Der Ersatzzug für R-404A rollt schon an. Wie kann ich die Einführung neuer Kältemittel gesteuert werden, und welche Lösung soll man wählen?


 

 

 



Interview mit Jean De Bernardi,European Technical Manager -EMEAI LGWP Refrigerants bei Honeywell - Januar 2017

 

Können Sie uns kurz erklären, warum Sie in den letzten Jahren eine Reihe von Molekülen entwickelt haben?
JDB : JDB: Honeywell hat den Entwicklungen des Marktes vorgegriffen und bereits vor mehr als 15 Jahren mit seiner Forschung und Entwicklung begonnen. Das Ziel bestand darin, Moleküle mit möglichst niedrigem GWP zu erhalten. Von Tausenden untersuchter Moleküle wurden nur drei ausgewählt, da sie den besten Kompromiss in puncto Effizienz, Sicherheit und Umwelt bieten. Diese drei HFO-Moleküle sind R-1234yfR-1234ze und R-1233zd. Sie sollen vor allem das R-134a im Automobilbereich, in Flüssigkeitskühlern (einschließlich Zentrifugen) und in Wärmepumpen ersetzen. Ausgehend von diesen drei reinen Molekülen bei niedrigem Druck und geringer Kapazität muss man eine Mischung mit H-FKW vornehmen, wenn man so genannte Drop-in-Kältemittel für bestehende Anlagen erhalten möchte.

Warum wird eine Vielzahl von Produkten auf dem Markt eingeführt?
JDB : Alle Hersteller von Kältemitteln versuchen, durch Mischungen Ersatzlösungen zu finden, also erstellen alle eigene Formeln, die einen mehr oder weniger großen Temperaturgleit mit sich bringen. Man gewinnt den Eindruck, dass sich der Markt vergrößert, aber man muss genau hinsehen, was wirklich verkauft wird. Es besteht eine große Diskrepanz zwischen den Forschungstätigkeiten und den tatsächlichen Markteinführungen. Wenn wir die Ersatzlösungen für R-404A betrachten, das heißt nicht entflammbare HFO-/H-FKW-Mischungen, so gibt es heute nur zwei verfügbare Lösungen, von denen eine Solstice® N40 (R-448A) von Honeywell ist.

Warum gibt es diese neue Alternative, obwohl Sie doch bereits Performax® LT als Ersatzlösungfür R-404A eingeführt hatten?
JDB: Performax® LT (R-407F) ist ein sehr gutes Produkt, das ein H-FKW mit dem niedrigsten GWP und am leistungsfähigsten ist, um R-404A zu ersetzen. Die Einführung von Steuern auf H-FKW in bestimmten europäischen Ländern (z. B. Spanien) hat zu einer echten wirtschaftlichen Notwendigkeit geführt, eine neue Mischung mit einem noch niedrigeren GWP zu entwickeln. Solstice® N40 ist die Lösung mit dem niedrigsten GWP-Wert des Markts (1387).

Gibt es neben dem GWP-Wert des Kältemittels weitere technische Unterschiede zwischen R-407F und R-448A?
JDB: Diese beiden Produkte unterscheiden sich durch ihre Zusammensetzung und ihren GWP-Wert, liegen aber in den Punkten Leistung, Kapazität und Energieeffizienz nahe beieinander. R-448A bietet den Vorteil niedrigerer Verdichtungsendtemperaturen auf Ebene der Kompressoren und ermöglicht in der Regel, auf Flüssigkeitseinspritzung zu verzichten.

Aber gibt es tatsächlich eine Zukunft für zwei fast ähnliche Kältemittel?
JDB : R-407F und R-448A können ohne jede Einschränkung in allen gewerblichen und industriellen neuen Kälteanlagen eingesetzt werden, mit Ausnahme der sogenannten Multiposten- oder hermetisch geschlossenen Systeme ab dem 1. Januar 2022. Hinsichtlich der Wartung bestehen keine Verbotsdaten, was man unbedingt betonen muss. Diese beiden Produkte haben eine echte Zukunft. Derzeit ist die Auswahl des Produkts eher eine wirtschaftliche als technische Frage und hängt von der Situation des Endkunden ab. R-407F bietet im Vergleich zu R-404A das bessere Qualitäts-Preis-Verhältnis, und mehr als 15.000 Supermärkte wurden weltweit bereits damit umgerüstet, was ein technischer Erfolg ist. R-448A hat durch seinen niedrigeren GWPWert ein ökologischeres Image, und bereits 2000 Supermärkte verwenden es.

Wie kann man die Einführung dieser neuen Kältemittel steuern?
JDB: Wie ich bereits gesagt habe, weisen alle neuen Drop-in-Flüssigkeiten einen Temperaturgleit auf. Dieser Gleit muss berücksichtigt werden, weil er bei der Energieeffizienz einer Anlage einen erheblichen Vorteil bietet. Jede von dem Glide betroffene Einstellung muss beachtet werden, zum Beispiel die Verwendung der mittleren Temperaturen auf Ebene der Wärmetauscher (Kondensator und Verdampfer) anstelle des konventionellen Taupunkts mit dem R-404A, ebenso müssen der Taupunkt für die Überhitzung und der Siedepunkt für die Unterkühlung beachtet werden usw. Es reicht aus, die üblichen Kenntnisse eines Kältefachmanns anzuwenden, die man mit einer guten Ausbildung natürlich erlernt hat!

Die Frage einer Produktdestillation im Falle einer Leckage wird häufig angesprochen. Was ist damit?
JDB : Das ist in der Tat eine wichtige theoretische Frage. Da es zu diesem Thema keine wesentlichen experimentellen Forschungen gab, hat Honeywell eigene Untersuchungen und Veröffentlichungen getätigt, die nachweisen, dass bei einer  Freisetzung von 20 bis 30%, die einfache Lösung ist, mit neuem Produkt nachzufüllen. Die Anlage erreicht dann wieder sämtliche Leistungen auf Ebene seiner Kapazität. Das Retrofit bestehender, mit R-404A betriebener Anlagen mit diesen Lösungen ist eine extrem einfache Umstellung. R-407F und R-448A sind von den Kompressorherstellern freigegeben und werden in allen Auswahlprogrammen für die Geräte der wichtigsten Marken des Markts genannt.

Auf der Chillventa, haben Sie im letzten Oktober das Kältemittel Solstice® L40X präsentiert. Warum?

JDB: Honeywell zielte darauf ab, auf lange Sicht ein Ersatzprodukt für R-404A mit einem niedrigeren GWP-Wert als 150 zu haben. Solstice® L40X (R-455A) wurde vor allem entwickelt, um die Anforderungen der hermetisch geschlossenen Systeme mit niedriger Temperatur, der Kondensationsgruppen und der integrierten Aggregate zu erfüllen.Tatsächlich stellt uns die Technologie der hermetischen Kolbenkompressoren, die vor allem in diesen Anlagen verwendet wird, vor ein großes Problem:

Sie können keine weitere Überhitzung der Kompressorabgase vertragen, weil dies ihre Lebensdauer beeinträchtigen könnte. Daher haben wir in Abstimmung mit den Herstellern daran gearbeitet, ein Kältemittel mit einer ähnlichen Kapazität wie R-404A, einem GWPWert von 148 und einer sehr niedrigen Verdichtungsendtemperatur zu entwickeln. Das Solstice® L40X, das praktisch nicht entflammbar ist und in A2L eingestuft wird, entspricht einem „Superpropan“. Der andere wesentliche Vorteil gegenüber dem Propan besteht darin, dass die Füllmenge in Solstice® L40X ungefähr 12-fach höher sein kann, wenn man sich auf die neue, gerade veröffentlichte Norm EN378 bezieht.

Kann das R-455A mit einem ebenso niedrigen GWP-Wert ab 2022 auch in anderen wie den Multipostensystemen verwendet werden?

JDB: Derzeit gibt es bei den Kältemitteln, den Kompressionstechniken und auch bei der Systemarchitektur mehrere Umbrüche auf einmal. Um das R-404A zu ersetzen, kann man sich vorstellen, dass auch das Solstice® L40X seinen Platz in neuen Architekturen wie den Wasserschleifensystemen in Supermärkten mit eingebetteten Aggregaten oder auch in den sogenannten 3-in-1-Systemen finden wird, wo bereits heute HFO eingesetzt wird.


Kommen wir noch einmal auf die Entflammbarkeit dieser neuen Kältemittelzurück: Können Sie uns erklären, warum Sie dieses Produkt als quasi nicht entflammbar ansehen?
JDB : Die Zusammensetzung von Solstice® L40X (R-455A) umfasst 3 % CO2. Wir haben es hinzugefügt, um die Kapazität des Kältemittels zu erhöhen und die Entflammbarkeit zu verringern. Betrachtet man den Entflammbarkeitsbereich zwischen der unteren und der oberen Entflammbarkeitsgrenze, so besteht ein Unterschied von nur 1,1 % (siehe blaue Linie auf dem beigefügten Diagramm). So besteht nur ein geringes Risiko einer solchen Situation, und selbst wenn dieser Fall eintritt, wird die Verbrennung in der Luft die Mischung sehr schnell aus diesem Entflammbarkeitsbereich entfernen. Insgesamt stellen wir fest, dass als A2L eingestufte HFO- oder H-FKW/ HFO-Mischungen im Vergleich zu den als A3 eingestuften Kohlenwasserstoffen dazu neigen, die Systeme sicherer zu machen. Ein weiteres Beispiel: Um R-1234ze zu entzünden, ist im Vergleich zum Propan eine 10-fach höhere Konzentration und ungefähr 250.000 Mal mehr Energie erforderlich. HFO haben eine rosige Zukunft! Der  Ersatzzug für R-404A rollt schon – verpassen Sie ihn nicht und steigen Sie rechtzeitig um !