Wie Sie Propan als Kältemittel für gewerbliche Anwendungen einsetzen

Ab Januar 2018 bringt das Phase-Down-Szenario der F-Gase-Verordnung drastische Veränderungen für die Gewerbekälte. Denn durch die Quotenregelung wird es zu einer ersten drastischen Mengenverknappung gängiger Hoch-GWP-Kältemittel kommen. Bis in zehn Jahren verringert sich diese GWP-Schwelle stufenweise auf Werte, die voraussichtlich deutlich unterhalb 600 liegen werden. Darüber hinaus stehen die folgenden Meilensteine fest:

• 1. Januar 2020: Verbot des Inverkehrbringens für gewerbliche Kühl- und Gefriergeräte (hermetisch geschlossene Einrichtungen) mit GWP  2500
• 1. Januar 2022: Verbot des Inverkehrbringens für gewerbliche Kühl- und Gefriergeräte (hermetisch geschlossene Einrichtungen) mit GWP  150
• 1. Januar 2025: Verbot des Inverkehrbringens von Mono-Splitgeräten mit weniger als 3 kg Füllmenge F-Gase mit GWP  750

Steigende Preise für HFKW-Kältemittel

Aber bereits heute werfen das Jahr 2018 und der Phase-Down ihre Schatten voraus. Denn verschiedene Hersteller berichteten dem Markt vor wenigen Monaten über anstehende Preiserhöhungen von HFKW-Kältemitteln und Gemischen sowie einem geplanten Verkaufsstopp von R404A und R507C zum Jahresende. Der Fachpresse war danach zu entnehmen, dass inzwischen auch der Kälte-Klima-Fachgroßhandel die teils im zweistelligen Prozentbereich gestiegenen Preise an den Kälteanlagenbau weitergegeben hat. Damit schmelzen Margen oder der Betreiber wird in die Pflicht genommen. Gleichzeitig machen Preiserhöhungen und Abkündigungen sukzessive den Weg frei für umweltfreundliche Lösungen, zu denen auch die natürlichen Kältemittel zählen. Ein davon ist der Kohlenwasserstoff Propan (R290).

Anwendungen von Propan

Blickt man auf die vielfältigen Anwendungen der Kohlenwasserstoffe, dann relativiert sich deren Eigenschaft der Brennbarkeit. Im Gegenteil ist es genau diese Eigenschaft, die Propan oder Isobutan für die Gastronomie, für die Freizeit-Industrie oder zu Heizzwecken interessant macht. Flüssig- oder Stadtgas sowie Gasflaschen versorgen Gasherde, Brennwertgeräte, Grills oder Heizstrahler in unmittelbarer Nähe zu Menschen. Niemand sorgt sich über Explosionsgefahren.

Anders in der Kältetechnik. Dort wird R290 in die Sicherheitsgruppe A3 eingestuft. Das bedeutet, dass es gering toxisch ist, aber eine höhere Brennbarkeit besitzt. Berücksichtigt man diese Eigenschaften und hält sich an Vorsichtsmaßnahmen und Wartungsintervalle, kann Propan als Kältemittel zukünftig in vielen Kälteanlagen eingesetzt werden.

Ein Beispiel dafür bieten die neuen Stopfer- oder Huckepack-Aggregate von Rivacold für die Wand- und Deckenmontage. Mit diesen Kälteanlagen können verschiedene kleinere Anwendungen zur gewerblichen Normal- und Tiefkühlung bis 3 kW Kälteleistung ausgestattet werden. Die Wärmeabfuhr geschieht über einen luftbeaufschlagten Verflüssiger oder einen angeschlossenen Wasserkreislauf. Die Aggregate sind gemäß der Maschinenrichtlinie 2006/42/CE und der aktuellen DIN EN 378-2 produziert. Der Kältekreislauf ist nach TRBS 2152-2 als „technisch dauerhaft dicht“ eingestuft. Außerdem wurde ein Zusatzlüfter im Verdichterraum vorgesehen, der bei den wassergekühlten Aggregaten kontinuierlich und bei den luftgekühlten nur dann in Betrieb ist, wenn der Verflüssigerlüfter nicht läuft. Das vermeidet im Leckagefall eine explosionsfähige Atmosphäre. Alle elektrischen Bauteile sind so ausgeführt, dass keine Zündfunken entstehen können. Für doppelte Sicherheit sorgt außerdem, dass ein Kontakt zum Kältemittel ausgeschlossen ist.

Ungefährliche Atmosphäre

Die Füllmengen der Aggregate pro Kältekreislauf liegen unterhalb 150 g. Dadurch sind gemäß DIN EN 378 keine Besonderheiten für die Aufstellbedingungen zu beachten, wenn bei einer Kühlzelle oder dem Aufstellbereich eines Aggregats ein freies Volumen > 4 m³ vorhanden ist. Der Grund: Die niedrigste Entflammbarkeits-Konzentration für R290 liegt bei 38 g/m³. Bei der maximalen Füllmenge pro Kältekreislauf von 150 g kann daher zu keinem Zeitpunkt eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen. Bei Innenaufstellung, um die es sich in vielen Fällen handelt, ist zur präventiven Sicherheit ein optisches oder akustisches Warnsystem empfehlenswert, das ab einem Schwellenwert von elf Prozent LFL (Lower Flammability Level) bereits anschlägt. Zusätzlich kann ein Notbelüftungssystem vorgesehen werden, das bei einem Gasalarm aktiviert wird. Grundsätzlich sind aber Zündquellen in der Nähe der Aggregate oder in Kühlzellen zu vermeiden.

Beachtet der Anlagenbauer diese Hinweise in seiner Risikoanalyse, dann ist aus Betreibersicht eine mehrfache Sicherheit beim Einsatz des Kältemittels Propan für eine Reihe von Anwendungen in der Gewerbekühlung gegeben.

Dieser Beitrag von Lorenzo Milano ist zuerst erschienen in der Ausgabe 9/2017 von Die Kälte & Klimatechnik. Der Autor ist Produktmanager Rivacold, bei der Cool Italia GmbH, Fellbach.