R32, R452B oder R454B: Welches Kältemittel mit niedrigerem Treibhauspotential soll man als Ersatz für R410A verwenden?

R410A-Alternativen mit niedrigem Treibhauspotenzial

Immer mehr Klimatechnik-Hersteller steigen von R410A auf alternative Kältemittel um, die kostengünstiger sind und ein niedrigeres Treibhauspotential haben. Auf dieser Seite werden wir die Anwendungen, Vorteile und Nachteile der folgenden Alternativen untersuchen: R32, R452B und R454B.

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Der Kigali-Zusatz zum Montrealer Protokoll von 2016 sowie andere Reduzierungsbestimmungen (wie beispielsweise die F-Gas-Verordnung in Europa) haben das schrittweise Ende der Produktion von R410A und anderen FKW eingeläutet. Das Ziel besteht darin, die direkten CO2-Emissionen zu reduzieren und die globale Erwärmung zu verlangsamen.

Die Liste der geeigneten Ersatz-Kältemittel ist sehr umfangreich.

R32, R454B und R452B haben jeweils ihre eigenen spezifischen Vorteile. Doch alle haben eins gemeinsam – sie stellen Alternativen mit niedrigem Treibhauspotential und interessanten Eigenschaften hinsichtlich Leistung und Effizienz dar.

Die schrittweise Einstellung der Produktion von R410A hat in Europa und Nordamerika sowie in anderen Ländern wie Australien und Neuseeland bereits begonnen.

Der dadurch bedingte Quotenmechanismus wirkt sich bereits auf Preise und Verfügbarkeit aus. Dies hat in Kombination mit nationalen Richtlinien zur Besteuerung der CO2-Äquivalente zu einer steigenden Nachfrage nach Alternativen mit niedrigerem Treibhauspotenzial geführt.

Eine Vielzahl an Kältemitteln mit niedrigerem Treibhauspotential steht zur Verfügung. R32 ist aufgrund seiner hohen Verfügbarkeit, Leistung und Effizienz sehr beliebt, doch auch R454B und R452B sind unkomplizierte Alternativen und überzeugen durch potenziell geringe Systemqualifizierungskosten. Darüber hinaus kommen weitere Alternativen auf den Markt.

Erfahren Sie mehr über die Vorschriften zu Kältemitteln und Ihre Möglichkeiten

Kältemittel mit niedrigerem Treibhauspotential sind im Allgemeinen brennbar – die Sicherheitsstandards und Bauvorschriften müssen also überarbeitet werden, um ihre potenziellen Auswirkungen zu reflektieren.

Aufgrund dieser Entflammbarkeit gibt es unter Umständen Beschränkungen hinsichtlich der zulässigen Anlagen und deren Maximalleistung – dies betrifft dann auch die Kälteleistung. Zudem müssen die Komponenten daher mit brennbaren Kältemitteln kompatibel sein, um zu garantieren, dass diese keine Zündquellen darstellen.

Da bereits seit 2018 gut entwickelte, für Kältemittel mit niedrigerem Treibhauspotential geeignete Technologien und Komponenten auf dem Markt sind, können OEMs ohne weiteres damit beginnen, eigene kompatible Systeme zu entwickeln.

Derzeit existiert jedoch keine perfekte Alternative zu R410A, die einen einfachen Umstieg erlaubt. Jedes Ersatz-Kältemittel mit niedrigerem Treibhauspotenzial hat für den OEM mindestens einen Nachteil – ob im Hinblick auf die Entflammbarkeit, die Verfügbarkeit oder die Kompatibilität mit anderen Materialien. Für die OEMs besteht die Herausforderung darin, in jedem Einzelfall den besten Kompromiss für den jeweiligen Kunden, die betreffenden Ziele und die eingesetzte Bauweise zu finden.

Obwohl die Umstellung auf andere Kältemittel zu notwendigen Komponenten- und Anlagenoptimierungen führt, können mittelfristig erhebliche Kosteneinsparungen und Leistungsverbesserungen erzielt werden.

Alle Ersatz-Kältemittel für R410A – R32, R452B und R454B – sind eingestuft in Klasse 2L: schwer entflammbar.

Bei diesen A2L-Kältemitteln gibt es nur mäßige Beschränkungen hinsichtlich der Füllmenge von Direktexpansionssystemen und keine Beschränkungen hinsichtlich der Füllmenge von indirekten Expansionssystemen wie Kaltwassersätzen beim Einsatz im Freien oder in Technikräumen. Unabhängig von ihrem Einsatzort müssen jedoch stets die örtlichen Sicherheitsstandards und Bauvorschriften eingehalten werden.

Unser technisches Dokument über die Möglichkeiten und Grenzen brennbarer Kältemittel enthält einige Empfehlungen dazu, wie Sie diese Möglichkeit ohne Abstriche bei der Sicherheit nutzen können.

R32, R452B und R454B haben alle die niedrige Toxizitätsklasse „A“ – genau wie R410A und R22.

Sowohl R32 als auch R452B und R454B sind gut für Klimaanlagen geeignet. Welches die beste Option ist, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Langfristig gesehen sind Kältemittel gefragt, die ein extrem niedriges Treibhauspotential haben.

Scrollverdichter-Kaltwassersätze, Komfortklima-RLT- und Lüftungsanlagen

Mittelfristig: R32, R452B oder R454B

Langfristig: R1234ze, R515B oder R516A

Große Kälteanlagen mit Schrauben- oder Turboverdichter (bis zu 1,5 MW)

Mittelfristig: R513A, R1234ze oder R515B

Langfristig: R1234ze oder R515B

Sehr große Kälteanlagen mit Schrauben- oder Turboverdichter (über 1,5 MW)

Mittelfristig: R1233zd, R1336mzz(Z) oder R514A

Langfristig: R1233zd, R1336mzz(Z) oder R514A

Spezielle Wärmepumpen (Luft-/Wasser-Wärmepumpen)

Mittelfristig: R454C oder R290

Langfristig: R454C oder R290

Spezielle Wärmepumpen (Sole-/Wasser- bzw. Wasser-/Wasser-Wärmepumpen)

Mittelfristig: R454C oder R454B

Langfristig: R454C

Luft-/Luft-Anlagen (Komfort-RLT-Anlagen, Lüftungsanlagen, VRF-Systeme, Split-Systeme)

Mittelfristig: R410A, R32 oder R454B (mit neuer Systemarchitektur) bzw. R466, falls realisierbar

Langfristig: R32 oder R454B (mit neuer Systemarchitektur) bzw. R466, falls realisierbar, sowie ggf. Übergang zu geringerer Dichte

Als direktes Ersatz-Kältemittel für ein R410A-System verfügt R32 über eine etwa 10 % höhere Leistung. Daher liefert ein neues System, das für R32 gebaut wurde, eine höhere Kälteleistung oder benötigt nur Verdichter mit kleineren Hubvolunmina, um die gleiche Leistung zu erzielen. Unter der Voraussetzung, dass das System und die Komponenten für R32 optimiert wurden, sind sogar Effizienzsteigerungen gegenüber R410A zu erwarten.

R32 weist jedoch eine hohe Druckgastemperatur auf, die seinen Betriebsbereich begrenzen kann, falls dieses Problem nicht durch Konstruktionsanpassungen oder durch bestimmte Einspritzmethoden gelöst wird.

R452B ist diejenige Alternative, die R410A in Bezug auf Leistung und Effizienz am nächsten kommt. Obwohl R454B eine etwas geringere Kapazität bietet, hat es den Vorteil eines noch geringeren Treibhauspotentials. Beide Kältemittel ermöglichen einen sehr schnellen Umstieg von R410A. Durch den Einsatz des Komponentenportfolios von Danfoss kann das System darüber hinaus die Flexibilität erreichen, mit mehreren Kältemitteln arbeiten zu können, was eine spätere individuelle Anlagenanpassung ermöglicht.

Wenn eine Systemumrüstung erforderlich ist, ist R32 mit einem guten $/TR- oder €/kW-Verhältnis eine gute Wahl. Bei bereits sehr energieeffizienten Anwendungen minimiert jedoch eine einfache Umstellung auf R452B oder R454B die Kosten für die Systemumrüstung – in einigen Fällen ist dabei noch eine spätere Anpassung möglich. Für Endverbraucher und Gebäudeeigentümer sind alle Optionen gut realisierbar.

R32 in einem Klimaanlagenkühler: Auswirkungen auf die Systembauweise

  • Verlangt Systemumbau und Neudimensionierung zum Erreichen einer optimalen Leistung
  • Benötigt die Anpassung verschiedener Komponenten und Einstellungen, unter anderem von Expansionsventil, Flüssigkeitsleitung, Saugleitung, Magnetventil und Druckleitung
  • Der Kompressor kann überdimensioniert sein und muss möglicherweise ausgetauscht werden
  • Das Treibhauspotential ist AR5-677/675-AR5 (gemessen an AR4)


R452B oder R454B in einem Klimaanlagenkühler: Auswirkungen auf die Systembauweise

  • Als nahezu problemlose Umstiegsalternative gedacht
  • Mögliche Flexibilität für mehrere Kältemittel
  • Das Treibhauspotential ist 698 für R452B und 466 für R454B – das heißt, dies könnte eine langfristigere Lösung darstellen
Hochdruckumstellung

Zusammenfassung: Die Ersatz-Kältemittel für R410A sind leistungsfähig

In einer neuen Anwendung stellt sich R32 als die leistungsstärkste und effizienteste Alternative zu R410A heraus, muss jedoch noch optimiert werden. R452B und R454B bieten einen einfacheren Umstieg sowie die Flexibilität eines Systems, das mehrere Kältemittel einsetzen kann. R454B weist dabei auch ein niedrigeres Treibhauspotential auf, das heißt, dass es im Zuge des Fortschritts bei den Standards länger im Einsatz bleiben kann.

Die Auswahl des richtigen Kältemittels für jede Anwendung sollte von Fall zu Fall erfolgen. Beim Ersatz von R410A ist Folgendes zu beachten:

  • R452B: gleiche Kälteleistung wie R410A, aber mit etwas besserer Effizienz
  • R454B: etwas geringere Kälteleistung als R410A, aber bessere Effizienz; geringeres Treibhauspotential
  • R32: bessere Effizienz und etwa 10 % mehr Leistung als R410A, je nach Anwendung und Systemaufbau

Um mehr über den Umstieg von R410A auf alternative Kältemittel mit niedrigerem Treibhauspotential und hoher Leistung – wie beispielsweise R32 – zu erfahren, nutzen Sie bitte den nachfolgenden Link oder wenden Sie sich an Danfoss vor Ort.