Kann ein Kältemittel ersetzt werden? – Umsetzung und Best Practice
- Das Thema Kältemittel wird vielleicht in der Öffentlichkeit nicht in grossem Stil diskutiert, aber die Auswirkungen von schädlichen Kältemitteln wurden in den letzten Jahrzehnten intensiv in den Medien dargelegt. Heute ist erwiesen, dass über der Antarktis ein grosses Ozonloch klafft und die generelle Erwärmung der Erde auch in unseren Breitengraden feststellbar ist. Die Schneegrenze steigt, das Wetter verändert sich. Gerade in diesem Winter haben wir wenig bis keinen Schnee.
Die internationalen Abkommen verlangen eine Reduktion der schädlichen Gase in der Atmosphäre. Die Staaten und auch die Hersteller sind gezwungen, Massnahmen zu ergreifen. So verlangt die Schweizer Eidgenossenschaft bei dem Einsatz von Kältemitteln das Mitwirken von Herstellern, Importeuren und Betreibern von Anlagen mit Kältemitteln. Dies sind Elektrogräte wie Kühlschränke bis zu umfassenden Anlagen wie Klimaprüfkammern, die Clitec vertreibt, bis hin zu klimatisierten Lagerhäusern von Grossverteilern.
Generell sollen schädliche Kältemittel durch weniger schädliche oder unschädliche ersetzt werden. Da wir bei der Kältetechnik in einem Markt sind, in welchem die Anlagen nicht schnell ersetzt werden können, hat der Bund eine Übergangsregelung erlassen, die Ausnahmen gewährt. Massgebend ist der Stand der Technik. Ausnahmen werden gewährt, wenn ein Ersatz fehlt, wenn ein Kältemittel gewählt wird, das stabil ist und geringe Auswirkungen hat auf das Klima oder wenn der Austritt von Gasen minimiert wird, in der Praxis mit regelmässigen Prüfungen auf Leckagen der Kälteanlagen. Des Weiteren besteht für Anlagen mit mehr als 3 kg schädigenden Kältemitteln eine Meldepflicht und ein Wartungsheft muss geführt werden. Für ganz spezifische Anlagenkombinationen ist die Bewilligung von kantonalen oder nationalen Organisationen nötig. Als Anbieter von Kälte- und Wärmeanlagen ist Clitec mit dem Themenbereich vertraut und berät gerne.Detaillierter Blick in die Kältemitttel
Der Bund hat in Zusammenarbeit mit den Fachverbänden eine Übersicht über die wichtigsten Kältemittel geschaffen. Im Link findet sich die aktuellste Tabelle vom Jahr 2020. Im roten Bereich sind die ozonschädigenden Kältemittel wie R-502 mit FCKW. Diese dürfen nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Im orangen Bereich sind die in der Luft stabilen Kältemittel wie R-23 mit FKW oder das gängige R404A als Gemisch. Diese sind eingeschränkt zulässig. Nachfüllen ist heute noch erlaubt, ab Jahr 2030 nicht mehr. Im grünen Bereich sind die nicht ozonschädigenden aber in der Luft nicht stabilen Kältemittel. Einzig die Meldepflicht und Wartungsheft gilt ab mehr als 3 kg Kältemittel pro Anlage. Es tönt lapidar, aber R-718 Wasser gehört in diese Gruppe. Gase wie R-290 Propan und R-717 Ammoniak können beim Entweichen explosionsgefährdet, oder R-717 Ammoniak oder R-744 Kohlendioxid in grossen Mengen gesundheitsschädigend sein. Deshalb müssen bei solchen Anlagen auch Massnahmen zum sicheren Betrieb getroffen werden. Und der letzte Bereich, nicht schädliche und in der Luft stabile Kältemittel, ist nicht aufgeführt. Betrifft die Klimathematik nicht. Hier werden höchstens Massnahmen zum sicheren Betrieb benötigt.
Was heisst dies nun konkret in der Umsetzung?
Die Umsetzung ist nicht gerade einfach. Viele Anlagen sind auf ein spezielles Kältemittel ausgelegt. Deshalb gibt es nur eine Best-Practice. Die nachfolgenden Punkte beschreiben Vorschläge. Was genau umsetzbar ist, entscheidet das Engineering des Betreibers zusammen mit dem Kältetechniker.
- Für die Definition der Schädlichkeit ziehen die Experten den GWP, Global Warming Potential, bei, der aussagt, welches Treibhauspotential erwartet wird. „Ganz schlechte“ Kältemittel können bis zu einem GWP von 15‘000 aufweisen. R-502 hat einen Wert von 4657. Das ist immer noch ziemlich hoch. Alternativen sind zum Beispiel das R-404A, welches stabil in der Luft ist und einen Wert von 3922 hat, also bezüglich Treibhauspotential nur wenig besser ist als R-502. Meist werden so Gemische eingesetzt wie das R-513A mit einem GWP von 630. Das Optimum bezüglich GWP wäre R-290 Propan mit einem GWP von nur noch 6.
- Jedes Kältemittel seine eigenen Eigenschaften. Verflüssigung und Verdampfung sind vom Druck und der Temperatur her abhängig. Deshalb kann nicht einfach ein Kältemittel durch ein anderes ersetzt werden. Kühlschränke setzen oft R-290 Propan ein, bei Tiefkühl-Lagerhallen ist es R-717 Ammoniak oder Tiefsttemperaturanlagen nutzen flüssigen Stickstoff.
Des Weiteren müssen die Kondensatoren und Verdampfer genau auf die eingesetzten Gase und deren spezifischen Eigenschaften wie die Dichte und die Phasenübergänge ausgelegt sein. Für gewisse Kältemittel wie das R-23 gibt es keinen passenden Ersatz, ausser sehr teure Lösungen von einigen Herstellern. Meist werden deshalb die ganzen Kälteanlagen ersetzt. Der Nutzen ist neben dem einfacheren Betrieb gleich auch noch massive Energieeinsparungen durch moderne Technik. - Jedes Kältemittel hat unterschiedliche Eigenschaften bezüglich Wärmetransport. Wechselt man zu einem „tieferen“ GWP, kann vielleicht nicht mehr gleich viel Wärme transportiert werden. Konkret heisst dies, dass die Kälteanlagen nicht mehr so tief oder so gut kühlen können, wie sie mit dem ursprünglichen Kältemittel ausgelegt worden sind. Deshalb sind auch einige Hersteller am forschungsintensiven Entwickeln von äquivalenten Kältemitteln.
- Und zu guter Letzt sind die Betreiber von Anlagen mit einer Ausnahmeregelung am kürzeren Hebel. Dies sind zum Beispiel Forschungsanlagen, in denen die Kälteanlagen noch das Kältemittel ersetzt werden kann. Da die Herstellung von „schädlichen“ Kältemitteln immer schwieriger wird, entstehen Lieferengpässe. Viele Betreiber legen sich deshalb ein Lager an und kaufen grosse Mengen ein. Der Markt nutzt dies aus und erhöht die Preise zum Teil exorbitant. Somit fallen für den Betreiber solcher Anlagen hohe Betriebskosten an.
Clitec kann Sie beraten bezüglich Kälte- und Wärmetechnik wie auch Modernisierung
In unseren Anlagen, seien es Klimaprüfschränke oder Klimaprüfkammern setzen wir Kältetechnik ein. Jahrelange Erfahrung und die aktive Verfolgung von Trends bei den Kältemitteln haben Clitec zu einem Spezialisten gemacht. Zu unseren Kunden zählen Forschungseinrichtungen in der Umweltsimulation, wie Unternehmen in Industrie, Biotechnologie, Pharma und Chemie. Dort wo hohe Energien in ein System ein- oder ausgeführt werden, setzen wir Temperiertechnik ein. So bietet Clitec neben Anlagen zur Pflanzen- und Insektenzucht, zu Stabilitätstests und zur Materialprüfung auch leistungsfähige Kälte- und Wärmetechnik an – die Ausstattung mit qualitativ hochwertiger Technik, seien es Chiller oder Thermostaten – gibt Sicherheit. Clitec berät Sie ausführlich zu den Produkten und Kältemitteln.
Modernisierungen – auch hier kann Clitec mit Erfahrung trumpfen. Wir haben in grossen Forschungsanstalten bereits Modernisierungen durchgeführt. Sei es Kälte- oder Wärmetechnik ersetzt, Kältemittel gewechselt oder auch elektrische Steuerschränke auf den neusten Stand der Technik gebracht. In einer persönlichen Beratung vor Ort können wir den Anlagenzustand als Experten beurteilen und dann die Möglichkeiten und das Vorgehen besprechen. Clitec übernimmt nach erfolgter Modernisierung auf den Wunsch der Betreiber hin die Wartung der Anlagen und führt diese zuverlässig aus. Damit Ihre Anlagen auch längerfristig in Schuss bleiben.