Fachunternehmen vor Ort berichten wird. Am Abend soll dann vor allem dem fachlichen Austausch untereinander gebührend Raum eingeräumt werden. Ein spannender Termin also, den Sie sich jetzt schon vormerken sollten.