Aktuelle Trends bei den Kältemitteln für Wärmepumpen sowie die Befüllung mit brennbaren Kältemitteln wie Propan (R290) ohne eigene Ex-Zone zeigt Uwe Hasenfuß von Agramkow Fluid Systems.
Inhalt:
- Trends bei neuen Kältemitteln
- Auswirkungen auf die Produktion (Befüllung)
- Herkömmliches ATEX 2-Konzept
- No-Ex Zone für die Befüllung
- Energieeinsparungen durch No-Ex Zone
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Zusammenfassung:
Das Ziel des Kigali-Änderungsprotokolls zur Ozon-Schutz-Verordnung der Vereinten Nationen (UN) ist es, den Verbrauch von Fluorkohlenwasserstoffen (HFCs) zu reduzieren, um die Erderwärmung zu bekämpfen.
Das Protokoll sieht vor, den Verbrauch von HFCs bis 2047 um mehr als 80% zu reduzieren. Dies soll dazu beitragen, die Erderwärmung bis Ende des Jahrhunderts um 0,5 °C zu reduzieren.
HFCs sind Treibhausgase, die u.a. in der Kälte- und Klimatisierungstechnik eingesetzt werden.
Für Wärmepumpen werden in der Regel bereits Kältemittel mit geringem Treibhauspotential (GWP) oder natürliche Kältemittel eingesetzt.
Ein Beispiel dafür ist Propan (R290). Propan weist ein geringes GWP und eine gute thermodynamische Leistung auf. Allerdings besteht beim Einsatz ein gewisses Brandrisiko, weswegen es sorgfältig gehandhabt werden muss.
Auch CO2 weist ein geringes GWP auf, hat aber den Nachteil, dass es bei hohem Druck und Temperaturen instabil werden kann. Außerdem besteht bei Leckagen ein Umweltrisiko.
Der Kältemittel-Trend für Wärmepumpen geht aus diesen Gründen in Richtung Propan (R290), da es natürlich, effizient und umweltfreundlich ist. Propan (R290) ist außerdem nicht unbedingt gefährlicher als andere Kältemittel der A3-Kategorie.
Grundsätzlich kann zwar die Verwendung von A2L-Kältemitteln eine Alternative darstellen, da das Brandrisiko geringer ist, jedoch müssen A2L-Kältemittel laut ATEX ebenso wie A3-Kältemittel gehandhabt werden.
Der Aufwand zur Sicherstellung der Befüllung ist daher in beiden Fällen gleich.
Die Befüllung von brennbaren Kältemitteln erfordert laut ATEX eine Ex-Zone 2 und erfordert Absaugung, Gasüberwachung und bauliche Maßnahmen zur Gewährleistung einer ausreichenden Ventilation.
Das bedeutet einen gewissen Aufwand und hohe Kosten.
Aber es gibt auch Möglichkeiten, die Kältemittelbefüllung in explosionsgefährdeten Bereichen ohne Ex-Zone sicher durchzuführen.
Das sogenannte „No-Zone“-Konzept ermöglicht eine sichere Befüllung von Kältemitteln in explosionsgefährdeten Bereichen ohne Ex-Zone.
Die Anlage nutzt explosionsgeschützte Befüllsysteme, ein integriertes Sicherheitssystem und ermöglicht durch das Zusammenwirken von Hard- und Software eine sichere Verbindung zwischen Füllpistole und Wärmepumpe.
Ein wichtiger Bestandteil ist die innovative Ankopplung „SAFE Connect“, bei der die Füllpistole pneumatisch verriegelt und vor und nach jeder Befüllung automatisch auf Lecks geprüft wird.
Die Vorteile des „No-Zone“ Konzeptes liegen auf der Hand:
- Es stellt ein flexibles System dar, das einfach in bereits bestehende Produktionslinien integriert werden kann.
- Das Konzept basiert auf Standardkomponenten, die eine einfache und effiziente Instandhaltung ermöglichen.
- Zudem soll der Energieverbrauch bei der Ventilation um ca. 90% reduziert werden, da nur ein Bruchteil der „klimatisierten“ Luft ins Freie abgeführt wird. Dies führt wiederum zu einer Reduzierung der Betriebskosten.
- Das System wurde außerdem nach ATEX Standards und US Codes entwickelt und ist TÜV geprüft.