Fresh Magazing 2019

Genau diese Lücke

Genau diese Lücke werden zukünftig die sogenannten Ultra- Low-GWP-Kältemittel – wie beispielsweise R454C – schließen. Diese auf Hydrofluorolefin (HFO) Verbindungen basierenden Kältemittel besitzen im Vergleich zu R404A (GWP 3922) einen um bis zu 96% geringeren GWP. Gleichzeitig sind diese Kältemittel mit einem GWP von weniger als 500 jedoch in einem gewissen Maße brennbar, was den notwendigen Umstieg nicht gerade einfacher und attraktiver macht – weder für Anlagenbauer noch für Anlagenbetreiber. Um jedoch die Vorgaben des F-Gase Ausstiegsszenarios zu erfüllen, werden in Neuanlagen zukünftig neben natürlichen Kältemitteln gering brennbare Ultra-Low-GWP-Kältemittel wie beispielsweise das Chemours-Produkt Opteon XL40 (R-454A) oder Opteon XL20 (R454C) zum Einsatz kommen – selbstverständlich immer unter Einhaltung der in den Normen und Vorschriften vorgesehenen Sicherheitsmaßnahmen. Branchenweit besteht Einigkeit darüber, dass Handlungsbedarf besteht, sich über zukünftige Kältemittelszenarien Gedanken zu machen. Denn der nächste einschneidende Schritt des durch die F-Gase Verordnung vorgegebenen Phase-Downs nähert sich bereits ab 2020. Spätestens dann sollten neben natürlichen Kältemitteln verstärkt Kältemittel mit einem möglichst niedrigen GWP zum Einsatz kommen (siehe Abbildung 1), um einen durchschnittlichen Kältemittel-GWP von unter 1300 bzw. ab 2021 unter 900 zu erreichen und das Phase-Down zu meistern. Gleichzeitig darf bei aller Fokussierung auf den GWP-Wert der in Diskussion befindlichen Alternativen nicht deren Effizienz in der jeweiligen individuellen Aufgabenstellung außer Acht gelassen werden. Denn je geringer der GWP des eingesetzten Kältemittels ist, desto mehr tritt die Energieeffizienz des Kältesystems, die gesamten Lebenzykluskosten der Anlage sowie sämtliche CO 2 eqT Emissionswerte in den Vordergrund. Bei ganzheitlicher Betrachtung der Nachhaltigkeit alternativer Kältemittel muss dem COP eine bedeutende Rolle zugesprochen werden, denn die Enerigieffzienz, ausgedrückt im COP, wurde ja zwischenzeitlich in mancher Diskussion regelrecht außen vor gelassen. Alternative Lösungen, wie natürliche Kältemittel oder Low- GWP-Kältemittel können in bestimmten Konstellationen einen deutlich höheren Energieverbrauch bedingen und dadurch höhere Lebenszykluskosten und Treibhausgasemissionen ver- ursachen. Ein Effekt, der die Verbesserung der Nachhaltigkeit durch den reduzierten GWP-Wert annulliert oder sogar konterkariert. Dass der Einsatz von Low-GWP bzw. Ultra-Low-GWP Kältemitteln gegenüber R404A keinen Rückschritt bedeutet, zeigt sich beim Vergleich der Leistungen und COP-Werte (siehe Abbildung 2) zu R449A (blau) sowie R454A (orange) mit R404A. Neben den mittlerweile etablierten, nicht brennbaren HFO- Mehrstoffkältemitteln R449A und R452A (Low-GWP ) sind zwischenzeitlich die ersten Ultra-Low-GWP Kältemittel auf dem Markt. Diese beispielsweise von Chemours unter der Bezeichnung Opteon XL vertriebenen Gemische aus den HFO-1234yf und R-32 besitzen einen sehr geringen GWP (unter 300), haben allerdings den bereits erwähnten Nachteil der geringen Brennbarkeit. So wurde beispielsweise Opteon XL20 (R454C), mit einem GWP = 148, für Anwendungen entwickelt, für die zukünftig ein GWP von weniger als 150 erforderlich ist. Es besitzt sehr gute Leistungseigenschaften, eignet sich für Neuanlagen, in denen der niedrige GWP gefordert ist und um Kältemittel mit einem hohen GWP, darunter R404A, zu ersetzen. Ein weiteres Produkt der Opteon XL Serie ist XL40 (R454A), mit einem geringfügig höheren GWP von 238, das aber sehr ähnliche Leistungseigenschaften wie R404A und andere A1-Kältemittel aufzeigt, die ab 2020 in Neuanlagen nicht mehr einsetzbar sind. Bis 2010 existierten bei der Kategorisierung von Kältemitteln drei Entflammbarkeitsklassen: 1 bedeutete nicht brennbar (z.B. R134a), 2 brennbar (z. B. R152a) und 3 hoch brennbar (z. B. Propan). Nachdem sich im Zuge der Entwicklung der Kältemittel der nächsten Generation herausstellte, dass viele der in Frage kommenden Low-GWP-Alternativen brennbar sind, jedoch ein geringeres Sicherheitsrisiko als bisherige in 2 klassifizierte Stoffe mit sich bringen, begann man zu untersuchen, worin die relativen Risiken einer Entzündung bestanden und wie sich die einzelnen Kategorien voneinander abgrenzen ließen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen mündeten in dem Vorschlag, in der Klasse 2 eine Untergruppe einzuführen. In diese Klasse 2L sollten Kältemittel eingestuft werden, die nicht 30 % R449A R454A 20 % 10 % Theoretische Kreisprozessberechnung auf Basis von Refprop 10. t 0 NK = -12 °C | t 0 TK = -35 °C | t c = 40 °C Isentropischer Wirkungsgrad Verdichter = 0,7 Überhitzung im Verdampfer = 5 K gesamte Unterkühlung = 3 K Ansaug-Überhitzung = 5 K Identische Verdrängung 0 % Quelle: Chemours Kälteleistung COP Kälteleistung COP Abbildung 2 Vergleich der Leistungen und COP von Opteon Low-GWP- bzw. Ultra-Low-Kältemitteln zu R-404A 06

Gemeinsam für einen erfolgreichen Kältemittelwechsel! Tecumseh hilft Ihnen, nachhaltige Lösungen zu entwickeln und gleichzeitig die Kontinuität der Kältekompetenz zu gewährleisten. A2L Kältemittel sind für alle Kältesysteme geeignet. R1234yf Kälteleistung, Wirkungsgrad und Anwendungsbereich sind vergleichbar mit denen des Kältemittels R134a. ►GWP=4 ►Einfach zu bedienen: - Reines Molekül, vereinfachte Handhabung - Kein Temperaturgleit, Vereisungskontrolle - Keine Einschränkung der Kälteanlagen: konstante Verdampfungstemperatur R454C/ R455A Kälteleistung vergleichbar mit der des Kältemittels R404A - bessere Effizienz ►GWP=148 ►Anwendungsbereich für Kompressoren und Verflüssigungssätze, vergleichbar mit denen des Kältemittels R404A. Bei der Auslegung des Kältekreislaufes muss auf den Temperaturgleit geachtet werden. Tecumseh arbeitet an Plug-and-Play-Produkten: Das Design der Produkte berücksichtigt die hohen Sicherheitsanforderungen aufgrund der Entflammbarkeit. Verfolgen Sie unsere neuesten Nachrichten, um über die A2L-Kältemittel auf dem Laufenden zu bleiben. Tecumseh Europe & Africa