SICHERHEIT MIT A2L-KÄLTEMITTELN

Die Risiken, die mit der Verwendung von Kältemitteln in Kälte- und Klimaanlagen verbunden sind, können Toxizität, Entflammbarkeit, Erstickung und physische Gefahren umfassen. Obwohl Kältemittel eines oder mehrere dieser Risiken bergen können, ist das Systemdesign der Schlüssel, um sie bei der Verwendung von Kältemitteln in verschiedenen Arten von Geräten zu mindern.

Jedes Kältemittelgas, sei es fluoriert oder eine natürliche Alternative, hat seine eigenen chemischen Eigenschaften und daher einen unterschiedlichen Grad an Toxizität und Entflammbarkeit, die zwei grundlegende Variablen für die Bewertung seiner Sicherheit bei der Verwendung für jede Art von Anwendung sind.

Jedes Gas wird sowohl in Bezug auf Toxizität als auch Entflammbarkeit nach dem Risikoniveau klassifiziert, das es erzeugen kann. Gemäß den Normen ISO817, US ASHRAE 34 und EN378 wird die Sicherheitsklassifikation von Kältemitteln durch zwei alphanumerische Symbole definiert: ein Buchstabe, der den Toxizitätsgrad angibt (A für geringe Toxizität, B für toxische Kältemittel) und eine Zahl, die den Grad der Entflammbarkeit angibt (1 für nicht entflammbar, 2L für geringe Entflammbarkeit, 2 für entflammbar, 3 für hoch entflammbare Kältemittel).

PROFIL VON A2L-KÄLTEMITTELN: NIEDRIGE TOXIZITÄT VS. HERAUSFORDERUNGEN BEI DER ENTFLAMMBARKEIT

A2L-Kältemittel zeichnen sich durch geringe Toxizität und geringe Entflammbarkeit aus. Obwohl die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit niedrig ist (weniger als 10 cm/s), gelten diese Kältemittel aufgrund ihrer Fähigkeit, unter bestimmten Bedingungen zu brennen, als gefährlich.

Während geringe Toxizität eine Eigenschaft der Mehrheit der in der Kältetechnik verwendeten Kältemittel ist (mit der bemerkenswerten Ausnahme von R717 Ammoniak, das definitiv toxisch ist), ist es der Entflammbarkeitsgrad von A2L-Kältemitteln, der ihre größten Einschränkungen im Kältesektor bestimmt.

In der Tat, zusätzlich zu den gewünschten thermodynamischen Eigenschaften, wäre ein ideales Kältemittel ungiftig, nicht entflammbar, vollständig stabil in einem System, umweltfreundlich auch in Bezug auf Zersetzungsprodukte und reichlich verfügbar oder einfach herzustellen.

Obwohl ziemlich klar ist, dass A2L-Kältemittel nicht die oben genannten positiven Faktoren erfüllen, ist heute der Hauptfaktor, der das Eindringen von A2L-Substanzen in die Kältetechnik verhindert, ihre Entflammbarkeit, die ihren niedrigen GWP weitgehend ausgleicht.

Kältesysteme, die mit brennbaren Gasen betrieben werden, müssen bestimmte Sicherheitsvorschriften einhalten: In erster Linie müssen sie der EN378-Norm und allen nationalen oder regionalen Brandschutzvorschriften entsprechen sowie ein spezifisches Design aufweisen, das das Entflammbarkeitsrisiko berücksichtigt. Darüber hinaus erfordert der Installationsort in der Regel eine angemessene Belüftung der Räume, in denen sie installiert sind, um das Brandrisiko im Falle eines Kältemittellecks zu verhindern.

Insbesondere geben die Sicherheitsanforderungen der EN378 präzise maximale Kältemittelfüllmengen basierend auf den Konzentrationsgrenzen an, die unter bestimmten Bedingungen eine Flamme ausbreiten können, sowie den belegten Raum. Außerdem legt die EN378-Norm Richtlinien für den sicheren Umgang fest, um die mit einem möglichen Gasleck verbundenen Risiken und die Konzentration, die das Brennen des Kältemittels ermöglichen könnte, zu minimieren.

Die maximale Füllmenge bei der Verwendung brennbarer Kältemittel ist offensichtlich eine erhebliche Einschränkung für das Systemdesign, da sie sich direkt auf die maximale Kühlkapazität auswirkt, die man von jedem Kältekreis erwarten kann. Zum Beispiel kann im Fall von R454C nur 57 kg pro Kreislauf verwendet werden, was daher nicht mehr als 35 kW Kühlleistung bei mittlerer Temperatur erwarten lässt, was für einen Lebensmitteleinzelhandelsladen nicht viel ist!

ÜBERLEGUNGEN ZU A2L-KÄLTEMITTELN IN GERÄTEN

Die Geräte (Schränke, Gefrierschränke, Power Racks, ...) müssen ebenfalls speziell für die Verwendung mit einem A2L-Kältemittel ausgelegt sein und das gesamte Ladendesign muss von einer dritten Partei zertifiziert werden, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen und Brandschutzmaßnahmen korrekt angewendet wurden.

Aus wirtschaftlicher Sicht sind A2L-Kältemittel patentierte chemische Produkte, die den Endbenutzer dazu verpflichten, während der gesamten Lebensdauer des Systems von ihnen abhängig zu sein, mit Preisen und Verfügbarkeiten, die im Laufe der Zeit je nach Marktschwankungen variieren können und die die Gesamtkosten des Eigentums in den kommenden Jahren sehr unsicher machen werden, im Gegensatz zu den natürlichen Kältemitteln Propan R290 und R744/CO2, die einen niedrigen und stabilen Preis garantieren.

Darüber hinaus gibt es einen weiteren Faktor, der viele Unsicherheiten bezüglich A2L- und fluorierten Kältemitteln im Allgemeinen aufwirft: das PFAS-Problem. Ein Problem, das weltweit viel Aufmerksamkeit erregt, da die gesundheitlichen Auswirkungen einer längeren Exposition gegenüber diesen Substanzen, einschließlich der Aufnahme durch Trinkwasser, jeden Tag deutlicher werden.

DIE ZUKUNFT VON A2L-KÄLTEMITTELN: VORTEILE UND PFAS-BEDENKEN AUSWIEGEN

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe von etwa 10.000 künstlichen Chemikalien, die in einer Vielzahl von Industrien aufgrund ihrer Dichtungs-, Temperatur- und Druckbeständigkeit und geringen Reibungseigenschaften verwendet werden. Diese „Ewigkeitschemikalien“ sind in der Umwelt und im menschlichen Körper sehr persistent – das bedeutet, dass sie sich nicht abbauen und sich im Laufe der Zeit ansammeln können – was eine Reihe sehr ernster Gesundheitsprobleme und Krankheiten verursacht.

Die meisten F-Gase, mit wenigen bemerkenswerten Ausnahmen wie R32, R152a, R23, R1132, sind oder zerfallen in PFAS sowie ihr potenzielles Abbauprodukt TFA (Trifluoressigsäure). Eine potenzielle Bedrohung für A2L-Kältemittel ist die Aufnahme dieser F-Gase in das REACH, was möglicherweise in den nächsten 4-5 Jahren zu neuen Verboten führen könnte und somit die erwartete Lebensdauer der Geräte verkürzt.

Das gesagt, stehen Systemanbieter und Kälteunternehmen derzeit vor der Verantwortung, Endnutzer neutral und ausgewogen über die möglichen langfristigen Folgen ihrer technischen Entscheidungen zu informieren. Zweifellos sind A2L-Kältemittel eine praktikable Alternative mit niedrigem GWP zu herkömmlichen HFCs und entsprechen dem neuen F-Gas-Reglement, aber sie bringen auch neue Unsicherheiten mit sich, die hauptsächlich auf technischen, wirtschaftlichen und Vorsichtsmaßnahmen basieren, die ihre vollständige Marktakzeptanz in der Kältetechnik momentan verhindern.

Nur die Zeit wird es zeigen, aber bis dahin bleiben Sie dran!

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