Kern der neuen europäischen F-Gase-Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) bis 2030 mit dem Ziel, die heutigen Verkaufsmengen um 79 Prozent zu reduzieren. Für Split-Geräte bis 3 kg Kältemittel-Füllmenge gilt ab dem 1. Januar 2025 ein Verbot für die Verwendung von F-Gasen mit einem GWP über 750. Hersteller von Kältemitteln sind damit gezwungen, ihr Produktportfolio entsprechend anzupassen.
In Japan hat Daikin als erster Herstellereine komplette R 32-Splitgeräte-Palette herausgebracht. Vor der Einführung wurden in zahlreichen Feldtests in Japan, China, Europa, Malaysia und Indien die Einsatz- und Leistungsfähigkeit der R 32-Systeme ge-testet. Ende 2013 hat Daikin dann mit Ururu Sarara die erste Luft/Luft-Wärmepumpe auf dem europäischen Markt eingeführt, die mit dem umweltfreundlichen Kältemittel R 32 befüllt ist und aufgrund des niedrigen GWP-Werts von 675 bereits die Vorgaben der F-Gase-Verordnung für 2025 erfüllt.
Beurteilung der Heizleistung von Kältemitteln
Bei der Beurteilung eines Kältemittels spielen die klimatischen Bedingungen und die in den Regionen jeweils dominierenden Betriebsarten eine wichtige Rolle. Da die meisten Gebäude eine Heizung benötigen, ist weltweit betrachtet der Heizbetrieb die vorherrschende Betriebsart. Daraus resultiert, dass die Leistung des Kältemittels im Heizfall entscheidend ist, um seine Leistungsfähigkeit beurteilen zu können. Bei einem Vergleich unterschiedlicher Kältemittel in der Komfortklima-Anwendung einer 3,5-kW-Wärmepumpe weist R 32 im Heizbetrieb die besten Leistungsdaten auf.
Das Treibhauspotenzial von Kältemitteln
Ein deutlicher Vorteil von R 32 ist das geringe Treibhauspotenzial GWP von 675, das somit um 68 Prozent niedriger ist als das von R 410 A, dem heute gängigsten Kältemittel. Doch entscheidend ist nicht nur das GWP, sondern auch die jeweils benötigte Füllmenge des Kältemittels. Da von R 32 ca. 30 Prozentweniger Füllmenge im Vergleich zu R 410 A benötigt wird, liegt der mengenbezogene GWP sogar nur bei 472 und damit bei einem Viertel von R 410 A (bezogen auf die Anlage).
Treibhauspotenzial über die gesamte Betriebsdauer
Meist steht bei der Bewertung der Umweltwirkung eines Kältemittels nur das GWP im Vordergrund. Viel wichtiger ist es jedoch, die Summe der Auswirkungen der CO2-Emissionen zu betrachten: Also die direkten und indirekten Emissionen während der Herstellung des Kältemittels, bei Freiwerden des Kältemittels durch Leckagen und die Emissionen, die durch den Energieverbrauch der Klimaanlagen während des Betriebs entstehen. Werden all diese Gesichtspunkte über die gesamte Betriebsdauer einer 3,5-kW-Klimaanlage in Europa betrachtet, so zeigt sich, dass R 32 dank seiner hohen Effizienz die niedrigsten Emissionen, indirekt und direkt, über den gesamten Lebenszyklus aufweist.
Weitere Eigenschaften von R 32
Die potenzielle Kälteleistung von R 32 ist 1,6-mal so groß wie die potenzielle volumetrische Kälteleistung von R 22 oder R 410 A. Insbesondere sind bei R 32 die Druckverluste bei gleicher Leistung ge-ringer als bei R 22 oder R 410 A, und die Dichte von R 32 ist ebenfalls um 10 Prozent niedriger. Dadurch können bei gleichbleibenden Wärmeübertragerflächen die Leistungszahlen der Anlage deutlich ge-steigert werden.
Risikoanalysen zur Brennbarkeit
Von zwei Instituten durchgeführte Tests beinhalteten Risikoanalysen zur Brennbarkeit von R 32. Dabei wurden die Gefahrenpotenziale der vorbefüllten Anlagen in Bezug auf Installation, Befüllen, Inbetriebnahme, Betrieb, Wartung, Entsorgung und Recycling untersucht. R 32 weist nach der offiziellen Sicherheitsklassifizierung der ASHRAE eine low flammability“ auf bzw. ist schwer entflammbar.
Ein Brand kann jedoch nur auftreten, wenn bei einem Kältemittelleck gleichzeitig Sauerstoff und eine Zündquelle vorhanden sind. Die benötigte Zündenergie von R 32 ist vergleichsweise niedrig. Das Schalten eines Schützes oder Lichtschalters ist nicht ausreichend, um das Kältemittel zu entzünden. Sobald eine der drei benötigten Stoffe nicht mehr vorhanden ist, erlischt die Flamme sofort. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein entzündbares Gasgemisch in der Umgebung befindet, ist sehr unwahrscheinlich, da das Gas sehr flüchtig ist, sobald eine Luftzirkulation gegeben ist. R 32 hat eine Brenngeschwindigkeit von 6,7 cm/s. In der Praxis bedeutet dies, dass sich die Flammen aufgrund der niedrigen Brenngeschwindigkeit sehr langsam mit nur 0,24 km/h ausbreiten. Dies ist 17-mal langsamer als normales Gehen eines Menschen.
Sicherer Umgang mit R 32 in der Praxis
Die Ergebnisse der Tests und der vielfache Einsatz der R 32-Systeme in Japan zeigen, dass R 32 von geschultem Fachpersonal ohne Bedenken angewendet und damit sicher gearbeitet werden kann. Aus der Analyse der Risiken, die über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage mit R 32 entstehen können, wurden entsprechend Tipps für einen sicheren Umgang mit R 32 abgeleitet. Grundsätzlich sollte stets darauf geachtet werden, dass sich bei Arbeiten am Kältekreislauf kein Kältemittel mehr im System befindet und im Aufstellungsbereich des Systems für ausreichend Luftzirkulation gesorgt ist. Auch dürfen Bauteile, die getauscht werden sollen, nicht gelötet werden, sondern müssen ausgeschnitten werden.
Service-Werkzeuge für R 32
Aufgrund der Eigenschaften werden für den Umgang von R 32 spezielle Service-Werkzeuge benötigt. Die Kältemittelflaschen müssen mit einem Linksgewinde ausgestattet und bis 46 bar freigegeben sein. Für R 32 sind nur Stahlflaschen geeignet. Ein spezieller Kältemittelflaschen-Adapter wird ebenfalls benötigt. Auch das Lecksuchgerät muss R 32-kompatibel sein und zum Absaugen des Kältemittels wird eine für R 32 freigegebene Absaugstation benötigt.
Fazit
Auch mit der neuen F-Gase-Verordnung wird es weiterhin unterschiedliche Kältemittel geben. Dabei sollte die Ent-scheidung, welches Kältemittel in einem System eingesetzt wird, auch immer von den klimatischen Bedingungen, der benötigten Betriebssicherheit, den zu erwartenden Betriebskosten sowie den Investitionskosten und der Umwelt-freundlichkeit des Systems über den gesamten Lebenszyklus abhängen. Aussagen darüber, welches Kältemittel das effizienteste oder beste für einen Anwendungsfall ist, können sonst seriös nicht getroffen werden. -
Jochen Eisenhofer,
Leiter Vertrieb Industrie, Daikin Airconditioning Germany GmbH, Unterhaching
