Wie sich R407H als Ersatz für R404A und R507 in der Praxis bewährt hat
Im Jahr 2018 wird der erste, massive Reduktionsschritt in der Verfügbarkeit von F-Gase-Quoten nach der (EU) Nr. 517/2014 vollzogen. Es werden Hoch-GWP-Kältemittel wie R404A in ihrer Verfügbarkeit eingeschränkt. Einige Kältemittelhersteller haben bereits angekündigt, in absehbarer Zeit die Verkäufe von R404A in der EU zu drosseln bzw. ganz zu stoppen. Grund für diese Entwicklung mag in der Nutzung vorhandener 2017 Quoten für die Einführung von Niedrig-GWP-Alternativen liegen. Diese Kältemittel werden dringend benötigt, die erwartete Quotenlücke in den kommenden Jahren zu überbrücken.
Die Marktentwicklung führt zu massiv steigenden Preisen der Hoch-GWP-Kältemittel, speziell von R404A und R507. Daher ist es wichtig, wo immer sinnvoll und möglich, Niedrig-GWP-Kältemittel zu nutzen, die sicher in ihrer Anwendung sind, passende thermo-physikalische Eigenschaften und gleiche beziehungsweise möglichst bessere Leistungsparameter besitzen. Last, but not least spielen die Kosten für das Kältemittel eine entscheidende Rolle, die es dem Anlagenbetreiber erlauben, möglichst früh auf Alternativen zu Hoch-GWP-Kältemitteln umzustellen. Um dies für R404A / R507 zu ermöglichen, hat Daikin Chemical R407H entwickelt.
R407H als Ersatzkältemittel für R404A
Tramezzino.it mit Sitz in Mailand ist einer der führenden Hersteller von Tramezzinies (populäre Snacks in den traditionellen italienischen Kaffee-Bars), mit Zweigstellen in ganz Italien. Tramezzino.it legt hohen Wert auf die Qualität und Frische ihrer Produkte. Eine zuverlässige Kühlkette von den Rohstoffen bis zum fertigen Endprodukt ist unerlässlich, um diesen hohen Qualitätsanspruch zu erfüllen.
Innerhalb der Hauptproduktionsstätte von Tramezzino.it in Mailand wurden zwei Kühlräume umgebaut. Beide Kühlräume sind mit identischen Kältekomponenten ausgerüstet und gleich groß. Beide haben die gleiche Lagertemperatur von 3 °C. Ein Kühlraum ist für die Lagerung von Obst und Gemüse. Der andere ist für die Lagerung von Molkereiprodukten und von Fleisch- und Wurstwaren. Beide Kältesysteme sind als einstufige Kreisläufe mit semi-hermetischen Kompressoren ausgeführt. Die Details der Komponenten sind nachfolgend aufgeführt:
- Kompressor: Frascold A1.5-7Y, 6,91 m3/h displacement
- Verflüssiger: Eurocold GAA157Y
- Verdampfer: Luvata CTEO 086M6ED
- Expansionventil: Danfoss T2 (R404A)
Die Kühlräume sind nebeneinander unter einem gemeinsamen 10 m hohen Dach aufgestellt. Sie laufen beide unter vergleichbaren Umgebungsbedingungen. Die Verflüssigersätze, bestehend aus Kompressor, Verflüssiger und Flüssigkeitssammler, sind direkt auf der Decke des jeweiligen Kühlraums installiert. Es wurden keine speziellen Maßnahmen unternommen, um das ursprüngliche R404A-System auf R407H umzustellen. Lediglich Anpassungen am Expansionsventil wurden vorgenommen. Das R407H-System wurde mit 90 Prozent der R404A-Nennfüllmenge gefüllt.
Selbst unter Berücksichtigung der etwas niedrigeren Kühlraumtemperatur konnte die Verdampfungstemperatur der R407H-Anlage um 3 K angehoben werden, verglichen mit der R404A-Anlage. Die berechnete Leistungszahl (COP) und die gemessene Verdichterendtemperatur profitieren von der Maßnahme der angehobenen Verdampfungstemperatur. Obwohl die Leistungsaufnahme des Kompressors der R407H-Anlage von 1,6 kW etwas höher war gegenüber der Leistungsaufnahme von 1,4 kW der R404A- Anlage, konnte aus Enthalpiedifferenz und Massenstrom eine höhere Kälteleistung mit der R407H-Anlage erreicht werden. Die Leistungszahl der R407H-Anlage war mit 3,7 signifikant höher gegenüber der Leistungszahl von 2,6 der R404A-Anlage.
Zusammenfassung
Das Tramezzino-Projekt zeigt, dass eine einfache Umrüstung von R404A auf R407H möglich ist. Die notwendigen Schritte waren einfach durchzuführen bzw. sind bereits Teil der üblichen Vorgehensweise von Kälte-Mechatronikern. R407H zeigte bessere Leistungsdaten gegenüber R404A. Obwohl der Stromverbrauch des Kompressors um 14,3 Prozent bei der R407H-Anlage erhöht war, konnte eine höhere Leistungszahl von 3,7 gegenüber 2,6 bei der R407H-Anlage bestimmt werden. Die Verdampfungstemperatur der R407H-Anlage konnte bei gleicher Kühlraumtemperatur um 3 K ge-genüber der R404A-Anlage angehoben werden. Dadurch fiel der erwartete Anstieg der Verdichterendtemperatur mit 12 K relativ moderat aus. Er wurde, ohne dass weitere Zusatzmaßnahmen nötig waren, als tolerierbar bewertet.
Zusammengefasst waren alle Projektpartner sehr zufrieden mit dem Ergebnis der Umstellung von R404A auf R407H. Insbesondere die beteiligte Kältefachfirma sah während des ganzen Projektes kein Problem bezüglich der Umstellung von R404A auf R407H. R407H bietet daher eine kostengünstige Alternative basierend auf bekannten HFKW-Komponenten ohne Verwendung teurer HFO-Komponenten.
Weitere Infos: www.daikinchem.de
Der Autor
Dipl.-Ing. Felix Flohr, Technical Service Manager bei Daikin Chemical Europe GmbH, Düsseldorf
