Kältemittelsituation. Dr. Patrick Kreisl Referent Viessmann (Schweiz) AG Grosswärmepumpen. Viessmann Akademie. Viessmann Werke
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- Margarethe Braun
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1 Seite 1 Kältemittelsituation Dr. Patrick Kreisl Referent Viessmann (Schweiz) AG Grosswärmepumpen Viessmann Akademie
2 Seite 2 Agenda Motivation Wieso neue Kältemittel? Umwelt: Ozonschicht & Klima Rückblick: FCKW-Verbot Schutz der Ozonschicht Kältemittel heute Übersicht FKW & co Reglement BAFU Ausblick: Trend EU / US Sicherheit: Brennbarkeit von Kältemittel Sicherheitsklasse 2L Anforderungen an Maschinenräume Kältemittel Ausblick Zusammenfassung
3 Seite 3 Motivation Wieso neue Kältemittel? Seit gilt es eine neue Verordnung des Bundesamt für Umwelt (BAFU) für Kältemittel in der Schweiz Das BAFU regelt die Verwendung von Kältemitteln in Klimakälteanlagen und Wärmepumpen im Anhang 2.10 der Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV SR ) Die BAFU fördert mit dieser Verordnung die Verwendung von klimafreundlichen Kältemitteln Hierzu wurde eine neue Kältemittelklasse zugelassen und die Einführung einer neuen Sicherheitsklasse angestrebt
4 Seite 4 Umwelt Schutz der Ozonschicht und des Klimas Ozonschicht: ODP-Wert Klima: GWP-Wert 1980er: Ozonloch ODP-Wert: Ozone Depletion Potential 1990er: Treibhauseffekt GWP-Wert: Global Warming Potential Montreal-Protokoll regelt Ausstieg aus chlorhaltigen Stoffen (ODP = 0) «FCKW-Verbot» Kyoto-Protokoll regelt Umgang mit fluorhaltigen Stoffen (GWP >>1) «FKW-Reglement»
5 Seite 5 Rückblick: FCKW-Verbot Schutz der Ozonschicht ODP ODP Kältemittel Verbot FCKW vollständig halogenisiert (FCKW) 1 R11, R12, R502 seit 2005 R11 teil-halogenisiert (H-FCKW) ~ 0.04 R22, R401a, R402a,.. seit 2015 R22 FKW vollständig halogenisiert (perfluorierte-fkw) (P-FKW) 0 u.a. R218 teil-halogenisiert (H-FKW) 0 R134a R410A R417A R422D R404A R407C R134a R410A Umstieg auf chlorfreie Kältemittel
6 Seite 6 Kältemittel heute Schutz der Ozonschicht und des Klimas GWP ODP GWP Kältemittel FKW «Begrenzte Anwendungen» teil-halogenisiert (H-FKW) R134a R410A R417A R422D R404A R407C Natürliche Kältemittel zugelassen Ammoniak (NH3) Kohlendioxid (CO2) Kohlenwasserstoffe (Propan / Butan) 0 0 bis 3 R717 R744 R290 / R600a HFO zugelassen teil-halogenisierte Fluor-Olefine (HFO) 0 ~1 R1234yf R1234ze Klimaschutz fällt in den Bereich der Chemikalien Risiko-Reduktions-Verordnung (ChemRRV) ChemRRV / BAFU (2016): «Regelung der in der Luft stabilen Kältemittel in stationären Klimakälteanlagen und Wärmepumpen» Umgang mit FKWs: «begrenzte Anwendungen»
7 Seite 7 Kältemittel heute Schutz der Ozonschicht und des Klimas Dem Klima wird geholfen wenn Generelle Forderung Diskutierte Massnahme Umgesetzte Verordnung 1 das Kältemittel ein geringes GWP hat natürliches Kältemittel und HFO Einschränkung von FKW Verbot von «hoch-gwp» Kältemittel 2 bei grösserem GWP die eingesetzte Menge reduziert wird Systemanlagen auf den notwendigen Primärkreis reduzieren Generell: Mengenreduktion kg/kw-grenzwert /* Gilt für Systeme: Kältemittel mit entsprechenden Verboten Gross-Anlagen nur mit niedrigen GWP 3 bei grösserem GWP die Anlage / das System dicht ist Leckage-Prüfung Wartungsintervalle Entsprechende Verordnungen und Auflagen /* kg/kw-grenzwert für FKWs Ziel ist, diesen Wert klein zu halten jedes eingesetzte Kilo FKW-Kältemittel muss möglichst viel kw Leistung bringen
8 Seite 8 Kältemittel heute Schutz der Ozonschicht und des Klimas Dem Klima wird geholfen wenn Generelle Forderung Diskutierte Massnahme Umgesetzte Verordnung 1 das Kältemittel ein geringes GWP hat natürliches Kältemittel und HFO Einschränkung von FKW Verbot von «hoch-gwp» Kältemittel 2 bei grösserem GWP die eingesetzte Menge reduziert wird Systemanlagen auf den notwendigen Primärkreis reduzieren Generell: Mengenreduktion kg/kw-grenzwert /* Gilt für Systeme: Kältemittel mit entsprechenden Verboten Gross-Anlagen nur mit niedrigen GWP 3 bei grösserem GWP die Anlage / das System dicht ist Leckage-Prüfung Wartungsintervalle Entsprechende Verordnungen und Auflagen /* kg/kw-grenzwert für FKWs Ziel ist, diesen Wert klein zu halten jedes eingesetzte Kilo FKW-Kältemittel muss möglichst viel kw Leistung bringen
9 Seite 9 Kältemittel effektiv einsetzen kg/kw-grenzwert für FKWs Supermarkt alt (2000) 700kg Kältemittel 70kW Leistung 10kg/kW Supermarkt neu (2015) 15kg Kältemittel 70kW Leistung 0,21kg/kW KM Glykol Der kg/kw-grenzwert reduziert die verwendete FKW-Kältemittelmenge im System und fördert den Aufbau von Zwischenkreisen u.a mit Glykol KM Kältemittel mit niedrigen GWP (natürliche und HFO) sind in dieser Anwendung weiter einsetzbar (Ebenso: Rückkühler)
10 Seite 10 Umsetzung in der Schweiz BAFU: Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV) Keine Beschränkungen für natürliche Kältemittel und HFO Unter 100kW keine Beschränkungen für FKWs (R134a, R407, R410A ) Ab 100kW gibt es einen GWP-abhängigen Grenzwert. Für Wärmepumpen mit internen Primärkreis ist dieser Grenzwert unkritisch Ab 400 bzw. 600kW gibt es ein FKW-Verbot. Die Genehmigung der Leistungsgrenzen hängt ab von der Betriebszeit ab: 12/12 Monaten (Industrie) weniger als bei 8/12 Monaten (Komfort)
11 Seite 11 Umsetzung in der Schweiz BAFU: Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV) Auslegung der Bestimmungen für FKWs (Wegleitung ChemRRV 2017) Ganzjahresbetrieb (incl. Active Cooling) bedeutet 400kW-Grenze Zwei Anwendungen mit mehr als 4K Differenz (sekundärseitig) ermöglichen zwei mal bis zu 600kW Begrenzung gilt auch für Aufstockungen eines bestehenden Wärmepumpen Parks
12 Seite 12 Ausblick: Trend EU / US F-Gas-Verordnung EU mit Verboten & Marktdruck 2020: Verbot für Kälteanlagen mit GWP> : Teilweise Verschärfung für GWP>1500 FKW-Austieg durch Höchstmengenbegrenzung 2020: 45% 2030: 21% FKWs mit hohem GWP sowie der Einsatz an Grossanlagen werden in den nächsten Jahren stärker unter Druck geraten Schweizer Verordnungen orientieren sich an EU-Richtlinien
13 Seite 13 Sicherheit Brennbarkeit und Giftigkeit Kältemittel können giftig und brennbar sein und dürfen Mensch und Tier nicht gefährden Klassifizierung heute Aufgrund der Entwicklung neuer Kältemittel wird für schwer entflammbare Kältemittel zukünftig eine neue Klasse 2L (ASHREA ) eingeführt. Flammausbreitung kleiner 10cm/sec A B 1 2L 2 3 alle typischen FKWs (R134a ) R744 (CO2) HFO R1234yf R1234ze R717 (NH3) R142 R440A KW R170 (Ethen) R280 (Propan)
14 Seite 14 Aufstellung von HFO R1234ze Maschinen Anforderung an den Maschinenraum 1: Sicherheitsklasse des HFO-Kältemittels Heute A2 (Norm EN378-1) Zukünftig A2L (vorläufige Norm pren-378-1: ) 2: Für beide Klassen A2/ A2L gibt es keine Füllmengenbegrenzung für Aufstellung im Maschinenraum (CIII) Aufstellungsort Klasse C / Kategorie III: Maschinenraum, Zutritt nur für sachkundiges Personal 3: Anforderung an Maschinenräume: Kältemittelsensor für R1234ze und Alarmeinrichtung Mechanische Belüftung mit Abluft ins Freie geführt Beschriftung & Warnhinweise Bei kleinen Maschinenräumen: Schleuse (Vorraum) oder Türe nach aussen Überschreitung des ATEL Wertes: max. Kältemittel-Konzentration im Raum Verbrennungsanlagen (Gaskessel etc.) in gleichen Raum müssen gesondert betrachtet werden 4: Explosionsgeschützte Elektroinstallation A2L: Nicht notwendig A2: Generell notwendig Für R1234ze nicht notwendig aufgrund positiver Risikobewertung R1234ze wird der Fluidgruppe 2 zugeordnet Zündenergie elektrischer Funken zu klein
15 Seite 15 Kältemittel-Ausblick Klima, Sicherheit und Langzeitverfügbarkeit GWP Gefahrenklasse Langezeitverfügbarkeit R134a R407C A1 A1 R410A, R422D A1 A1 R744 (CO2) 1 A1 /* R717 (NH3) 0 B2 /** R290 (Propan) 6 A3 R1234ze (HFO) 1-6 /*** A2 /** R245fa 1030 A2 /* nur effizient bei grosser Spreizung heizseitig /** neue Gefahrenklasse A2L / B2L für schwer entflammbare Stoffe /*** verschiedene Studien
16 Seite 16 Zusammenfassung Seit 2016 gibt es neue Auflagen und Verbote für die Installation und Wartung von Wärmepumpen mit gängigen FKWs (R134a, R410A ) Für Anlagen mit grosser Leistung gibt es FKW-Verbote (600kW Komfort / 400kW gewerblich) Für Luftgekühlte Anlagen gibt es Beschränkungen, die ab einem GWP von 1900 strenger werden (kg/kw-grenzwert) Natürliche Kältemittel und HFO sind von dieser Verordnung nicht betroffen. Es sind die einzigen Alternativen für Anlagen mir grosser Leistung Für HFO Kältemittel wird international zukünftig als A2L eingestuft Schweiz aktuell A2. Diese Einstufung ist noch nicht endgültig Die Standards der Sicherheitsklasse der leicht brennbaren Stoffe 2L ist in Bearbeitung und wird mit der erneuerten EN 378 Anfang 2017 in die nationale Gesetzgebung eingehen
17 C.3.1 Regelungstechnik Vitotronic, Seminarende Seite 17 Vielen Dank
18 Seite 18 Anhang 1 BAFU: Übersicht der wichtigsten Kältemittel BAFU-Link Bundesamt für Umwelt
19 Seite 19 Anhang 2 BAFU: Regelung für Wärmepumpen BAFU-Link Bundesamt für Umwelt
20 Seite 20 Anhang 3 BAFU: Aufstellung der Wärmepumpe BAFU-Link Bundesamt für Umwelt
21 Seite 21 Anhang 4 Aufstellung der Wärmepumpe: Vorläufige Norm pren CIII CIII: keine Begrenzung der Füllmenge
22 Seite 22 Anhang 5 Überblick über Normen und Regelungen
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