Die F-Gase-Verordnung (EU) 517/2014 ist seit zwei Jahren in Kraft und die ersten großen Herausforderungen rücken immer näher. Bereits jetzt benötigen die Importeure vorbefüllter Anlagen entsprechende Autorisierungen von CO2-Äquivalent im Rahmen des Quotensystems, um entsprechende Geräte auf dem europäischen Markt platzieren zu können. Viel gravierender wirkt allerdings die Tatsache, dass uns nur noch 12 Monate von dem ersten großen Reduktionsschritt, des sogenannten Phase-Downs im Annex V der F-Gase-Verordnung trennen. Zum 1. Januar 2018 muss die vom Markt verwendete Menge CO2-Äquivalent (Produkt aus GWP und Kältemittelmenge) um nicht weniger als 37 Prozent reduziert werden. Berücksichtigt man noch die vorbefüllten Anlagen, so ergibt dies eine tatsächliche Reduktion um 44 Prozent im Vergleich zum Referenzjahr 2015 (Bild 1); dies entspricht etwa 90 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent bzw. im Fall von R404A/ R507A fast eine Menge von 23 000 Tonnen.
Reduzierungen dieser Größenordnung können keinesfalls bis Ende 2018 allein durch den Neuanlagenbau und den Einsatz von Kältemitteln mit sehr niedrigem GWP erreicht werden. Selbst in diesem Segment lassen aktuelle Zahlen den Rückschluss zu, dass immer noch etwa 50 Prozent aller Neuanlagen in der EU für die Tiefkühlung mit R404A geplant und gebaut werden. Vor allem werden großflächige Umstellungen von R404A-Bestandsanlagen benötigt, um die CO2-Äquivalente für Wartung und Service weiter zu reduzieren und die ambitionierten Ziele der F-Gase-Verordnung zu erfüllen. Hier hilft Chemours mit einem ausgewogenen Produktportfolio, das für all diese Anwendungen eine gute und nachhaltige Lösung bietet.
Opteon XP40 (R449A)
Zwei Jahre nach seiner kommerziellen Einführung hat sich Opteon XP40 (R449A) bereits als optimales Ersatzkältemittel für R404A in mehreren Tausend Anlagen be-währt. Es ist ein ozonunschädliches Low-GWP-Kältemittel mit einem GWP von 1 282 (AR5) und damit 67 Prozent geringer als R404A (3 943). Als Mitglied der Opteon XP-Familie ist es als nicht brennbares A1-Kältemittel nicht nur für Neuanlagen, sondern auch für Umbauten oder Umstellungen von Bestandsanlagen geeignet. Die Umstellungen sind ohne Komponentenwechsel denkbar einfach und effizient, ohne den laufenden Betrieb der Anlage signifikant zu beeinträchtigen. So sind beispielsweise in der Gewerbekälte Umstellungen während der Schließzeiten sogar bei größeren Anlagen möglich. Weiterhin ermöglicht Opteon XP40 (R449A) dem Betreiber nicht nur seine direkten Emissionen zu reduzieren, sondern auch durch die Energieeinsparungen indirekt seinen ökologischen Fußabdruck zu verringern. Nicht zuletzt spielt für den Betreiber auch der ökonomische Faktor eine wichtige Rolle. Die verringerten Stromkosten ermöglichen, je nach Anlage und Stromtarif, eine Amortisation der Umstellungskosten bereits nach wenigen Jahren.
Diese Vorteile haben auch die Firma Lowe Rental Ltd in Großbritannien überzeugt. 1977 gegründet gehört dieses Unternehmen heute zu den weltweiten Marktführern bei Mietkälte für große Lebensmittelmessen, Veranstaltungen, Nahrungsmittelproduzenten und Handelsketten. Kurz nach der Einführung von Opteon XP40 (R449A) entschloss sich Lowe seinen Kunden dieses Kältemittel als Option anzubieten (Bild 2). Heute hat Lowe eine große Anzahl damit hergestellter Produkte im Programm. Allein in den britischen Niederlassungen eines deutschen Lebensmitteldiscounters stehen mehr als 300 solcher Vitrinen mit Opteon XP40 (R449A). Somit war die Umstellung für Lowe Rental Ltd ein voller Erfolg und zusätzlich konnte die Abhängigkeit von R404A weiter verringert werden. Dies ist aber nur eine der vielen Erfolgsgeschichten von Opteon XP40 (R449).
Opteon XL20 (R454C)
Die Verwendung von Opteon XP40 (R449A) bei Umstellungen und Umbauten von Neu- und Bestandsanlagen ist aber nur ein Puzzleteil bei der Erfüllung der F-Gase-Verordnung. Ab 2022 gilt beispielsweise für hermetisch geschlossene Neuanlagen in der gewerblichen Verwendung ein Verbot für Kältemittel mit einem GWP >150. Alle anderen hermetischgeschlossenen Anlagen können zwar auch darüber hinaus mit Opteon XP40 (R449A) gebaut werden, nichtsdestotrotz muss es auch für dieses Segment eine Lösung geben. Auf der Chillventa 2016 hat Chemours die neueste Lösung vorgestellt und zum Verkauf freigegeben. Opteon XL20 (R454C) ist ein ozonunschädliches Low-GWP-Kältemittel und mit einem GWP von 146 fällt es unter die 150 Grenze für gewerbliche Geräte. Es ist nach ISO/ASHRAE in die Sicherheitsklasse A2L (schwer entflammbar) eingestuft und besitzt daher ein signifikant besseres Sicherheitsprofil als hochentzündliche, industriell gefertigte Gase der Klasse A3 wie z. B. Propan (R290). Dies spiegelt sich auch in den deutlich höheren, durch Normen und Standards erlaubten Füllmengen wider. So ermöglicht die neue EN 378, die in der Regel mehr als zehnmal höhere Füllmengen gegenüber A3-Kältemitteln. Wegen seiner kältetechnischen Eigenschaften eignet sich Opteon XL20 (R454C) sehr gut als Ersatz für R404A in Neuanlagen.
Aufgrund dieser positiven Eigenschaften entschied sich auch Lowe, sich mit Opteon XL20 (R454C) auseinanderzusetzen. Die Mietgeräteflotte von Lowe ist mobil und transportabel und kann an den verschiedensten Orten eingesetzt werden. Die verwendeten Kältemittel müssen demnach so sicher wie möglich sein, da die Ausbildung und Qualifikation der Bediener und Servicetechniker sehr unterschiedlich sein kann.
Um die Leistungseigenschaften zu be-stimmen, hat Lowe in einem ersten Test einen für R404A ausgelegten Getränkekühlschrank mit Opteon XL20 (R454C) ausgerüstet. Die Leistungsparameter des Kühlschranks wurden jeweils vor und nach der Umstellung aufgezeichnet. Die Füllmenge lag bei ca. 350 g. Da das Gerät mit einem Kapillarrohr ausgerüstet ist, war es nicht möglich, die Überhitzung anzupassen; dennoch erreichte der Kühlschrank die gewünschte Temperatur und arbeitete ähnlich wie mit R404A. Die Kälteleistung war etwa 10 Prozent geringer und der COP etwa 5 Prozent höher als bei R404A. Die Druckgastemperatur lag 5 K über der von R404A und damit immer noch deutlich unter dem vorgegebenen Grenzwert des Verdichterherstellers. Bei zukünftigen Neuentwicklungen, die auch den geringeren Massenstrom einbeziehen, sollten diese weiter optimiert werden, um die bestmögliche Leistung zu erzielen. Dieser Versuch hat in jedem Fall gezeigt, dass sich Opteon XL20 als Ersatzkältemittel für R404A in solchen Geräten sehr gut eignet. Davon konnte sich auf der Chillventa-Messe auch jeder Besucher des Chemours-Stands selbst überzeugen, denn Lowe stellte freundlicherweise einen mit Opteon XL20 (R454C) betriebenen Getränkekühler zur Verfügung (Bild 3).
Zusammenfassung
Mit der neuen Opteon-Familie bietet Chemours seinen Kunden unterschiedliche Ansätze zur Erfüllung der F-Gase-Verordnung (EU) 517/2014 an. In Anbetracht der anspruchsvollen, mittelfristigen Ziele in 2018 und 2021 wird Opteon XP40 (R449A) bei Neu- und Bestandsanlagen ganz klar eine Schlüsselrolle zukommen. Anders sind die Vorgaben der Europäischen Kommission nicht zu erfüllen. Darüber hinaus lohnt sich aber auch schon ein erster Blick auf weiterführende Kandidaten. So bietet Opteon XL20 (R454C) mit einem GWP von < 150 und einem sehr guten Leistungsprofil weitere Vorteile für eine langfristige Strategie und fällt dabei unter die wichtigen Grenzen in der Ökodesign-Richtlinie und der F-Gase-Verordnung.
Joachim Gerstel,
Technology & Regulatory Affairs Manager EMEA – Opteon Kältemittel, Chemours Deutschland GmbH, Neu-Isenburg
Dr. Nicolas Dietl,
Technisches Marketing – Opteon Kältemittel, Chemours Deutschland GmbH, Neu-Isenburg
