Dekarbonisierung erfordert flexible Kältemittelwahl
Gesetzliche Vorgaben verändern die Kältetechnik
Kältemittel stehen im Zentrum eines tiefgreifenden Wandels: Strengere gesetzliche Vorgaben, Umwelt- und Sicherheitsaspekte sowie neue technologische Entwicklungen stellen auch das Fachhandwerk vor Herausforderungen. Welche Anforderungen müssen zukunftsfähige Kältemittel erfüllen und wie können sich Fachbetriebe heute darauf einstellen?
Im Hinblick auf die Dekarbonisierung des Gebäudesektors braucht es Flexibilität bei der Auswahl des Kältemittels, weil die Vielfalt der Anwendungsfälle verschiedene Herausforderungen beinhaltet.
Bild: Daikin
Steigende Anforderungen an Energieeffizienz und Klimaverträglichkeit sowie strengere gesetzliche Vorgaben führen dazu, dass sich der Markt hin zu Kältemitteln mit niedrigem GWP entwickelt. Die F-Gase-Verordnung beschleunigt diesen Wandel, der sich unter anderem auch an dem wachsenden Angebot an Luft-Wasser-Wärmepumpen mit dem natürlichen Kältemittel Propan (R-290) ablesen lässt. Doch bei der Auswahl des richtigen Kältemittels für die jeweilige Anwendung gibt es keine Einheitslösung.
F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573
Mit der F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573, die seit März 2024 europaweit in Kraft ist, verfolgt die EU das Ziel, den Verbrauch teilfluorierter Kohlenwasserstoffe (HFKW) durch strengere Vorgaben zu senken. Kältemittel mit niedrigem GWP (Global Warming Potential) sollen gefördert, Füllmengen reduziert und Rückgewinnung, Recycling sowie Wiederverwendung gestärkt werden (siehe Abb. 1).
Abb. 1) Vergleich des zulässigen Verbrauchs neu hergestellter HFKW, gemessen in CO2-Äquivalenten, zwischen der F-Gas-Verordnung EU 517/2014 von 2014 und der aktualisierten F-Gas-Verordnung EU 2024/573.
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Zusätzlich werden GWP-Grenzwerte für Kältemittel in Wärmepumpen, Klima- und Kälteanlagen etc. eingeführt. Systeme, die ein Kältemittel verwenden, dessen GWP-Wert gleich oder höher als der festgelegte Grenzwert ist, dürfen ab einem bestimmten Stichtag, der je nach Anlagentyp unterschiedlich ist, nicht mehr in Verkehr gebracht werden (siehe Abb. 2).
Seit Anfang 2025 gelten Produktverbote etwa für kleinere Monosplit-Wärmepumpen mit einer Füllmenge unter 3 kg Kältemittel und einem GWP ab 750. Weitere Einschnitte folgen in den Jahren 2027, 2029 und 2030, zum Beispiel für Produkte mit einem GWP ab 150. Weitere Verbote sollen zwischen 2032 und 2035 folgen, wobei die geplanten F-Gase-Verbote nach 2030 von der EU-Kommission noch überprüft werden.
Abb. 2) Übersicht über Produktverbote für Luft-Luft- und Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Kältemitteln mit hohem und mittlerem Treibhauspotenzial (GWP).
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Was bedeutet das für Hersteller und Installateure?
Bevor ein Kältemittelverbot in Kraft tritt, heißt es für Hersteller: Produktion stoppen und bis dahin produzierte Geräte in Verkehr bringen. Entscheidend ist der Zeitpunkt der Markteinführung – also wann das Produkt in der EU „in den Verkehr gebracht“ wurde. Geräte, die sich vor dem Stichtag bereits im Lager – sei es bei Herstellern, Großhändlern oder im Fachbetrieb – befinden, dürfen auch weiterhin verkauft, eingebaut und betrieben werden. Das heißt für Installateure: Gelagerte Geräte dürfen weiterhin verkauft und verbaut werden. Allerdings ist spätestens ein Jahr nach dem Stichtag ein entsprechender Nachweis Pflicht, dass die Geräte vor dem Verbot auf den Markt gebracht wurden. Lieferscheine, Rechnungen oder Herstellerbescheinigungen sollten daher dokumentiert und griffbereit aufbewahrt werden.
Der Anwendungsfall bestimmt die Kältemittelwahl
Der Hersteller Daikin verfolgt die Strategie, für jeden Anwendungsfall das geeignete Kältemittel auszuwählen. Dabei sind die Klimaverträglichkeit des Kältemittels sowie die Effizienz der Anlage wichtig. Auch die Kosten für Investition, Installation und Betrieb spielen eine wichtige Rolle. Daikin setzt deshalb auf verschiedene Kältemittel, um Umweltverträglichkeit, Sicherheit, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu optimieren.
Sicherer Umgang mit Kältemitteln
Ein genauerer Blick auf das Thema Sicherheit zeigt, welche Rolle dieser Aspekt bei der Auswahl und dem Einsatz von Kältemitteln spielt – insbesondere im Hinblick auf Entflammbarkeit und Handhabung. Eine Grundlage dafür ist die Klassifizierungsnorm ISO 817:2014, sie stuft Kältemittel nach ihrer Entflammbarkeit in vier Klassen ein:
Klasse 1: keine Flammenausbreitung
Klasse 2L: schwer entflammbar
Klasse 2: entflammbar
Klasse 3: leicht entflammbar
Einige Kältemittel mit mittlerem bis niedrigem GWP, wie beispielsweise R-32, Ammoniak und HFO-Kältemittel, sind in Klasse 2L eingestuft und gelten damit als schwer entflammbar. In den meisten Klimaanlagen und Wärmepumpen-Anwendungen können 2L Kältemittel gefahrlos verwendet werden. Voraussetzung ist – wie bei allen Kältemitteln – dass die Anweisungen der Gerätehersteller sowie die europäischen und nationalen Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden.
R-290 ist in der höchsten Klasse 3 eingestuft und deshalb gelten sicherheitsrelevante Einschränkungen, z. B. bei der Handhabung, der Anwendung und beim Aufstellungsort. Hier ist in der Regel ein Mindestabstand zu Fenstern und Türen, Gehwegen oder Nachbargrundstücken einzuhalten. In dicht bebauten Gebieten stößt man dabei schnell an Grenzen. Hier zeigt sich: Nicht jedes Projekt lässt sich mit R-290 realisieren.
Das Kältemittelportfolio für die Zukunft
Der Weg in die Zukunft wird aus vielen kleinen Schritten bestehen, die die unterschiedlichen Eigenschaften der Kältemittel mit dem Zeitplan der aktualisierten F-Gase-Verordnung in Einklang bringen.
R-32 bleibt auch in den kommenden Jahren
R-32 (GWP 675 - A2L) wird aus Sicht von Daikin auch in den kommenden Jahren für viele Anwendungen das ausgewogene Kältemittel bleiben, das eine weitere Verbreitung von Wärmepumpen ermöglicht – auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
R-290 (Propan): Natürlich, effizient – aber nicht überall einsetzbar
R-290 (GWP 0,02 – A3) bietet eine energieeffiziente Lösung mit extrem niedrigem GWP für spezielle Anwendungen, bei denen die Sicherheitsanforderungen und der Aufstellungsort dies zulassen. Es führt in der Regel zu höheren Produktpreisen als R-32, da die höheren Sicherheitsanforderungen bei der Konstruktion mehr Aufwand bedeutet und die Eigenschaften des Kältemittels größere Einheiten erfordern.
R-454C: Die starke Alternative mit GWP < 150
R-454C (GWP 145,5 – A2L) ist eine leistungsstarke Alternative mit einem niedrigeren GWP als R-32 und kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, in denen Propan keine Option ist. Dieses Kältemittel kann erschwingliche, energieeffiziente und sichere Wärmepumpen für einen breiteren Markt ermöglichen. Auch dient es als Brücke zu möglichen zukünftigen Alternativen, die seitens der Hersteller untersucht werden.
CO2 (R-744): Die Perspektive für das nächste Jahrzehnt
CO2 (GWP 1 - A1) ist ein Kältemittel mit extrem niedrigem GWP. Es wird bereits erfolgreich in vielen gewerblichen Kälteanlagen eingesetzt. Seit kurzem auch in der neuen „CO2-VRV“ von Daikin, die die Vorteile von Direktverdampfungssystemen – kompakte Installation, keine Frostschutzmaßnahmen, kein hydraulischer Abgleich – mit der Klimafreundlichkeit von CO2 verbindet. Gleichzeitig erfordert sie im Vergleich zu Systemen mit R-32 jedoch einen höheren Materialeinsatz, bedingt durch zusätzliche Komponenten und größere Materialstärken.
Kältemittel und Lösungen im Überblick
Die Abbildungen 3 und 4 zeigen, welche Kältemittel künftig in Luft-Luft- und Luft-Wasser-Wärmepumpen von Daikin zum Einsatz kommen. Zur besseren Einordnung lassen sie sich jeweils von unten nach oben in Bezug auf Anwendung und Größe und von links nach rechts in Bezug auf die Chronologie der Einführung lesen.
Daikin wird auch weiterhin in der Forschung und Entwicklung von alternativen Kältemitteln und Technologien für Heizung, Kühlung, Lüftung, Luftreinigung und Kältetechnik tätig sein und neue Lösungen im Rahmen der F-Gase-Verordnung auf den Markt bringen. Zur Unterstützung des Fachhandwerks bietet das Unternehmen praxisnahe Schulungen – online und in eigenen Zentren – für eine sichere und normgerechte Umsetzung.
Abb. 3) Das Kältemittelportfolio für die Zukunft von Daikin für Luft-Luft-Wärmepumpen.
Bild: Daikin
Abb. 4) Das Kältemittelportfolio für die Zukunft von Daikin für Luft-Wasser-Wärmepumpen.
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