Kältemittel: Creard R407H als Option für den Ersatz von R22

Ein Blick über die Grenzen Europas hinaus zeigt, dass sich Länder weltweit auf den Umstieg auf Kältemittel mit niedrigerem GWP vorbereiten. Zum Beispiel eine Supermarktkette in den USA, die auf das alternative Kältemittel R407H von Daikin in der Gewerbekälte setzt.

Die F-Gase-Verordnung ist nach über drei turbulenten Jahren in Europa in aller Munde. Seit dem 1. Januar 2015 gilt in der EU ein quotenbasiertes System, um die Menge an CO₂- Äquivalenten durch teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW-Kältemittel) auf dem Markt zu reduzieren. Außerhalb Europas ist zum 1. Januar 2019 mit dem Kigali Abkommen (Teil des Montreal-Protokolls) eine vergleichbare Regelung in Kraft getreten. Für sogenannte Art.-2-Länder (Industrieländer) wurde zum 1. Januar 2019 der erste Reduktionsschritt von zehn Prozent gegenüber einem Basiswert aus den Verbräuchen der Jahre 2011 bis 2013 plus eines 15 Prozent HFCKW-Zuschlags vorgenommen. HFCKW-Kältemittel mit Ozonabbaupotenzial ist das Schlagwort, welches in diesem Zusammenhang hervorzuheben ist. Anders als in der EU werden weltweit noch häufig Kälteanlagen mit dieser Art Kältemittel wie z. B. R22 betrieben. Diese teils neu installierten Anlagen-Systeme sind noch für Jahre im Betrieb und belasten bei einer Leckage die Atmosphäre stark.

Weltweiter Schulterschluss für ­klimafreundlichere Kältemittel

Der Phase-down des Kigali-Abkommens soll im Jahr 2047 abgeschlossen sein. Für Industrieländer ist eine schrittweise Begrenzung der in Verkehr gebrachten CO₂-äquivalenten Mengen um 85 Prozent verglichen mit dem Basiswert bis 2036 vorgesehen. Für die Entwicklungs- und Schwellenländer gelten differenzierte Reduktionspläne mit Zielen von 80 bzw. 85 Prozent für den Zeitraum von 2024 bis 2047. Grund für die Differenzierung sind die unterschiedlichen finanziellen Rahmenbedingungen und die Ausnahmeregelung für Länder mit sehr hohen Außentemperaturen wie beispielsweise Bahrain, Irak, Mali oder Syrien.

Alternative für Normal- und Tiefkühlung

Forschungszentren weltweit arbeiten nun mit Hochdruck an der Entwicklung alternativer Kältemittel. Mit CREARD R407H steht ein GWP- und leistungsoptimiertes Ersatzkältemittel für R22, R404A und R507 in NK- und TK-Anwendungen von Daikin zur Verfügung. Es wurde entwickelt, um dem Markt eine kostengünstige Alternative zu HFO-Gemischen zu bieten. R407H (GWP von 1495) ist ein Gemisch aus R32, R125 und R134a, welches höchste Leistungszahlen erreicht, bei möglichst niedrigem GWP und unter Beibehaltung der Sicherheitsklasse A1 nach ISO817.

Einsatz von R407H in einem US-Supermarkt

Obwohl mit Donald Trump heute ein US-Präsident im Amt ist, der für sein geringes Klimaschutz-Engagement bekannt ist und der auch das Kigali Abkommen noch nicht ratifiziert hat, entscheiden sich US-Firmen schon heute freiwillig für alternative Kältemittel. Das Kigali-Abkommen sieht vor, dass der Kältemittel-Handel mit Ländern, die den Vertrag nicht unterzeichnet haben, ab 2033 verboten ist. Der freiwillige Umstieg hat damit sowohl wirtschaftliche als auch Klimaschutz-Gründe.

In Zusammenarbeit mit der US-Supermarktkette TOPS Friendly Markets LLC. hat Daikin America Inc. 2018 die ersten Kälteanlagen in den USA von R22 auf CREARD R407H umgestellt. TOPS betreibt 169 Supermärkte in den Bundesstaaten New York, Pennsylvania und Vermont. „Doing What’s Right“ ist der Slogan, mit dem die TOPS-Supermarktkette den Kern ihrer Mission beschreibt. Dabei hat sie sich zur sozialen Verantwortung, Nachhaltigkeit und vor allem der Reduktion von Emissionen (durch z. B. Energieverbrauch, Müll usw.) verpflichtet. Ein konkretes Ziel ist die Revision der Kälteanlagen zum Beispiel durch den Austausch des weitverbreiteten Ozon abbauenden Kältemittels R22. Damit zeigt die Handelskette, dass sie zu ihrer Verantwortung steht. In enger Zusammenarbeit mit dem Betreiber wurden folgende Anforderungen an die Umrüstung definiert:

• Ein GWP von < 1500, um gesetzliche Vorgaben zu erfüllen
• Vergleichbare Leistung und Leistungszahl wie mit R22 über den kompletten Betriebsbereich
• Möglichst gleiche thermophysikalische Eigenschaften, um bestehende Expansionsventile, Rohrleitungen und Systemeinbauten weiter verwenden zu können
• Materialverträglichkeit zu den vorhandenen Komponenten
• Niedrige Betriebskosten für die Restlaufzeit der Anlage

Kältemittelumrüstung in einer Nacht

Im TOPS-Supermarkt in Alden, NY ist die Umrüstung der bestehenden NK-Verbundkälteanlage mit 88 kW Kälteleistung von R22 auf die effiziente, kostengünstige Alternative R407H bereits erfolgt. Da die bestehende Anlage bereits einige Zeit zuvor von Mineralöl auf POE-Öl umgerüstet wurde, konnte auf eine aufwendige Spülprozedur verzichtet werden. Es wurde lediglich ein normaler Ölwechsel vorgenommen und die O-Ringe aus den Magnetventilen sowie aus dem Schauglas am Sammler ausgetauscht. Dies geschah über Nacht, während eines einzigen Stillstandes gemäß dem standardisierten Umrüstungsprozess.

„Mit wenigen Anpassungen der Expansionsventile und Verdampfungsdruckregler war die Umrüstung von R22 auf R407H erledigt“, berichtet Bob Randon, Präsident von TDH Refrigeration Inc., die für den Austausch verantwortlich war. Die Anlage wurde im Nachgang zwischen März und Mai 2018 in Bezug auf Drücke, Temperatur und Energieverbrauch überwacht. Anfangs zeigte die umgestellte Anlage einen zwei Prozent höheren Energieverbrauch, der nach Anpassung des Controllers und der Verdampfungsdruckregler um 0,5 Prozent reduziert werden konnte. Die erzielte Kälteleistung bleibt mit R407H gleich.

Effiziente und kostengünstige Lösung für Retrofit und Drop-In

Ein Wechsel zu R407H ist sowohl im Retrofit-Verfahren (Austausch und An­passung von Komponenten beim Kältemittel-Tausch) als auch im Drop-In Verfahren (reiner Austausch des Kältemittels) geeignet. Das Kältemittel kann aufgrund seiner vergleichbaren thermo-physikalischen Eigenschaften – geeignete Drucklage, Verträglichkeit mit Materialien und Öl, sowie hohe Energieeffizienz – problemlos zur Umrüstung bestehender Anlagen eingesetzt werden. Tim Browden (TOPS Markets Maintenance Manager) zeigt sich zufrieden: „CREARD R407H ist eine große Hilfe für TOPS Supermärkte, da es effizient sowie kostengünstig ist und wir nur minimale Änderungen an unserem Equipment vornehmen müssen. Das Kältemittel wird auch für weitere Umrüstungsvorhaben in den TOPS Supermärkten eine gute Lösung sein.“