Sonderbericht: Roadmap für R290-Split-Klimaanlagen

In einem Bericht mit dem Titel „Die Verfügbarkeit von Kältemitteln für neue Split-Klimaanlagen, die fluorierte Treibhausgase ersetzen oder zu einer geringeren Klimabelastung führen können“ forderte die Europäische Kommission das Ende von R410A in kleinen Split-Systemen.

„Es erscheint heute technisch möglich, F-Gase in neuen Single-Split-Klimaanlagen mit einer Kühlleistung unter 7 kW durch die Verwendung des Kältemittels R290 (Propan) zu vermeiden, es sei denn, nationale Gesetze oder Vorschriften verbieten dessen Verwendung“, heißt es in dem Bericht.

Der Bericht bezeichnet die derzeitige Regulierungslandschaft als „ungerechtfertigt“ und fordert die Beseitigung von Hindernissen, um die Einführung klimafreundlicherer Kältemittel zu ermöglichen.

Europa hat das „leicht entflammbare“ R32 in kleinen Teilen schnell eingeführt, wobei die Europäische Kommission behauptete, das Kältemittel habe bis 2019 in den meisten Ländern einen Marktanteil von 80 Prozent erreicht.

In einigen Ländern sind noch Gesetzesänderungen erforderlich, doch rund 60 Prozent der 2019 auf dem französischen Markt eingeführten Split-Systeme verwendeten R32. Es wurde eine Roadmap erstellt und die Hersteller sollen sich dazu verpflichten, bis 2022 ein Kältemittel mit einem GWP <750 in Split-Systemen mit einer Kältemittelfüllung <3 kg zu verwenden.

„Mittelfristig könnte in kleinen Single-Split-Systemen eine weitere deutliche Reduzierung des GWP von Alternativen auf beispielsweise unter 150 möglich sein“, heißt es in dem Bericht.

Im Jahr 2019 stellten die in Split-Systemen enthaltenen F-Gase 74 Prozent aller F-Gase dar, die in vorbefüllten Geräten in die EU importiert wurden (gemessen in CO2-Äquivalenten), und kleine Single-Split-Systeme selbst machten 38 Prozent aller F-Gase aus. Gase, die in Geräte importiert werden.

Viele dieser Systeme sind reversible Luft-Luft-Wärmepumpen.

Die EU strebt die Klimaneutralität bis 2050 an. Die wichtigsten europäischen Normen für Kälte-, Klima- und Wärmepumpen sind die EN 378 sowie die Produktnorm IEC EN 60335-2-40 (für Klimaanlagen).

„Sie verhängen Beschränkungen, die aus Sicherheitsgründen nicht (mehr) gerechtfertigt erscheinen. Daher müssen sie im Einklang mit der technologischen Entwicklung weiter aktualisiert werden und auf empirischen Einschätzungen der tatsächlichen Risiken basieren, die zeigen, dass bei der Verwendung brennbarer Kältemittel ein akzeptables Sicherheitsniveau aufrechterhalten werden kann“, heißt es in dem Bericht.

„Solange ungerechtfertigte Hemmnisse nicht beseitigt werden, bleiben einige unnötige Hindernisse für die Einführung klimafreundlicherer Lösungen bestehen.“

Um die Angelegenheit zu beschleunigen, erteilte die Kommission 2017 den Auftrag, die Verwendung brennbarer Kältemittel, insbesondere der Klasse A3, in Kühl-, Klimaanlagen- und Wärmepumpengeräten bis Februar 2021 zu standardisieren.

Derzeit wird an der Produktnorm IEC 60335-2-40 zur Erweiterung des möglichen Anwendungsbereichs innerhalb eines Grenzgrenzwertes von 1 kg für R290 (Propan) und in der Arbeitsgruppe 12 der Norm EN 378 gearbeitet.

Je nach Gebühr und Raumgröße seien unterschiedliche Vorsichtsmaßnahmen erforderlich, so die EC.

Das EU-finanzierte Projekt LIFE FRONT stellt relevante Daten wie eine Leckgrößen-/-konzentrationsdatenbank zusammen, um eine evidenzbasierte Risikobewertung für die Verwendung brennbarer Kältemittel zu unterstützen.

Anfang des Jahres veröffentlichte das Projekt einen Bericht mit Empfehlungen zur sicheren Anhebung der Füllgrenzen von A3-Kältemitteln.

Der Bericht weist darauf hin, dass R290 seit einigen Jahren von asiatischen und europäischen Geräteherstellern verwendet wird und auf dem europäischen Markt bereits weit verbreitet ist.

Ab 2020 wird voraussichtlich R290 das Kältemittel der Wahl für die Markteinführung kohlenwasserstoffbasierter Produkte sein.

Seit 2012 wird R290 auch in handelsüblichen Split-Klimaanlagen (mit Kühlleistungen bis 7 kW) einiger großer chinesischer und indischer Hersteller eingesetzt.

Die Umstellung der Produktionskapazitäten für Split-Klimageräte in China von R22 (ein inzwischen in der EU verbotenes H-FCKW) auf R290 von etwa vier Millionen Einheiten pro Jahr wurde 2014 abgeschlossen. Die aktuelle theoretische Produktionskapazität für R290-Split-Klimageräte wird geschätzt Im Jahr 2019 liege die Zahl bei etwa sieben Millionen Einheiten pro Jahr, sodass Produktionskapazitäten ungenutzt seien, heißt es in dem Bericht.

Die tatsächliche weltweit installierte Basis liegt heute bei über einer Million Einheiten, hauptsächlich in Indien (800.000) und China (neuesten Informationen zufolge wurden 300.000 Einheiten überschritten).

Acht chinesische Hersteller haben einen Zeitplan für erhöhte Produktionszahlen ab 2018 veröffentlicht, und nach Angaben des chinesischen Ministeriums für Ökologie und Umwelt (MEE)/Foreign Environment Cooperation Center (FECO) wurde ein Produktionsziel von 330.000 R290-Split-Einheiten festgelegt.

In Indien verfügen die Hersteller dieser Geräte über ein eigenes Netzwerk zertifizierter Installateure, um qualifiziertes Personal für die Installation und Wartung dieser Geräte bereitzustellen.

„Die Energieeffizienz und die Kühlkapazität von R290-Split-Geräten sind im Vergleich zu herkömmlichen Kältemitteln günstig, auch in Bezug auf die Leistung in warmen Klimazonen, wie beispielsweise das vom Multilateralen Fonds (MLF) des Montrealer Protokolls finanzierte PRAHA-Projekt zeigt“, heißt es in dem Bericht.

„Bestimmte Modelle der Split-Klimagerätereihe eines chinesischen Herstellers (2,6/3,5 kW Kühlleistung) wurden 2018 mit dem deutschen Umweltzeichen „Blauer Engel“ ausgezeichnet.

„Angesichts der technischen Bereitschaft und der verfügbaren Produktionskapazität scheint sich der EU-Markteintritt vor allem aufgrund von Normen und Vorschriften, die die Verwendung von A3-Kältemitteln unnötig einschränken, verzögert zu haben, was die Dringlichkeit einer Aktualisierung der Normen unterstreicht.“

Für 2020 hat ein großer chinesischer Hersteller seine Absicht erklärt, mit der Vermarktung einer neuen Single-Split-Split-Klimaanlage R290 auf dem EU-Markt zu beginnen.

Der Einsatz von R290 in Single-Split-Systemen ermöglicht eine Reduzierung der Füllmengen um rund 50 Prozent im Vergleich zum herkömmlich eingesetzten stark erwärmenden F-Gas-Gemisch R410A, was Kosteneinsparungen für mit R410A betriebene Anlagen ermöglicht.

„Allerdings sind die Produktionskosten immer noch etwas höher als bei HFC-Anlagen (+6-10 %), da zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zur Bewältigung der Entflammbarkeit getroffen wurden und Skaleneffekte noch nicht im gleichen Maße wie bei R410A genutzt wurden.“

„Die andere nicht fluorierte Gasalternative, die machbar erscheint, ist Propylen (R1270), aber derzeit sind keine marktreifen Einheiten verfügbar.“

Zum Thema HFKW-Optionen verweist der Bericht auf einen in der EU ansässigen Hersteller von Klimaanlagen, der 2019 begonnen hat, bei der Herstellung neuer Geräte aufbereitete Kältemittel (R410A und R134a) zu verwenden, um die Auswirkungen auf die F-Gas-Quote zu begrenzen.

Allerdings ist R410A nach wie vor das dominierende Kältemittel für größere Klimaanlagen, die heute in der EU auf den Markt kommen.

Der Bericht enthält auch ein Kapitel über Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten innerhalb und außerhalb der EU, die darauf abzielen, R410A in Klimaanlagenanwendungen einschließlich Split-Systemen durch klimafreundlichere fluorierte Gaskältemittel zu ersetzen.

Beispielsweise wurde R161 (GWP 12, ein HFKW) in der Forschung zu Split-AC als Ersatz für R22 in einem Demonstrationsprojekt in China verwendet, wo eine Haushaltsklimaanlage entwickelt wurde, aber nicht kommerziell erhältlich ist.

Die Sicherheitseinstufung von R161 ist aufgrund fehlender Toxizitätstests unvollständig, es wurde jedoch festgestellt, dass es sich um einen brennbaren Stoff handelt.

R452B („Opteon XL55“; GWP 698; Sicherheitsklasse A2L, ein HFC/HFO30-Gemisch) wurde von einem Komponentenhersteller für die Verwendung in seinen Scrollkompressoren zugelassen. Es ist in Industrieanlagen wie reversiblen Wärmepumpen und Kältemaschinen enthalten, die von mehreren Händlern in der EU geliefert werden, derzeit jedoch nicht in Split-Klimaanlagen.

R454B („Opteon XL41“; GWP 467; Sicherheitsklasse A2L, ein HFC/HFO-Gemisch) wurde bisher von einem Komponentenhersteller für die Verwendung in seinen Scrollkompressoren zugelassen. In Ägypten erwägen einige Hersteller von Split-Klimaanlagen, ihre Produktion im Rahmen des H-FCKW-Ausstiegs im Rahmen des Montrealer Protokolls auf dieses Kältemittel umzustellen und sehen darin eine Alternative zu R32.

Mittlerweile wird R454C (GWP 148; Sicherheitsklasse A2L, ein HFC/HFO-Gemisch) in Japan in Luft-Luft-Wärmepumpen für den gewerblichen Einsatz und in Luft-Wasser-Wärmepumpen eines deutschen Herstellers eingesetzt.

Es wird auch als Option für Raumklimatisierungsanwendungen in Betracht gezogen, einige Interessenvertreter äußerten jedoch Zweifel an der Kosteneffizienz dieser Lösung, da größere Kompressoren und Wärmetauscher erforderlich sind.

Weitere Optionen, die R466A (ein HFKW-Gemisch) und andere Gemische mit H-FKW31 oder CF3I umfassen, befinden sich in einem frühen Stadium der Kältemitteltests. Ihre Eignung für Split-Systeme ist unklar.

Die neuesten Nachrichten zur globalen Kältemittellandschaft werden am 12. November 2020 bei CCN Live präsentiert.

Verpassen Sie nicht diese kostenlose, virtuelle Veranstaltungsregistrierung unter: https://www.eventbrite.com.au/e/ccn-lve-hvacr-leadership-awards-tickets-124492126301

Newsletter abonnieren

Melden Sie sich an, um wöchentliche Updates und die neuesten HVACR-Neuigkeiten in unserem E-Mail-Newsletter zu erhalten.