Nachdem Schulleiter Stephan Hofmann die knapp 50 Teilnehmer der Norddeutschen Kälte-Fachtage in Springe begrüßte, musste er zunächst die kurzfristige Absage von Yorik M. Lowin von der Informationsstelle für umweltorientierte Unternehmensführung des VDKF bekannt geben, der über die Dichtheitsprüfungen nach der Verordnung (EG) Nr. 842/2006 referieren wollte. Dieses hochaktuelle Thema konnte auf den Fachtagen jedoch Reiner Bertuleit, Landesinnungsmeister Niedersachsen und Sachsen-Anhalt, durch seinen Vortrag abdecken, wobei er auch auf die bei der Veranstaltung erst wenige Tage zuvor veröffentlichte Verordnung (EG) Nr. 303/2008 einging, die die Zertifizierung der Unternehmen und des Personals in Bezug auf den Umgang mit bestimmten fluorierten Kältemitteln zum Gegenstand hat.
Zur Einstimmung auf das umfangreiche fachliche Programm wies Bertuleit auf die hervorragenden Chancen der Branche hin, die sich durch die Verknappung fossiler Energieträger ergeben. Derzeit stehe die Welt nach Meinung vieler Wissenschaftler am Peak-Oil, also dem Ölfördermaximum, ab dem die gewinnbare Ölmenge pro Zeiteinheit wieder abnimmt. Entsprechend wichtiger wird das Thema Energieeffizienz. Schon heute seien die Vorzeichen der Energieverknappung zu sehen, wie das Beispiel des Wärmepumpenmarktes zeige: Trotz eines katastrophalen Marktumfeldes für Wärmeerzeuger im Jahr 2007 hätte sich der Absatz von Wärmepumpen gut gehalten. Weitere Wachstumspotenziale im Wärmemarkt würden sich durch neue Luft/Wasser-Wärmepumpen in Split-Bauweise ergeben, die derzeit bei mehreren Herstellern für Klimatechnik zu verhältnismäßig günstigen Preisen im Angebot seien.
Ein Betätigungsfeld, das von der Branche bislang noch ignoriert werde, sei die Energieeinsparverordnung EnEV, die gültiges Recht ist. Deren Reglementierungen würden auch für Nichtwohngebäude und die Kälte- und Klimatechnik gelten, allerdings gäbe es erst wenige Planer und Architekten, die sich mit dem Thema beschäftigen würden.
Ein gigantisches Einsparpotenzial für Energie sieht Bertuleit im Anlagenbestand. Immerhin entfalle 14% des Stromverbrauchs in Deutschland auf eine größtenteils überalterte und überdimensionierte Kälte- und Klimatechnik. Energiekosten werden also die Betreiber zunehmend unter Druck setzen. Deshalb sei es von außerordentlicher Wichtigkeit, dass Anlagenbauer auf ihre Kunden zugehen und sich als kompetente Problemlöser darstellen.
Energiesparmaßnahmen
Das war auch gleichzeitig eine Steilvorlage für Vilim Mergl von Mergl Engineering mit dem Thema Energetische Optimierung von Kälteanlagen. Als wichtigste Einflussgrößen auf den Verbrauch nannte er:
- Lamellenoberflächen von Verdampfern und Verflüssigern
- Dimensionierung der Rohrleitungen
- Wärmedämmung
- Regelung
- Zylinderabschaltung
- Wartungs- und Befüllungszustand
Eine konkrete Zahl lässt sich zum Beispiel für Einsparungen durch Anhebung der Verdampfertemperatur angeben: 3,5% pro K. Zur Erschließung seien größere Verdampfer, stärkere Lüfter und elektronische Expansionsventile erforderlich. Quantitativ seien die Möglichkeiten allerdings sehr begrenzt. Weitaus höhere Einsparungen ließen sich durch die Absenkung der Verflüssigertemperatur erzielen, die in wesentlich größerem Umfang möglich sei. Hier werden im Mittel etwa 3% Energieeinsparung pro K erzielt. Maßnahmen sind auch hier größere Oberflächen zur Wärmeübertragung und erhöhte Luftdurchsätze. Allerdings sei der überproportionale Anstieg des Energieverbrauchs bei erhöhter Ventilatorleistung zu berücksichtigen. Wichtig sei deshalb die Ermöglichung eines Teillastbetriebs, zum Beispiel durch einen Inverter, und die tiefere Einstellung der Winterregelung.
Bei Neuanlagen kann der Kälteanlagenbauer durch Konstruktion und Auswahl der Komponenten Einfluss auf die Energieeffizienz nehmen. Bei bestehenden Anlagen seien die Möglichkeiten jedoch begrenzt. Dennoch würden neue Techniken einfache Umbauten erlauben, die sich auf den Energieverbrauch positiv auswirken. Zu nennen seien elektronische Expansionsventile, Frequenzumformer und der Verdichterbetrieb mit Economizer. Für die Beratung von Kunden bietet Mergl Engineering die Cooltool Softwarepakete an, mit denen verschiedene Lösungen und Anlagenvarianten durchgespielt werden könnten, um die günstigste Möglichkeit auszuwählen. Stücklisten, Grafiken, Ausdrucke und Exportmöglichkeiten würden die notwendigen Dokumentationen im Betrieb erleichtern.
Über die Erfahrungen mit CO2 als Kältemittel aus der Sicht eines Verdichterherstellers berichtete Reiner Pelzl vom technischen Verkauf bei Bitzer Kühlmaschinenbau.
Vor- und Nachteile von CO2
Zunächst einmal würden viele Argumente für dieses Kältemittel sprechen: CO2 sei seit 1869 im Einsatz und hat eine entsprechend lange Tradition als Kältemittel. Es ist chemisch inaktiv, nicht brennbar und nicht giftig im klassischen Sinn. Günstig ist eine hohe volumetrische Kälteleistung, die über 4-mal höher ist als zum Beispiel für R404a. Es gibt keine Entsorgungsprobleme, keine Probleme mit der Dichtheitsüberwachung, keine Ozonlochrelevanz und derzeit aktuell ein niedriges Greenhouse Warming Potential (GWP) von 1. Allerdings gibt es auch schwerwiegende Nachteile. Die kritische Temperatur von etwa 31°C erfordert im Sommer einen transkritischen Betrieb und damit ein Hochdruckniveau von bis zu 130 bar das liegt um etwa Faktor 9 über dem erforderlichen Hochdruck für R22. Das bringt entsprechende Sicherheitsprobleme mit sich. Ungünstig sind auch die thermodynamischen Eigenschaften. Statt Kondensation bei einer mehr oder weniger konstanten Temperatur sind hier große Temperaturdifferenzen zur Abkühlung des überkritischen Gases erforderlich, damit auch am Ende des Gaskühlers noch Wärme abgeführt werden kann. Darüber gibt es für CO2 auch nur begrenzte Möglichkeiten im Tiefkühlbereich, weil der Tripel-Punkt bei 56,6°C liegt.
Während unterkritische Anwendungen mit Drucklagen von 42 bar für den Hochdruck und 25 bar für den Niederdruck noch überwiegend mit gewohnten Standardkomponenten bedient werden könnten, macht der überkritische Betrieb bei Verdichtern spezielle Konstruktionen mit höherer Festigkeit erforderlich. Stichworte sind: Kugel-Graphit-Guss statt kostengünstigem Grauguss, höhere Wandstärken und mehr Schrauben. Für die Anwendung mit CO2 habe Bitzer spezielle Verdichter entwickelt. Neben der Festigkeit sei hier auch die Ölversorgung ein kritischer Punkt, weil die Dampflöslichkeit im Öl sehr hoch sei. Das führe zu starkem Aufschäumen bei Druckwechseln und in der Folge zu Grenzreibungszuständen. Großen Wert habe der Hersteller deshalb auf die schnelle Ölversorgung nach dem Start, eine effiziente Abtrennung von Ölschaum und die Trockenlauffähigkeit der Bauteile gelegt. Grundsätzlich sei es jedoch heute noch so, dass transkritische CO2-Anwendungen nach wie vor in der Entwicklungsphase seien. Deshalb arbeite der Hersteller bislang auch nur mit ausgesuchten Anlagenbauern zusammen, die auch eigene Labors betreiben.
Grundsätzlich seien die transkritischen Prozesse mit CO2 keine generelle Lösung zur Substitution von F-Gasen. Vielmehr erfordere jede Anwendung eine sorgfältige Untersuchung der Systemeffizienz, des Life Cycle Costing sowie der technischen Machbarkeit und Zuverlässigkeit. Ein höheres Potenzial für die breite Anwendung sieht Pelzl in unterkritischen Anwendungen, wie sie zum Beispiel in Kaskadensystemen bei Supermarkt-Anwendungen oder industriellen Kühlanlagen zum Einsatz kommen können.
Gaskühler bis 120 bar
Ebenfalls mit CO2 als Kältemittel befasste sich der Vortrag von Hans Möller, Abteilung Special Engineering bei Güntner. Für Anwendungen mit diesem Kältemittel könne der Hersteller Gaskühler für Betriebsdrücke bis 120 bar in sämtlichen Bauformen liefern. Ebenso seien Verdampfer für CO2 lieferbar. Möller gibt bei seinen Ausführungen ebenfalls der unterkritischen Betriebsweise aufgrund der günstigeren Energieeffizienz eindeutig den Vorzug. Demnach hänge die Wirtschaftlichkeit entscheidend von der Zahl der Betriebsstunden im subkritischen Bereich ab. Mehrere Anlagen seien bereits in Supermärkten realisiert, und es ist mit einer starken Steigerung der installierten CO2-Anlagen zu rechnen, denn die Nachfrage nehme ständig zu.
Emissionsminderung statt Verbot
Die F-Gase-Verordnung (EG) Nr. 842/2006 war der Inhalt des Beitrags von Landesinnungsmeister Reiner Bertuleit. Die wichtigsten Elemente der Verordnung sind:
1.) Generelle Verpflichtung zur Emissionsminimierung durch Dichtheitskontrollen und die Pflicht, ausschließlich qualifiziertes und zertifiziertes Personal einzusetzen. Einen generellen Ausstieg wie für FCKW und HFCKW gibt es jedoch nicht.
2.) Aufzeichnungs- und Protokollpflichten in Form von Meldepflichten hinsichtlich Produktion, Export, Recycling und Vernichtung sowie die Pflicht für Anlagenbetreiber zur Führung eines Logbuches.
3.) Vermarktungs- und Anwendungsbeschränkungen wie das Verbot von HFKW in Montageschäumen.
Bei den Dichtheitsprüfungen gibt es abhängig von den Füllmengen unterschiedliche Einteilungen, die auch für den Qualifikationsgrad von Betrieben und Personal eine Rolle spielen. Die unterste Kategorie sind Anlagen mit ab 3 bis unter 30 kg Füllmenge. Diese müssen alle zwölf Monate einer Dichtheitsprüfung unterzogen werden. Ausnahme sind hermetische Anlagen für die eine Füllmenge ab 6 kg gilt. Hermetisch ist nach der Verordnung ein System, bei dem Bauteile durch Schweißen/Löten oder andere dauerhafte Verbindungen abgedichtet sind. Für Reparaturen und Beseitigung dürfen gesicherte Ventile und Zugangsstellen vorhanden sein, die eine geprüfte Leckrate von weniger als 3 g pro Jahr unter einem Druck von wenigstens einem Viertel des höchstzulässigen Drucks haben.
Die mittlere Kategorie bilden Anlagen mit Füllmengen ab 30 bis unter 300 kg Füllmenge. Diese sind alle 6 Monate auf Dichtheit zu prüfen. Auch hier gibt es eine Ausnahme: Bei automatischen Leckageerkennungssystemen darf das Zeitintervall zur Prüfung verdoppelt werden. Allerdings gebe es bislang trotz der Zusage eines Auslegungspapiers keine Definition für automatische Leckageerkennungssysteme von der Europäischen Kommission, wie das Umweltbundesministerium mitteilte. Damit bleibe dieses Thema vorerst den Fachleuten überlassen, die sich im Zweifelsfall an die für den Vollzug zuständige Landesbehörde wenden sollen.
Die dritte Kategorie sind Anlagen ab 300 kg Füllmengen, die alle drei Monate zu prüfen sind. Allerdings ist hier die Installation eines automatischen Leckage-Erkennungssystems Pflicht, wodurch sich das Prüfintervall wie oben generell auf sechs Monate verdoppelt.
Wie die Dichtheitsprüfungen ausgeführt werden, schreibt die Verordnung ebenfalls vor. Zunächst sollte das zertifizierte Personal die Aufzeichnungen über die Einrichtung prüfen. Dabei sind wiederholt auftretende Probleme mit besonderer Aufmerksamkeit zu prüfen. Die darauf folgende systematische Prüfung umfasst folgende Bereiche:
- Verbindungen
- Ventile einschließlich Leitungen
- Versiegelungen, auch auf austauschbaren Trocknern und Filtern
- Teile des Systemes, die Vibrationen unterliegen dies sieht Bertuleit als wichtigsten Punkt
- Verbindungen zu Sicherheits- oder Betriebssystemen.
Bei Messungen sind direkte und indirekte Methoden vorgesehen. Bei den direkten Methoden sind Gasmeldegeräte, UV-Detektorflüssigkeiten sowie Spezialschaumlösungen oder Seifenlaugen vorzusehen. Der Terminus Seifenlauge sorgte für Heiterkeit im Auditorium, denn dieses Messverfahren steht durchaus in einem gewissen Missverhältnis zu Forderungen nach Leckraten unter 3 g pro Jahr. Auch indirekte Methoden wie die Prüfung von Parametern wie Druck, Temperatur oder Flüssigkeitsniveaus sind nach der Verordnung möglich.
Auf eine Besonderheit nach Reparaturen wies Bertuleit ausdrücklich hin: Es ist die Pflicht zu einer Folgekontrolle auf Dichtheit innerhalb eines Monats. Nach Umweltbundesamt sei es hier jedoch in den meisten Fällen ausreichend, wenn die Kontrolle direkt im Anschluss an die Reparatur erfolge, was per Definition innerhalb eines Monats ist. Dieser Auslegung hätte sich auch die Europäische Kommission angeschlossen. Lediglich wenn ein Einlaufen der Anlage nach Reparatur erforderlich ist, könne eine spätere Kontrolle notwendig sein, worüber im Einzelfall zu entscheiden sei.
Neue Verordnung zur Zertifizierung
Ganz neu und bei den Kälte-Fachtagen erst seit wenigen Tagen offiziell veröffentlicht war die Verordnung (EG) Nr. 303/2008, die die Mindestanforderungen für die Zertifizierung von Unternehmen und Personal in Bezug auf den Umgang mit bestimmten fluorierten Gasen festlegt. Demnach gibt es vier Kategorien bei der Zertifizierung. Die niedrigste Kategorie IV beinhaltet lediglich die Ausführung der Dichtheitsprüfung von Anlagen ab 3 kg (oder ab 6 kg falls hermetisch) ohne Eingriff in den Kältemittelkreislauf.
Speziell für Entsorgungsunternehmen dürfte die Kategorie III gedacht sein, die eine Rückgewinnung von fluorierten Kältemitteln bei Kleinanlagen bis 3 bzw. 6 kg erlaubt.
Alle anfallenden Arbeiten von der Dichtheitskontrolle über Rückgewinnung, Installation, Instandsetzung und Wartung dürfen Inhaber der Kategorien I und II ausführen. Den Unterschied macht die Kältemittelmenge: Kategorie II darf bis 3 bzw. 6 kg und Kategorie I darf alles. Damit sei ab dem 4. Juli 2008 die Montage von Split-Geräten aus dem Baumarkt durch Heimwerker verboten wohlgemerkt jedoch nur die Montage, nicht der Kauf.
Befürchtungen, dass die Kategorie II nun die Spielwiese für Angehörige von Fremdgewerken mit 2-tägigen Crashkursen zur Erlangung eines Zertifikates wird, teilt Bertuleit nicht. Denn die hohen Anforderungen seien kaum in solchen Kursen erlernbar. Beispiele sind thermodynamische Grundlagen, das logp,h-Diagramm und Dampftafeln. Auch das praktische Lernpensum gehe in die Tiefe. Kenntnisse und Fähigkeiten seien in einer theoretischen und praktischen Prüfung abzufragen.
Bleibt die Frage, woher die Zertifikate kommen sollen. Für Kälteanlagenbauer soll nach Aussagen des Bundesumweltministeriums und des Umweltbundesamtes aber der Gesellenbrief für die Zertifizierung ausreichen.
Sozialvorschriften für den Verkehr
Neue Vorschriften von der EU gibt es auch für den Straßenverkehr: Karl-Emil Krüger von der staatlichen Gewerbeaufsicht Oldenburg referierte über die Fahrpersonalverordnung (FPersV), die am 31. Januar 2008 in Kraft getreten ist und auch für Handwerksbetriebe von Bedeutung ist. Danach sind auch für Fahrzeuge zur Güterbeförderung von 2,8 bis 3,5 t Gesamtgewicht Lenkzeiten, Fahrtunterbrechungen und Ruhezeiten gemäß Verordnung (EG) Nr. 561/2006 einzuhalten. Details zu diesem Thema können Sie im Archiv der KK nachlesen, Suchwort FPersV.
Über die neue Ausbildungsverordnung Mechatroniker/in für Kältetechnik informierte am zweiten Tag der Kälte-Fachtage Studiendirektor Dieter Schmidt von den Berufsbildenden Schulen Springe. Diese ist seit dem 20. Juli 2007 gültig. Eine der wichtigsten Änderungen ist die Aufwertung der Zwischenprüfung, die früher in die Gesamtwertung der Ausbildung nicht einging. Hier gibt es jetzt eine zweigeteilte Gesellenprüfung, von der der erste Teil, den die Auszubildenden Ende des Jahres erstmals absolvieren, mit 30% zur Gesamtnote beiträgt. Ein wichtiges Lernziel, das Schmidt hervorhob, ist auch die berufliche Handlungsfähigkeit. Damit ist ist gemeint, dass ein junger Geselle einen Arbeitsablauf selbständig planen, steuern und nach Abschluss auch mit der gebotenen Distanz bewerten kann. Natürlich bezieht die neue Ausbildungsverordnung in umfangreichem Maße auch die Klimatechnik ein.
Im letzten Vortrag befasste sich Harald Conrad, Technischer Berater für Kältemittel der Westfalen AG, mit dem Thema R22-Ausstieg. Bis maximal zum 31.12.2009 darf mit Neuware nachgefüllt werden. Deshalb werde jetzt auch die Entscheidung drängend, ob Anlagen stillgelegt werden, ob sie auf andere Kältemitel umgestellt werden oder ob sie mit R22 Recyclingware bis zum endgültigen Verbot Ende 2014 weiterbetrieben werden.
Hohe Risiken bestehen bei der Verwendung von gebrauchtem R22, weil weder Reinheit noch Verfügbarkeit oder Preise heute abschätzbar sind. Bei der Umstellung von Anlagen gibt es mehrere Kältemittel zur Auswahl, für die verhältnismäßig geringe Umrüstarbeiten an der Anlage erforderlich sind. Diese beschränken sich auf Maßnahmen wie den Ölwechsel und/oder den Austausch von Dichtungen und Expansionsventilen. Conrad stellte die einzelnen Maßnahmen für die Kältemittelgemische R404a, R407c, R422d und R427a vor. Den Fachbetrieben empfiehlt er, sich aus logistischen Gründen möglichst auf einen Ersatzstoff zu beschränken.U.B.
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