Alte Klimaanlage an altem Backsteingebäude installiert
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23.01.2023 Fachinformation

Mit Spannung erwartete neue IEC-Norm zu Kältemitteln

Die Reduzierung von Treibhausgasen ist Voraussetzung für die Erreichung der Klimaziele. Bei der Überarbeitung der Norm IEC 60335-2-40 wurde dabei der Verwendung von Kältemitteln in Klimaanlagen und Wärmepumpen besonderer Bedeutung beigemessen.

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Ein Artikel von Natalie Mouyal

Die Nachfrage nach Klimageräten steigt. Wärmere Temperaturen, länger andauernde Hitzeperioden und wachsende Nachfrage, besonders in Entwicklungsländern, verstärken diese Entwicklung.

Laut IEA (Internationale Energieagentur) wird die Zahl der sich in Betrieb befindlichen Klimageräte von heute 2 Milliarden auf 5,6 Milliarden im Jahr 2050 wachsen.

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Klimageräte wirken sich allerdings auf das Klima aus. Die zunehmende Verbreitung von Klimageräten wird die Nachfrage nach Strom steigern, was, je nach Quelle, zu einem Anstieg von Kohlendioxidemissionen führen könnte. Zudem sind einige der am häufigsten verwendeten Kältemittel, die dazu genutzt werden, Wärme in geschlossenen Räumen zu absorbieren und abzuführen, auch für ihre schädliche Wirkung auf die Umwelt bekannt.

Eine neu veröffentlichte Norm, IEC 60335-2-40, Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke – Besondere Anforderungen für elektrisch betriebene Wärmepumpen, Klimageräte und Raumluft-Entfeuchter, trägt zur Lösung dieses Problems bei. Sie sieht die Nutzung von Kältemitteln mit einem geringeren Treibhauspotential (en: global warming potential, GWP) vor und trifft gleichzeitig die notwendigen Maßnahmen, um ein hohes Maß an Sicherheit zu gewährleisten.

Einer Schätzung zufolge könnte die breite Verwendung von Kältemitteln mit einem niedrigeren GWP bis 2025 weltweit mehr als 5 Milliarden Tonnen CO2 äquivalenter Emissionen bis 2050 vermeiden.


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Kältemittel verstehen

Kältemittel spielen eine wichtige Rolle bei der Leistung des Kältekreislaufs. Da jedoch einige der am häufigsten genutzten Kältemittel die Ozonschicht geschädigt haben, führten weltweite Anstrengungen zur Reduzierung der Verwendung derartiger Stoffe im Jahr 1987 zur Verabschiedung des Montrealer Protokolls. Während das Montrealer Protokoll dafür gesorgt hat, dass das Ozonloch in der Antarktis kleiner wurde, hat es auch dazu geführt, dass bestimmte Stoffe durch Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) ersetzt wurden, die nicht unbedingt die Ozonschicht schädigen, aber als Treibhausgase gelten, die das Potential haben, zur globalen Erwärmung beizutragen.

Das Kigali-Amendment, eine Ergänzung zum Montrealer Protokoll, die am 1. Januar 2019 in Kraft trat, verpflichtet Länder, die Nutzung von FKWs in den nächsten 30 Jahren schrittweise um mehr als 80 Prozent zu reduzieren. Alternativen mit geringem GWP, sogenannte natürliche Kältemittel (Kohlendioxid, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe), sowie ungesättigte FKW sind ein möglicher Ersatz für die derzeit verwendeten FKWs.


Natürliche Kältemittel – Anwendungen und Praxiserfahrungen

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Aktualisierung von IEC 60335-2-40

Die neue Ausgabe von IEC 60335-2-40 befasst sich mit der Sicherheit elektrisch betriebener Wärmepumpen, Klimageräte und Raumluft-Entfeuchter. Vor allem sieht sie eine Erhöhung der maximalen Kältemittel-Füllmenge bei bestimmten Arten von Kältemitteln (A2L und A3 gemäß ISO 817) vor, die einen geringen Einfluss auf die globale Erwärmung haben. Aufgrund ihrer leichten Entflammbarkeit wurden allerdings entsprechende Schutzmaßnahmen eingeführt, um eine Erhöhung der Füllmengen zu ermöglichen, ohne neue Risiken zu schaffen.

Da durch austretendes Kältemittel Gefahren entstehen, wurden neue Konstruktionsmaßnahmen eingeführt, um die Dichtheit zu verbessern, indem die Größe von Lecks begrenzt und der zirkulierende Luftstrom erhöht wird, um die Konzentration des Kältemittels zu verdünnen. So lässt sich dasselbe Sicherheitsniveau erreichen wie bei Geräten, die nicht-brennbare Kältemittel verwenden.

Laut Asbjørn Vonsild, der die Überarbeitung der Norm leitete, „ermöglicht IEC 60335-2-40 ED 7 eine breitere Verwendung klimafreundlicher Kältemittel, indem neue Sicherheitsprüfverfahren bereitgestellt werden, um die Optionen im Hinblick auf neue Technologien und eine alternative Bauweise von Geräten, die diese Kältemittel verwenden, zu erweitern.“

Eine weitere wesentliche Veränderung bezieht sich auf die Verwendung von Partikelschaum, wie Polystyrol, der als Isolator eingesetzt wird. Vonsild merkt dazu an: „Partikelschaum hat einige Eigenschaften, die seinen verbreiteten Einsatz in Wärmepumpen und Klimageräten rechtfertigen. Er bietet beispielsweise eine hervorragende Wärmeisolation und eignet sich auch zur Schalldämmung.“ Mit IEC 60335-2-40 wurden neue Anforderungen in Bezug auf Partikelschaum eingeführt, darunter auch Anforderungen an seine Wärmebeständigkeit.

Branchenweiter Konsens

IEC 60335-2-40 wurde einstimmig von den nationalen IEC-Komitees angenommen, was die breite Akzeptanz weltweit belegt. Das ist ein deutlicher Kontrast zu den anfänglichen Diskussionen im Juni 2015 als das IEC Subcommittee 61D sich einverstanden erklärte, die Erhöhung der Füllmenge in Bezug auf A2L- und A3-Kältemittel in IEC 60335-2-40 zu adressieren. In den folgenden sieben Jahren haben 55 Fachleute aus 17 Ländern an 100+ Meetings teilgenommen, die in der einstimmigen Annahme von IEC 60335-2-40 im April 2022 ihren Höhepunkt fanden.

Für Vonsild war es sehr wichtig, die Bedenken aller Beteiligten zu berücksichtigen. „Es war extrem wichtig, einen Konsens unter allen Akteuren der Branche zu erzielen. Diese einstimmige Annahme ist nicht nur ein Beleg für die breite Übereinstimmung, sondern auch für die umfassende Mitwirkung der Akteure der Branche.“ Das ist auch ein gutes Zeichen für die Umsetzung der Norm.


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Haushaltsgeräte: Prüfung und Zertifizierung im VDE Institut

Im Haushalt spielen neben einem niedrigen Energieverbrauch und der einfachen Handhabung auch die Gewährleistung von Qualität und Sicherheit eine entscheidende Rolle – nicht nur aus Haftungsgründen, sondern auch als Imagefaktor und nicht zuletzt als Wettbewerbsvorteil für Unternehmen.

Das VDE Institut prüft und zertifiziert Haushaltsgeräte nach aktuell gültigen Normen und Standards und zeichnet sie mit Prüfsiegeln für den nationalen und internationalen Markt aus.

Dienstleistungen für Haushaltsgeräte beim VDE Institut

Erreichung von Klimazielen

Mit der Umsetzung von IEC 60335-2-40 werden Regierungen in der Lage sein, ihre Verpflichtungen aus dem Kigali-Amendment zum Montrealer Protokoll zu erfüllen. In Europa wird beispielsweise nach Vorschlägen zur Aktualisierung von Rechtsvorschriften, die darauf ausgerichtet sind, den Ausstoß von HFKW zu begrenzen, die Verwendung anderer Arten von Kältemitteln wie A2L und A3 erforderlich sein. „IEC 60335-2-40 ermöglicht der Europäischen Union, das Kigali-Amendment umzusetzen, indem sie Optionen zur Reduzierung der Nutzung von HFKW in Klimageräten und Wärmepumpen bietet“, erklärt Vonsild.

Es wird erwartet, dass IEC 60335-2-40 auch in anderen Teilen der Welt umgesetzt wird. In Nordamerika ist UL gerade dabei, seine Version der Norm festzulegen. Da China den Großteil der weltweit genutzten Klimageräte herstellt, ist davon auszugehen, dass Hersteller die Norm umsetzen, um die HFKW-Emissionsgrenzen einzuhalten, die andere Länder im Rahmen des Kigali-Amendments festlegen. „Wir gehen davon aus, dass IEC 60335-2-40 zunehmend von weiteren Ländern angenommen wird, damit sie ihren Verpflichtungen aus dem Kigali-Amendment nachkommen können“, merkt Vonsild an.

Der Fokus auf Wärmepumpen ist ein weiterer Vorteil von IEC 60335-2-40 aus umwelttechnischer Sicht. Da Wärmepumpen im Vergleich zu anderen Heiz- und Kühlsystemen energieeffizienter sind, kann ihre zunehmende Verwendung dazu beitragen, schädliche Umweltauswirkungen zu reduzieren.

Vonsild fügt abschließend hinzu: „Die neue Ausgabe von IEC 60335-2-40 stellt eine umfassende Aktualisierung dar. Wir haben die gesamte Norm überprüft und Maßnahmen eingeführt, die gut für die Umwelt sind und gleichzeitig ein hohes Maß an Sicherheit garantieren.

Damit Änderungen zur vorhergehenden Ausgabe leichter nachvollzogen werden können, ist eine kommentierte Fassung (en: commented version, CMV) der offiziellen Norm IEC 60335-2-40 verfügbar. Darin enthalten sind auch Anmerkungen von den Fachleuten, die die Norm erarbeitet haben, um die Gründe für die Änderungen zu erläutern.


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