Kein Rohrleitungstausch bei Kältemittelwechsel

Laut EU-Verordnung 2037/2000 durften bestehende Kälte- und Klimaanlagen nur noch bis zum 31. Dezember 2009 mit H-FCKW-Neuware wie R 22 nachgefüllt werden. Seit dem 1. Januar 2010 bis Ende 2014 darf nur aufbereitete Recyclingware zur Wartung und Instandsetzung verwendet werden. Die Folgen dieser Regelungen sind klar: Das Angebot an R 22 wird drastisch knapper und dementsprechend kostspielig. Bei einer geschätzten Zahl von über einer Million R 22-Klimaanlagen in Euro­pa sind damit nicht nur Versorgungsengpässe, sondern auch deutlich höhere Kosten im Service vorprogrammiert. Von 2015 an gilt bekanntermaßen ein generelles Verbot für die Be­füllung bzw. den Service mit H-FCKW.

Eine durchaus realistische Situation könnte ab 2010 damit die fehlende Möglichkeit sein, die wegen eines Lecks ausgefallene und mit R 22 befüllte Klimaanlage kurzfristig wieder in Betrieb nehmen zu können. Geschieht das in wärmeempfindlichen Bereichen wie Serverräumen, muss schnell auf mobile Notkühlsysteme gesetzt werden, die aber keine dauerhafte Lösung bieten. Zwar soll noch ein Ersatz für R 22 von einem Chemieunternehmen auf den Markt gebracht werden. Doch das sehen alle Klimatechnikhersteller unisono kritisch. Derzeit seien die Folgen bei den alten Anlagen bei einem R 22-Substitut nicht absehbar. Erst langfristige Tests könnten zu einer Freigabe führen, zu der sich kurzfristig kaum ein Klimatechnikhersteller bereitfinden wird zu groß ist das Risiko von eventuellen Kompressorschäden. Dazu kommt, dass derzeit noch mit R 22 betriebene Klimaanlagen eine Mindestlaufzeit von zehn Jahren hinter sich haben. Dies bedingt gerade im Hinblick auf die Entwicklungen der vergangenen Jahre eine deutliche Effizienzsteigerung der neuen Geräte.

Vor zehn Jahren lagen Klimageräte durchschnittlich bei einem COP von 2,5. Heute erreichen sie durchschnittlich einen COP von 4,3, so André Hillmer, Product Support Engineer bei Mitsubishi Electric. Darüber hinaus sind die Klimageräte aller führenden Hersteller in diesem Zeitraum auch deutlich komfortabler und geräuschärmer geworden. Werden die mit R 22 betriebenen Altanlagen gegen aktuelle Modelle ausgetauscht, reduzieren sich nachhaltig die Betriebskosten für den Nutzer. Dar­über hinaus bietet der Markt jetzt ein erheblich größeres Spektrum an Innen- und Außengeräten sowohl von der Bauform als auch von der Leistung her. Das ermög­licht einerseits eine viel genauere Anpassung an die Bedürfnisse der Nutzer und andererseits durch gegebenenfalls kleinere, erhältliche Geräteleistungen ebenfalls einen geringeren Energieverbrauch. Das sind in Zeiten mit teils drastischen Preissteigerungen für elektrische Energie und des Klimawandels überzeugende Argumente. Indem das Kälte- und Klimaanlagenbauer-Handwerk seine Kunden jetzt auf die kommenden Entwicklungen und die rechtliche Situation hinweist, können die Unternehmen der Branche ein entsprechendes Geschäft generieren.

Über kurz oder lang wird ohnehin kein Weg daran vorbeiführen bestehende Kälte- und Klimaanlagen, die mit R 22 betrieben werden, gegen zeitgemäße, umweltschonende und effizientere Systeme auszutauschen. Das Problem dabei liegt jedoch in den technisch notwendigerweise unterschiedlichen chemischen Strukturen des Öls, das in den Kompressoren von Alt- und Neuanlagen verwendet wird.

Kompressorschäden bei einfachem Gerätewechsel vorprogrammiert

Während mit R 22 befüllte Systeme mit Mineralöl als Schmiermittel arbeiten, verwenden die mit höherem Druck betriebenen R 410a-Klimaanlagen hochwertige synthetische Öle, um die erforderliche Schmierung des Kompressors jederzeit sicher erzielen zu können. Technisch lässt sich nicht umgehen, dass sich Restbestandteile des Öls mit dem Kältemittel vermischen und sich auch in den Rohrleitungen sammeln. Zudem bilden sich in den Rohrleitungen Rückstände von Chlor und Feuchte. Dies kann in Verbindung mit den jetzt standardmäßig verwendeten hochwertigeren synthetischen Ölen Reaktionen verursachen, die aufgrund einer ungenügenden Schmierung letztendlich zu Kompressorschäden führen. Zudem können Ölschlamm und Korrosionsrückstände den Kompressor verstopfen.

Der Austausch eines bestehenden Rohrleitungsnetzes von Kälte- und Klimaanlagen ist jedoch nicht nur mit erheblichen Kosten, sondern auch teils nachhaltigen Eingriffen in die Bausubstanz sowie mit Belästigungen der Nutzer verbunden. Diese Aspekte werden umso deutlicher, je länger und verzweigter das Rohrnetz mit den daran angeschlossenen Kälte- und Klimaanlagen ist. Hersteller von Klima- und Kältetechnik haben daher nach Auswegen gesucht, um das bestehende Rohrleitungsnetz weiter nutzen zu können, ohne dass es zu Schäden an den neu installierten Anlagen kommen kann.

Replace-Technology bietet individuelle Möglichkeiten des einfachen Gerätetauschs

Mit unserer neuen Replace-Technology haben wir individuelle Möglichkeiten für unsere Produktserien aber auch für Anlagen mit Fremdfabrikaten entwickelt, um das bestehende Rohrsystem weiter nutzen zu können, so Hillmer weiter. Dabei haben wir unsere Replace-Technology genau auf die Notwendigkeiten und technischen Gegebenheiten jeder einzelnen Produktserie bzw. Leistungskategorie zugeschnitten, um einen möglichst geringen Aufwand für den Kälte- und Klimaanlagenbauer sowie seinen Kunden zu erzeugen. Unsere Technologie erlaubt dabei sogar den Austausch von Fremdfabrikaten an bestehenden Rohrnetzen gegen neue Mitsubishi-Geräte.

Mitsubishi Electric hat verschiedene Verfahren entwickelt, die auf die jeweiligen Baureihen des Herstellers abgestimmt sind. Die Grundlage bildet in der M-Serie des Unternehmens, die Klimageräte für private und leichte gewerbliche Anwendungen umfasst, ein speziell von ihm entwickeltes synthetisches Öl, das aufgrund seiner Beschaffenheit keine chemische Verbindung mit vorhandenen Mineralölresten eingehen kann. Der als HAB-Öl bezeichnete Schmierstoff verfügt über eine besonders hohe chemische Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen Verunreinigungen. Es altert deutlich langsamer als herkömmliche Kältemaschinenöle. Auch bei einer Vermischung mit Mineralölresten behält das HAB-Öl seine vollständige Schmierfähigkeit. Eine Spülung oder weitere Reinigungsmaßnahmen müssen nicht durchgeführt werden. Es findet lediglich ein Austausch der alten gegen neue Geräte statt. Das restliche, noch in den Leitungen verbleibende Mineralöl kann die Effizienz der Kompressorschmierung sowie den Kälteanlagenprozess nicht beeinträchtigen.

Das HAB-Öl ist ideal für den Einsatz in Anlagen mit kurzen bis mittleren Rohrleitungswegen. Bei Rohrleitungen bis zu 40 Metern verhält sich das Öl auf der Grundlage umfangreicher Studien absolut neutral. Daher stellt es eine ideale Lösung für unsere M-Serie dar, die Rohrleitungslängen bis zu 30 Metern ermöglicht, so Hillmer.

Neuer Scroll-Kompressor für die Mr. Slim Power Inverter Serie

Für die größeren Kälte- und Klimaanlagen der Mr. Slim Power Inverter-Reihe, die überwiegend in gewerblichen Anwendungen zum Einsatz kommen, hat das Unternehmen eine Lösung entwickelt, die ebenfalls speziell auf die Belange dieser Anlagengröße ab ca. 6 kW Kälteleistung und Rohrlängen bis zu 120 Metern zugeschnitten wurde. Kern ist ein speziell entwickelter Scroll-Kompressor. Die kritische Phase im Kältekreislauf ist der Verdichtungsprozess mit hohen Heißgastemperaturen, weil hier eine Zersetzung infolge von Verunreinigungen durch alte Ölbestandteile stattfinden könnte, erläutert Hillmer die neu entwickelte Technologie. Die maximale Erhitzung findet in der Verdichtungsphase des Kältemittels statt. Darum haben wir den Scroll-Spiralen des Verdichters durch eine selbst entwickelte, spezielle Beschichtung neue Materialeigenschaften gegeben. Diese führen dazu, dass weniger Reibungswärme bei der Verdichtung entsteht. Dadurch wird vermieden, dass sich das in der Anlage verbliebene Öl zersetzen und aggressive Stoffe erzeugen kann. Die Temperaturen, die sich infolge von Reibungswärme am Kompressor bilden, sind deutlich geringer als bei unseren Vorgängermodellen. Gleichzeitig konnten wir die Effizienz der Anlagen weiter verbessern.

Serienmäßig sind alle Power-Inverter der Mr. Slim-Serie des Herstellers mit den neuen Verdichtern ausgerüstet, die einen einfachen Anlagentausch ohne weitere Maßnahmen ermöglichen. Auch für VRF-Systeme bietet das Unternehmen in seiner neuen City Multi VRF-Serie mit Replace-Funktion eine einzigartige Lösung. Bei VRF-Systemen handelt sich es sich um Anlagen zwischen 20 und 100 kW Kälteleistung sowie einer Vielzahl von angeschlossenen Innengeräten. Gerade bei diesen Bauarten können durch das meistens weitverzweigte Rohrnetz Ölnester entstehen, die sich nur schwer identifizieren und entfernen lassen. Ein Austausch des bestehenden Rohrleitungsnetzes wäre nicht nur finanziell kaum zu rechtfertigen. Vielfach ist es auch im Baubestand so, dass die Montage neuer Rohre anstelle der alten Verbindungen kaum noch bautechnisch möglich wäre. Alternativ müssten deswegen komplett neue Rohrleitungswege gefunden werden.

Replace-Technik auch für Großanlagen

Als erstes Unternehmen weltweit bietet Mitsubishi Electric hier jedoch eine patentierte, serienmäßige Lösung, die es erlaubt, selbst bei VRF-Anlagen dieser Größenordnung das bestehende Rohrnetz weiter zu betreiben. Das Unternehmen wurde hierfür in Japan bereits mit dem Innovationspreis ausgezeichnet. Die als Replace-Funktion bezeichnete Technologie wird nach dem Austausch aller Geräte im Innen- und Außenbereich durch eine automatische Spülfunktion aktiviert, die vom Außengerät initiiert und gesteuert wird.

Im Gegensatz zu M-Serie-Invertern und Mr. Slim Power-Invertern, wo die Replace-Funktion zum Standard jedes Gerätes gehört, ist für die besonders hohen Anforderungen bei VRF-Systemen eine eigene Baureihe speziell für den Replace-Einsatz nötig. Während des ca. zweistündigen Spülbetriebes wird das R 410a der Neuanlage in zweiphasigem Zustand durch die Anlage gefördert und nimmt dabei alle verbliebenen Mineralölreste auf, die dann im Außengerät durch einen Spülfilter wieder von Kältemittel getrennt werden. Der Spülfilter mit den Mineralölresten kann beim nächsten Servicetermin entfernt werden.

Es gibt allerdings noch eine weitere Hürde, die es zu nehmen gilt. Durch die üblicherweise größeren Rohrdurchmesser von R 22-Systemen musste bei der Entwicklung ein besonderes Augenmerk auf die Strömungsgeschwindigkeit und den kontinuierlichen Öl-Rücktransport gelegt werden. Bei der City Multi Replace-Serie haben wir die Rohrleitungsdimensionen so angepasst, dass sie den üblichen Durchmessern von R 22-Systemen der jeweiligen Leistung entsprechen, erläutert Hillmer die neue Technologie. Aber auch Abweichungen nach oben oder unten stellen erstmal kein Problem dar. Über Herstellertabellen ist dann zu prüfen, ob der vorhandene Rohrleitungsdurchmesser verwendet werden kann. Nach unseren bisherigen Erfahrungen lassen sich mehr als 90 Prozent aller Anlagen ohne jegliche Modifikation übernehmen. Wir haben hier genaue Spezifikationen erstellt, mit denen die Minimalvorgaben einfach geprüft werden können.

Im Endeffekt bietet die Replace-Technology dem Anwender nachhaltige und geldwerte Vorteile:

• Die Entscheidung für hocheffiziente und umweltschonende Klimaanlagen mit R 410a lässt sich schneller und leichter treffen, weil die Investitionssumme im ­Vergleich zu einem zusätzlichen Austausch des Rohrleitungssystems deutlich geringer ausfällt.
• Gleichzeitig bedeutet sie eine echte Zeit- und damit Kostenersparnis in der Installation.
• Zudem wird der eventuelle Geschäfts-, Büro- oder Hotelbetrieb kaum tangiert. Müssten alle Rohrleitungen getauscht werden, würde dies letztendlich sogar dazu führen, dass das jeweilige Gebäude zeitweise nicht genutzt werden kann.

Fazit

Kein erforderlicher Rohrleitungswechsel selbst bei Großanlagen bis zu 1000 m Rohrleitungslänge in der Regel nicht einmal die Notwendigkeit zum automatisch initiierten Spülvorgang, dafür aber nachhaltig geringere Betriebskosten und höherer Betriebskomfort. Der Markt bietet allen Betreibern jetzt durchdachte Perspektiven und Alternativen beim erforderlichen Tausch der Anlagen, die mit R 22 betrieben werden. Dadurch, dass dieser Wechsel auch herstellerübergreifend um­­gesetzt werden kann, entfallen weitere Argumente, noch länger auf veraltete R 22-Technik zu setzen. Vielmehr gehen die Betreiber entsprechender Kälte- und Klimaanlagen das Risiko ein, dass im eventuellen Störfall kein aufbereitetes Kältemittel R 22 mehr zur Verfügung steht und die Anlage stillgelegt werden muss. -

ist Fach­journalist und ­Inhaber der Fach­presseagen­tur Kom­munikations­-Management Schellhorn, Haltern am See