Propan als Kältemittel in Klimaanlagen

KKA: Herr Munzinger, was sind die Hintergründe, weshalb sich die GIZ (www.giz.de/proklima) überhaupt mit Propan-Klimaanlagen beschäftigt?

Philipp Munzinger: Split-Klimaanlagen sind weltweit für den größten Anteil an Treibhausgasemissionen (abgekürzt: THG) aus dem Sektor Kälte und Klimatisierung verantwortlich. Die weiterhin stark wachsende Nachfrage nach dieser Art von Klimaanlagen in vielen Regionen der Erde sorgt für steigenden Verbrauch an Strom, der vorrangig durch fossile Brennstoffe erzeugt wird. Die Auswirkung auf das Klima wird zusätzlich durch die HFCKW- (R22) bzw. HFKW- (R410A und R32) Kältemittel verstärkt.

Diese Kältemittel weisen, mit Werten von 675 bis 2088, hundert- bis tausendfach höheres Treibhauspotenzial als Propan (3) auf. Zudem bringt Propan ideale thermodynamische Eigenschaften für einen effizienten Betrieb von Split-Klimaanlagen mit. Ein Wechsel zu effizienten Propan-Klimaanlagen kann also einen großen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Übrigens ist die Nachfrage nach Split-Klimaanlagen auch in Europa in den letzten Jahren rasant gestiegen, unter anderem auch ausgelöst durch die erlebte Hitzewelle im letzten Sommer.

Effiziente Propan-Split-Klimaanlagen können also auch bei uns einen Unterschied machen.

KKA: Die Hauptmotivation für den Einsatz von Propanklimaanlagen ist ja die Reduzierung von Treibhausgasemissionen, die bei Leckagen durch den unsachgemäßen Umgang mit fluorhaltigen Kältemitteln entstehen. Dieses Problem besteht vor allem in Ländern, in denen Klimaanlagen von Fachkräften installiert werden, die nicht so gut wie die in Deutschland ausgebildet sind. Ist es bei dem offensichtlich geringen Kenntnisstand der Handwerker nicht fahrlässig, ein brennbares Kältemittel zu propagieren? Spitz formuliert: Geht Umweltschutz vor Personenschutz?

Munzinger: Der Personenschutz hat natürlich höchste Priorität. Die sichere In­stallation und Wartung kann durch entsprechende Qualifikation, Zertifizierung und Registrierung des Technikers gewährleistet werden. Wir beobachten in einigen Ländern gute Erfahrungen mit Propan-Split-Klimageräten. Zudem ist zu beachten, dass mit der F-Gas-Verordnung und der Montrealer Protokoll-Ergänzung zu HFKW bereits internationale Regelwerke auf den Weg gebracht sind, die Alternativen notwendig machen. Die meisten davon sind entzündlich. Die Kälteindustrie wird sich diesem Technologiewandel also in jedem Fall auf kurz oder lang stellen müssen.

KKA: Gibt es bereits Länder, in denen Propan-Klimaanlagen in nennenswerter Größe installiert werden? Wie sind die Erfahrungen?

Munzinger: 2012 unterstützte die GIZ im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit den indischen Hersteller Godrej & Boyce bei der Entwicklung eines Propan-Split-Klimageräts sowie der Umrüstung der Produktionslinien. Mittlerweile wurden allein im indischen Markt über 600.000 dieser Anlagen verkauft und installiert. Das aktuelle Modell gilt laut Information des Herstellers als das energieeffizienteste im indischen Markt. Godrej führt ein Netzwerk von Technikern, die durch das Unternehmen selbst oder an kooperierenden Kältefachschulen im Umgang mit Propan in Klimaanlagen ausgebildet und zertifiziert werden. Per Registrierung wird sichergestellt, dass nur diese Techniker für die Installation und Reparaturen zum Einsatz kommen. Auch nach über 600.000 installierten Anlagen ist uns kein Vorfall aufgrund des brennbaren Kältemittels bekannt. Uns fällt kein Grund ein, warum dies nur in Indien möglich sein sollte.

KKA: Wie sieht es mit den zur Verfügung stehenden Produkten aus? Welche Hersteller haben Propan-Klimaanlagen im Programm? Gibt es eine nennenswerte Produktvielfalt an Ausführungen und Leistungen, die für eine erfolgreiche und flächendeckende Einführung sicher notwendig wäre?

Munzinger: Wie bereits erwähnt, führt Godrej & Boyce seit nunmehr fünf Jahren eine R290-Split-Klimaanlagen-Produktlinie mit Modellen in verschiedenen Kapazitäten und Kompressortechnologien (Fixed-speed und Inverter-Kompressoren) für verschiedene Marktsegmente im Angebot. Der chinesische Hersteller Midea hat sein R290-Modell mit Heiz- und Kühlfunktion mit dem europäischen Ökolabel Blauer Engel zertifizieren lassen und plant einen europäischen Markteintritt in 2019. Laut Midea sollen Verkaufsstrukturen und Techniker in den nächsten Monaten auf den Markteintritt vorbereitet werden. In China planen einige Hersteller die nationale Markteinführung von verschiedenen R290-Modellen. Die Anzeichen für eine breitere globale Marktentwicklung für Propan-Split-Klimageräte in 2019 stehen also gut.

KKA: Im Auftrag der GIZ, vermittelt durch den Bundesinnungsverband BIV (www.biv-kaelte.de) wurde die DMT GmbH in Essen (www.anlagen-produktsicherheit.dmt-group.com) damit beauftragt, eine Propan-Klimaanlage von Midea unter die Lupe zu nehmen. Herr Gringel: Wie lautete die konkrete Aufgabenstellung und wie sind Sie vorgegangen?

Meinolf Gringel: Es sind die besonderen Anforderungen bzgl. der Installation eines Split-Klimagerätes mit dem Kältemittel Propan am konkreten Objekt zu bewerten. Insbesondere sind sowohl die relevanten sicherheitstechnischen Maßnahmen, als auch die spezifischen Unterschiede zu einem A1-Kältemittel (z.B. R410A, R134a etc.) darzustellen. Eine Produktprüfung bzgl. z.B. der Qualität oder Leistungsdaten des Midea-Gerätes war nicht Bestandteil der Beauftragung.

In Zusammenarbeit mit dem Bundesinnungsverband BIV haben wir einen geeigneten Kälteanlagenbaufachbetrieb ausgewählt (Firma Zeller Kälte- und Klimatechnik GmbH; Herten) und dann einen Monteur „unbedarft“ an die Installation des Split-Klimageräts gelassen. Unsere Aufgabe bestand in der Dokumentation der einzelnen Arbeitsschritte und der Bewertung der sicherheitstechnischen Maßnahmen gemäß der Installationsanleitung von Midea.

KKA: Und was waren die wichtigsten technischen Erkenntnisse Ihrer Untersuchung?

Gringel: Bezüglich der handwerklichen Tätigkeit unterscheidet sich die Installation einer Propanklimaanlage nicht von einem Splitgerät mit einem A1-Kältemittel (z.B. R410A, R134a etc.). Entscheidend ist die Umsetzung der sicherheitstechnischen Maßnahmen:

Sicherheitszone ohne Zündquellen 3 m rund um den Installationsort

Betrieb eines Propandetektors während der Installation

Verwendung einer speziellen Vakuumpumpe (für brennbare Kältemittel geeignet)

Feuerlöscher etc.

Weiterhin ist das Außengerät mit der notwendigen Propanfüllmenge vorgefüllt, da die Leitungslänge durch den Hersteller Midea festgelegt ist. Das Einfüllen von zusätzlichem Kältemittel (Propan) ist somit nicht vorgesehen. Der Hersteller Midea gibt zur Einhaltung der Vorgaben aus der DIN EN 378 eine mind. Raumgröße für die unterschiedlichen Modelle (mit unterschiedlichen Propan-Füllmengen) der Klimageräte an.

Die Installationsanleitung ist bzgl. einiger Aspekte zu konkretisieren, insbesondere wird empfohlen, eine eigene Anleitung rein für die Propananwendung in deutscher Sprache zu erarbeiten.

KKA: Haben Sie sicherheitstechnische Bedenken, was den Einsatz von Propan-Klimaanlagen betrifft? Auch in Ländern, in denen vergleichsweise ungeschulte Monteure aktiv sind?

Gringel: Auch ich sehe in der Ausbildung der handelnden Akteure die größte Herausforderung für den Einsatz von Propan in der Kältetechnik. In Deutschland hat die Branche, z.B. durch die Arbeit der Verbände, insbesondere ZVKKW und Bundesinnungsverband BIV, ihre Hausaufgaben gemacht. Es werden an sämtlichen Schulen der Innungen Lehrgänge und Seminare zu dem Thema natürliche Kältemittel (insbesondere auch zu Propan als Kältemittel) angeboten. Sowohl in die Ausbildungspläne der Mechatroniker für Kältetechnik, als auch in der Meisterausbildung ist der Umgang mit A3-Kältemitteln ein fester Bestandteil geworden. Bei Kältefachschulen wie der IKKE in Duisburg (www.i-k-k-e.com) werden regelmäßig Propan-Seminare mit einem guten Praxisanteil durchgeführt.

In der Normung werden die Anforderungen für Propankälteanlagen in der neuen Version der DIN EN 378 Stand 2017 definiert. Allerdings wundert es mich, dass diese Inhalte nur sehr begrenzt bei den Praktikern (z.B. Kälteanlagenbauern) ankommen. Auch wenn diese überarbeitete Norm keine „leichte Kost“ ist, bilden die Inhalte die Grundlagen im Anlagenbau für Kältetechnik.

Weiterhin halte ich die Umsetzung des technischen Regelwerkes, insbesondere der Druckgeräterichtlinie und der Betriebssicherheitsverordnung, bei der Installation und dem Betrieb von Propanklimaanlagen für unerlässlich. Hier sehe ich einen erheblichen Nachholbedarf innerhalb der gesamten Branche.

KKA: Herr Munzinger, und welche Schlüsse ziehen Sie aus der DMT-Untersuchung?

Munzinger: Der Einschätzung von Herrn Gringel entnehme ich, dass sich die Ausbildungsstrukturen zunehmend auf den Umgang mit Propan auch in kleineren Anlagen einstellen und ihre Programme in weiten Teilen entsprechend umsetzen. Meines Erachtens ist es zudem wichtig, dass die Schulen einen Austausch mit den Herstellern bzw. deutschen Distributoren von Propan-Split-Klimageräten aufbauen und notwendige Maßnahmen für eine reibungslose Markteinführung organisieren. Die Bundesfachschule in Maintal verfügt bspw. nun über eine durch den Blauen Engel zertifizierte R290-Split-Klimaanlage von Midea für die Ausbildung von Technikern.

KKA: Am Rande der Chillventa haben Sie ja eine Expertentagung zum Thema R290-Split-Klimaanlagen mitgestaltet. Was ist das Resümee?

Munzinger: Einige deutsche und europäische Akteure scheinen noch sehr verhalten gegenüber Propan-Split-Klimageräten, was nach meiner Beobachtung insbesondere auf den geringen Wissensstand und fehlende Erfahrungen mit dieser neuen Technologie zurückzuführen ist. Die Maßgabe ist aber klar: Eine sichere Anwendung ist mit der Installation und dem Betrieb einer hohen Stückzahl an Geräten im indischen Markt ausreichend bewiesen. HFKW-Alternativen werden mit der F-Gas-Verordnung zunehmend nötig. Es liegt nun an den Herstellern, die nächsten Schritte in ihren Strukturen für Vertrieb, Installation und Wartung aktiv einzuleiten.

KKA: Welche Rahmenbedingungen müssten geschaffen werden, damit sich Propan-Klimaanlagen in nennenswertem Umfang durchsetzen?

Munzinger: Zu den vorbereitenden Maßnahmen zwischen Ausbildung von Technikern und Herstellern bzw. Händlern für die europäische bzw. deutsche Markteinführung von Propan-Split-Klimageräten gehört vor allem die Gestaltung einer klaren Informationspolitik. Hierbei können Akteure im deutschen Markt auch von Erfahrungen in Indien lernen.

Ähnlich zum BAFA-Förderprogramm für größere Kälte- und Klimaanlagen als Teil der nationalen Klimaschutzinitiative wäre eine staatliche Förderung auch für Propan-Split-Klimageräte denkbar, um einen zusätzlichen Anreiz zu schaffen. Kriterien (u.a. F-Gas-freies Kältemittel und Energieeffizienz mit Faktor 7) könnten quasi aus dem Kriterienkatalog des Blauen Engels übernommen werden.

KKA: Zum Abschluss: Würden Sie selbst Ihre Wohnung oder Ihr Büro mit einer Propan-Klimaanlage ausstatten?

Gringel: Ja, allerdings würde ich die Installation, wie oben beschrieben, einem Fachbetrieb überlassen und die einzelnen Arbeitsschritte eigenständig überwachen.

Munzinger: Natürlich, wenn die Installation und Wartung durch auf Propan-Split-Klimageräte geschultes Fachpersonal durchgeführt wird.