Entflammbare Kältemittel R600a, R290, R1234yf

Ein Kältemittel ist ein brennbares Gas und kann sich bei Kontakt mit einer Zündquelle (elektrische Funken, Flammen, statische Elektrizität) entzünden oder verbrennen und einen Brand verursachen. Die unteren (LFL) und oberen (UFL) Entflammbarkeitsgrenzen bestimmen die Fähigkeit des Stoffes, unter bestimmten Bedingungen eine Flamme zu erzeugen. Diese Grenzwerte geben den Konzentrationsbereich an, in dem der Stoff in der Luft entflammbar ist. Unterhalb der unteren Entflammbarkeitsgrenze sind die Konzentrationen zu mager, um zu brennen oder zu explodieren, oberhalb der oberen Entflammbarkeitsgrenze sind die Konzentrationen zu fett oder es fehlt der Sauerstoff, um zu brennen oder zu explodieren. Die Brandgefahr durch ein Kältemittel ist gering, wenn es richtig gehandhabt, verwendet und gelagert wird. Benutzer, Hersteller, Installateure und alle anderen Personen, die mit brennbaren Kältemitteln in Berührung kommen, müssen die Sicherheitsvorschriften einhalten.

Entflammbare Kältemittel haben ein geringes globales Erwärmungspotenzial, kein Ozonabbaupotenzial, sind weithin verfügbar und preiswert. Obwohl sie entflammbar sind, werden sie aufgrund ihrer Energie- und Kosteneffizienz sowie ihrer hohen Qualität häufig in Kälte- und Klimaanlagen eingesetzt.

Typische entflammbare Kältemittel, die in leichten Gewerbe- und Haushaltsgeräten verwendet werden, sind R290 und R600a oder R1234yf, die in Autoklimaanlagen, Minibars und LKW-Kühlschränken eingesetzt werden.

Der Hauptunterschied zwischen A2 und A2L bzw. B2 und B2L besteht in der Fähigkeit des Kältemittels, eine Flamme zu erzeugen. Die Kältemittel der Gruppe *L brennen zwar, aber ihre Brenngeschwindigkeit liegt unter 10 cm/s und damit niedriger als bei A2 oder A3. Sie sind schwer zu entzünden und erlöschen von selbst.

Bei allen brennbaren Kältemitteln müssen bei der Auslegung und dem Betrieb der Anlage die Sicherheitsvorkehrungen beachtet werden. Sie können nur in neuen Anlagen verwendet werden und können nicht als Alternative zu bestehenden HFKW-Systemen betrachtet werden. Elektrische Geräte müssen der Norm IEC/EN 60079-15 entsprechen, funkenfrei sein oder durch ein Gehäuse geschützt werden.

Um Brandgefahren durch entflammbare Kältemittel zu vermeiden, wurden einschlägige Normen zur Begrenzung der Füllmenge erlassen. Sie sind von Region zu Region und von Staat zu Staat unterschiedlich und müssen konsultiert werden, um eine gesetzliche Vorschrift zu gewährleisten. Wenn eine höhere Füllmenge erforderlich ist, muss eine Risikoanalyse durchgeführt werden, um alle potenziellen Risiken zu ermitteln und zu analysieren und die Sicherheit des Produkts nachzuweisen. Die Ladungsmenge und die Zündquellen am Ort der Anwendungsinstallation müssen berücksichtigt werden.

Sicherheitsnormen wie ISO5149 oder EN378 stellen Anforderungen an die Konstruktion, die Herstellung, die Installation und den Betrieb von Systemen, die entflammbare Kältemittel verwenden, mit dem Ziel, das Risiko von Explosionen zu minimieren.

Secop-Verdichter für entflammbare Kältemittel sind mit einem gelben Warnhinweis gekennzeichnet, auch wenn sie beim Verlassen des Werks kein Kältemittel enthalten.

Kältemittelbefüllung

Das Einfüllen von Kältemitteln sollte sorgfältig und genau erfolgen. Sie kann nach Gewicht oder Volumen erfolgen. Bei entflammbaren Kältemitteln wird empfohlen, die Wägemethode zu verwenden, da die Füllmenge gering ist. Die Art des Kältemittels und seine Menge werden vom Kühlschrankhersteller auf dem Etikett, im Datenblatt, im Katalog oder in anderen Unterlagen angegeben. Die optimale Füllmenge wird bei Tests unter normalen Betriebsbedingungen und in Standardumgebung ermittelt.

Die derzeit gültige europäische Gesetzgebung EN60335-2-89 begrenzt die maximale Menge an Kältemittel, die in einem Produkt zur Verringerung der Entflammbarkeitsgefahr und des Toxizitätsrisikos zulässig ist, auf 150 g. Mit dieser Menge ist es möglich, die meisten steckerfertigen kommerziellen Anwendungen - Merchandiser und Lebensmitteleinzelhandel - abzudecken. Ferngesteuerte Systeme fallen nicht in den Geltungsbereich dieser Norm, sondern folgen der EN378 mit anderen Kriterien, ohne Füllmengenbegrenzung und mit anderen definierten Sicherheitsvorschriften.

HC Füllgrenzen Erhöhung

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) erlaubt in ihrer jüngsten Überarbeitung der globalen Sicherheitsnorm IEC60335-2-89 ab 2019 eine höhere Füllmenge an brennbaren Kältemitteln in geschlossenen gewerblichen Kühlgeräten. Die Entwicklung hin zu einer ökologischen Lösung in Verbindung mit der Forderung nach einer höheren Füllmenge war der Auslöser für die Zulassung der höheren Füllmenge. Die Norm ist freiwillig und tritt erst in Kraft, wenn sie von den regionalen Gremien angenommen und integriert wurde.

Die Überarbeitung umfasst alle Sicherheitsklassen, jedoch mit einem anderen Grenzwert, der auf 13*LFL geändert wurde. Für die einzelnen Kreisläufe wurden die Füllmengen von 150 g auf 500 g für Kältemittel der Sicherheitsklasse A3 (R290, R600a) und von 150 g auf 1200 g für die Sicherheitsklassen A2 und A2L (R1234yf, R454C, R455A) erhöht. Die Norm gilt für Geräte wie Kühl- und Lagerschränke, Kühl- und Gefriergeräte, Ober- und Unterthekengeräte, Schockkühler und Schockfroster sowie gewerbliche Eismaschinen. Für alle anderen Geräte wie Verkaufsautomaten, Eismaschinen, Laborgeräte und Haushaltskühlgeräte gelten eigene Normen.

Die neue Überarbeitung legt auch zusätzliche Sicherheitsanforderungen und -maßnahmen fest, wenn höhere Ladungen verwendet werden, um den Benutzer nicht noch mehr zu gefährden. Dazu gehören die hermetische Abdichtung des Kühlkreislaufs, der Schutz der kältemittelhaltigen Teile vor Zugänglichkeit, die Konstruktion der Anwendung zur Vermeidung übermäßiger Vibrationen und die Kennzeichnung des Geräts mit der Mindestbodenfläche, auf der es aufgestellt werden darf.

Installation und Wartung

Die Installation, Wartung und Reparatur von Anlagen mit brennbaren Kältemitteln muss von entsprechend geschultem Personal durchgeführt werden. Dazu gehören Kenntnisse über Werkzeuge, den Transport von Verdichter und Kältemittel sowie die einschlägigen Vorschriften und Sicherheitsvorkehrungen.

Während der Wartung besteht die Möglichkeit, dass Kältemittel freigesetzt wird oder austritt. Alle potenziellen Zündquellen sind zu beseitigen, und der Raum ist ordnungsgemäß zu belüften oder mit einem Ventilator zu entlüften. Der Bereich ist mit einem Warnsymbol zu kennzeichnen und mit einem Lecksuchgerät zu überwachen, das für ein bestimmtes Kältemittel ausgelegt ist, um sicherzustellen, dass die Kältemittelkonzentration die Grenzwerte nicht überschreitet. In dem Raum müssen Feuerlöscher zur Verfügung stehen. Persönliche Schutzausrüstung (PSA), Handschuhe, Schutzbrillen und Tücher sind immer erforderlich.

Die Umrüstung bestehender Anlagen von HFCKW und HFKW auf R600a und R290 ist nicht zulässig, da die Anlage nicht für den Betrieb mit brennbaren Kältemitteln zugelassen ist und auch die elektrische Sicherheit nicht nach den geltenden Normen geprüft wurde.