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Herausforderungen der Kältetechnik

Noch nie war der Bedarf an effizienter und sauberer Kältetechnik größer.

In den kommenden Jahren werden viele Kälteanlagen den gesetzlichen Anforderungen nicht mehr gerecht. Die ungewisse Preisentwicklung für F-Gas-Kältemittel und deren Verfügbarkeit, sowie stetig steigende Stromkosten belasten die Kälteerzeugung zusätzlich. Die F-Gase-Verordnung, die Ökodesign-Richtlinie sowie die DIN EN 378 stellen Betreiber von Kälteanlagen und Planer vor Herausforderungen. Lesen Sie mehr über die gesetzlichen Anforderungen, die die Kältebranche nachhaltig verändern werden und investieren Sie bereits heute in neue Wege.

Klimaschutzanforderungen an Kältemittel

F-Gase-Verordnung (EU) Nr. 517/2014

Die mit 1. Januar 2015 in Kraft getretene F-Gase-Verordnung, zielt darauf ab, das CO2-Äquivalent der als Kältemittel eingesetzten F-Gase bis zum Jahr 2030 um nahezu 80% zu senken. Dies bedeutet eine Reduzierung der Emissionen fluorierter Treibhausgase (F-Gase) um 70 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent in der EU.

Phase down – Seit 2015 müssen alle EU-Mitgliedsländer das CO2-Äquivalent der F-Gas Kältemittel stufenweise bis 2030 um fast 80% verringern.

Die Reduktion von Emissionen fluorierter Treibhausgase soll durch folgende drei Ansätze erreicht werden:

  • Schrittweise Limitierung (Phase down) der am Markt erhältlichen Mengen an HFKWs auf ein Fünftel der Verkaufsmengen bis zum Jahr 2030.
  • Erlass von Verwendungs- und Inverkehrbringungsverboten gewisser Kältemittel, wenn klimafreundlichere Alternativen verfügbar sind und eine technische Umsetzung machbar ist.
  • Beibehaltung und Erweiterung der gesetzlichen Regelungen zu Dichtheitsprüfungen, Zertifizierung, Entsorgung und Kennzeichnung.

Die F-Gase-Verordnung setzt einen Anreiz zur Verwendung von natürlichen Kältemitteln anstelle von F-Gasen.

Folgende Grafik zeigt eine Auswahl verfügbarer Kältemittel für Klimaanlagen. Jegliche Art von Systemen, die mit einem Kältemittel mit GWP >2500 arbeiten, sind ab dem 1.1.2020 verboten. Die Errichtung von Neu-Anlagen mit den Kältemitteln R404A und R507A ist somit aufgrund des hohen GWP-Wertes der Kältemittel nicht mehr sinnvoll.

Die Kältemittel R410A, R407C und R134a werden durch die F-Gase-Verordnung auch über 2030 hinaus nicht verboten werden, jedoch unterliegen sie gewissen F-Gase-Quoten die Herstellern und Importeuren zugewiesen werden, sodass eine Reduzierungen der Gesamtmenge trotzdem erfolgt. Diese Quotenregelung und die damit verbundene eingeschränkte Verfügbarkeit dieser Kältemittel, werden unweigerlich zu einer starken Preissteigerung führen. Betrachtet man z.B. das synthetische Kältemittel R410A, so ist zwischen März 2017 und Oktober 2018 eine Preissteigerung um einen Faktor 3 erfolgt.

Die Kältemittel R717 (Ammoniak), R1234ze, R744 (C02), R290 (Propan) und R32 haben ein relativ niedriges bis kein Treibhauspotenzial, jedoch bringen Sie andere Probleme mit sich. So sind R1234ze, Propan und R32 brennbar, CO2 ist ein Hochdruckkältemittel und Ammoniak ist sowohl brennbar als auch giftig. Bei Verwendung dieser Kältemittel ist Vorsicht geboten und aufgrund der vorgeschriebenen kürzeren Intervalle für Dichtheitsprüfungen sowie Zertifizierung, Entsorgung und Kennzeichnung sind sie kostenintensiver im Einsatz.

Wasser als Kältemittel hat „0“ CO2-Äquivalent und durch das fehlende Treibhauspotenzial greift die F-Gase-Verordnung beim eChiller nicht. Die Frostgefahr, die beim Kältemittel Wasser gegeben ist, kann durch Innenaufstellung des eChillers oder einer kompakten Containerlösung, in der der eChiller integriert ist, vermieden werden. Der eChiller mit der Verwendung von Wasser als Kältemittel unterstützt somit die Klimaziele der EU.

Lesen Sie auf der Seite des Umweltbundesamtes mehr zur F-Gase-Verordnung.

Energieeffizienzanforderungen an Kälteanlagen

Ökodesign-Richtlinie (EU) Nr. 2016/2281

Die Ökodesign-Richtlinie legt die Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchender Produkte (Energy related Products, ErP) innerhalb der EU fest und schreibt auch für Kälteanlagen Mindesteffizienzwerte vor.

In der Verordnung (EU) 2016/2281 sind Grenzwerte angegeben, die seit dem 01.01.2018 eingehalten werden müssen. Die Ökodesign-Richtlinie gilt für Multisplit- und VRF-Klimageräte mit Kälteleistungen über 12 kW. Ebenso ist sie für Kaltwassersätze bei Klimaanwendungen mit Vorlauftemperaturen von > +2 °C und für Kaltwassersätze zur Prozesskühlung mit Vorlauftemperaturen zwischen +2 °C und +12 °C anzuwenden. In beiden Fällen gilt die Obergrenze von 2 MW.

Der eChiller ist ErP-ready. In der Kategorie „Komfortkühler“ besteht der eChiller sowohl die aktuellen als auch die zukünftigen Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie. In der Prozesskühlung arbeitet der eChiller in einem Temperaturbereich, welcher in der Ökodesign-Richtlinie nicht berücksichtigt ist.

Lesen Sie auf der Seite des Umweltbundesamtes mehr zur Ökodesign-Richtlinie

Sicherheitsanforderungen an Kälteanlagen (Betreiberpflicht)

DIN EN 378

In der DIN EN 378, die aus vier Teilen besteht, werden Normen für stationäre Kälteanlagen und Wärmepumpen festgelegt, die Anforderungen an die Sicherheit von Personen und Eigentum definieren, eine Anleitung zum Schutz der Umwelt liefert und Vorgehensweisen für den Betrieb, die Instandhaltung und Instandsetzung von Kälteanlagen sowie die Rückgewinnung von Kältemitteln enthält.

Wasser ist ungiftig, nicht brennbar und hat kein Treibhauspotenzial. Daher ist die DIN EN 378 bei Wasser (R718) nicht anwendbar. Die BetrSichV (Betrieb und Überwachung) entfällt, ebenso wie die gesetzliche Dichtigkeitsprüfung und Wartung von Gassensoren. Für die Aufstellung des eChillers ist kein Maschinenraum erforderlich; diese kann uneingeschränkt im Personenbereich erfolgen.