Umstellung von HFKW auf CO2 (R744) oder Propan (R290) Schritt für Schritt

Wann ist ein Wechsel relevant?

Seit dem 1. Januar 2025 dürfen frische F-Gase mit einem GWP von 2 500 oder mehr nicht mehr für die Wartung von Kälteanlagen verwendet werden. Aufgearbeitete oder recycelte Gase dürfen bis Ende 2029 verwendet werden, und ab 2032 wird der Grenzwert auf GWP 750 verschärft ^[1]. Zentrale gewerbliche Kälteanlagen ab 40 kW mit einem GWP von 150 oder mehr dürfen nicht mehr in Verkehr gebracht werden ^[1]. Gleichzeitig sinken die HFKW-Quoten, was die Preise erhöht und die Verfügbarkeit verringert ^[1]. Ein Wechsel ist in der Regel in folgenden Fällen erwägenswert:

• die Anlage mit R404A, R507A oder einem anderen Kältemittel betrieben wird, das einem Wartungsverbot unterliegt oder ab 2032 unterliegen wird,
• die Anlage häufig leckt oder eine größere Reparatur ansteht, wie ein neuer Verdichterverbund oder neue Rohrleitungen,
• das Geschäft oder Gebäude ohnehin umgebaut oder erweitert wird,
• der Betreiber die Kosten für Kältemittel und Dichtheitskontrollen senken möchte.

Für eine kleine Anlage kann eine Umstellung auf ein HFKW/HFO-Gemisch mit niedrigerem GWP ein erster Schritt sein. Der Umstellungsrechner zeigt, welche Alternativen passen.

Warum man R744 oder R290 normalerweise nicht in eine HFKW-Anlage füllen kann

Eine HFKW-Anlage hat einen für HFKW gewählten maximal zulässigen Druck (PS). Das Einfüllen von CO2 würde diesen um ein Vielfaches überschreiten, zudem sind Druckentlastung, Verdichter und Öl falsch. Propan in einer HFKW-Anlage bringt ein brennbares Kältemittel in Ausrüstungen, die nie auf Zündquellen bewertet wurden, der Raum erfüllt eventuell nicht die Füllmengengrenzen, und die Anlage entspricht nicht mehr ihrer CE-Kennzeichnung ^[3][5]. In der Praxis baut man daher eine neue Anlage oder ersetzt das Aggregat, wobei höchstens Verkabelung und einige Kühlstellen wiederverwendet werden, sofern der Hersteller dies genehmigt.

Was ersetzt R404A?

R404A hat einen GWP von ca. 3.900. Seit dem 1. Januar 2025 darf frisches R404A nicht mehr zur Wartung von Kälteanlagen verwendet werden; aufbereitetes oder recyceltes R404A darf bis zum 31. Dezember 2029 genutzt werden, und ab dem 1. Januar 2032 sinkt die Anwendungsgrenze für stationäre Kälteanlagen auf GWP 750 ^[1]. Eine bestehende Anlage wird in der Regel auf ein HFC/HFO-Gemisch umgestellt, während eine Neuanlage für R744 oder R290 ausgelegt wird. Die Tabelle vergleicht die gängigen Optionen; GWP nach Verordnung (EU) 2024/573 ^[1], Glide berechnet mit CoolProp bei einem Taupunkt von −30 °C ^[7].

• R448A, R449A und R452A sind wie R404A in A1 eingestuft, sodass sich die Sicherheitsklasse nicht ändert. Ihr GWP liegt unter 2.500, aber über 750, weshalb sie nach 2031 ebenfalls nur mit aufbereitetem oder recyceltem Gas nachgefüllt werden dürfen ^[1].
• R454C und R455A haben einen GWP unter 150, sind jedoch A2L (leicht entflammbar). Die Umstellung einer A1-Anlage erfordert eine neue EN 378-Bewertung hinsichtlich Füllgrenzen, Lüftung und Komponenten ^[3].
• R404A und die genannten Gemische arbeiten mit POE-Öl. Prüfen Sie vor der Umstellung die Freigabe des Verdichterherstellers für das neue Kältemittel und das Öl.
• Die Gemische haben einen Temperaturglide von 4–14 K. Messen Sie die Überhitzung ab dem Taupunkt und die Unterkühlung ab dem Siedepunkt, wie im Überhitzungsleitfaden beschrieben.
• Der Retrofit-Rechner vergleicht Kälteleistung, Endtemperatur und Massenstrom dieser Kältemittel für Ihre Anlage.

Schritt 1: Planung der neuen Anlage

1. Kälteleistung nach Temperaturniveau (Normalkühlung, Tiefkühlung, Klimatisierung) und Jahresverlauf sowie eventuellen Wärmerückholungsbedarf ermitteln.
2. Systemkonzept wählen. Eine transkritische CO2-Verbundanlage deckt Normal- und Tiefkühlung in einem System ab. Ein indirektes System mit einem Propankühler hält das Propan im Freien oder im Maschinenraum und verteilt die Kälte über ein Sekundärmedium wie Glykol oder CO2-Sole. Plug-in-Möbel mit R290 (kompakt, oft wassergekühlt) eignen sich für kleinere Geschäfte.
3. Festlegen, wo kältemittelführende Teile aufgestellt werden: im Aufenthaltsbereich, im Maschinenraum, im Freien oder in einer belüfteten Kapselung. Dies ergibt die Standortklasse und die Zugangskategorie ^[3][4].
4. Rohrleitungen dimensionieren. Der CO2-Rechner dimensioniert Kupfer- und Stahlrohre für R744, und der HC-Rechner prüft die Füllgrenze für R290 und andere Kohlenwasserstoffe.

Schritt 2: Sicherheitsklasse und Füllgrenzen

Nach EN 378-1 und ISO 5149-1 hängt die maximale Füllmenge vom Kältemittel, dem Raumvolumen, der Standortklasse und der Zugangskategorie ab ^[3][4]. Für R744 (A1) gilt die praktische Grenze: Wenn die gesamte Füllmenge in den kleinsten Raum entweicht, muss die Konzentration unter dem Grenzwert bleiben, andernfalls sind Maßnahmen wie Gaswarnanlage, Belüftung oder ein Maschinenraum erforderlich. CO2 ist schwerer als Luft und sammelt sich am Boden an.

Für R290 (A3) basieren die Grenzen auf der unteren Explosionsgrenze (LFL). Unterhalb von m1 gibt es im Wesentlichen keine raumabhängigen Anforderungen, zwischen m1 und m3 begrenzen Raumgröße und Aufstellhöhe die Füllmenge, und oberhalb von m3 müssen die kältemittelführenden Teile in einem Maschinenraum, einer belüfteten Kapselung oder im Freien untergebracht sein ^[3]. Entnehmen Sie die genauen Werte und Formeln der für das Projekt gültigen Normenausgabe. Der Artikel über brennbare Kältemittel zeigt Beispiele für Propan.

Schritt 3: Druck, PED und ATEX

Jedes Bauteil muss über einen PS verfügen, der den höchsten Druck im Betrieb, im Stillstand und beim Transport abdeckt ^[3]. Prüfen Sie bei CO2 den Stillstandsdruck: Viele Anlagen verfügen über eine kleine Stillstandskühleinheit oder dafür ausgelegte Behälter. Nach der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU richtet sich die Kategorie (I–IV) nach PS, Volumen oder Rohrmaß und Fluiddruppe. Propan ist Fluidgruppe 1, CO2 Fluidgruppe 2, und die Kategorie bestimmt das Konformitätsbewertungsverfahren sowie die Notwendigkeit einer benannten Stelle ^[5].

Dort, wo Propan eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann, z. B. im Maschinenraum oder bei Servicearbeiten, muss der Arbeitgeber das Risiko beurteilen, Bereiche in Zonen einteilen und dies in einem Explosionsschutzdokument dokumentieren ^[6]. Ausrüstung in einer Zone muss gemäß der ATEX-Geräterichtlinie 2014/34/EU für diese Zone geeignet sein. EN 378 zielt darauf ab, eine explosionsfähige Atmosphäre im Normalbetrieb zu vermeiden, das Risiko muss dennoch bewertet werden.

Schritt 4: Qualifikation und Zertifizierung

Gemäß (EU) 2024/573 und der Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215 umfasst die Zertifizierungspflicht für Installation, Wartung, Instandsetzung und Außerbetriebnahme nicht nur F-Gase, sondern auch die Alternativen Ammoniak, CO2 und Kohlenwasserstoffe, und für Dritte tätige Unternehmen müssen zertifiziert sein ^[1][2]. Die Personenzertifikate sind ^[2]:

Mitgliedstaaten können kombinierte Zertifikate ausstellen. Zertifikate nach der alten Verordnung (EU) 2015/2067 entsprechen den neuen Typen (Kategorie I → A1, II → A2, III → D, IV → E), dürfen jedoch nur weiterverwendet werden, wenn der Inhaber seine Kenntnisse durch die nach Artikel 10 der (EU) 2024/573 geforderte Fortbildung oder Bewertung aktualisiert hat ^[1][2]. Für eine CO2-Anlage benötigen Techniker daher Typ B und für Propan A1 oder A2. Prüfen Sie die Zertifikate des Installateurs und des Serviceunternehmens vor Vertragsschluss.

Schritt 5: Außerbetriebnahme der HFC-Anlage

Das alte Kältemittel muss von einer zertifizierten Person abgesaugt und dem Recycling, der Aufbereitung oder der Vernichtung zugeführt werden. Tragen Sie die Menge in das Betriebsbuch ein. Absichtliches Freisetzen ist verboten ^[1].

Schritt 6: Druckprüfung, Evakuierung und Inbetriebnahme

1. Festigkeits- und Dichtheitsprüfung der Anlage mit trockenem Stickstoff gemäß EN 378-2 vor dem Befüllen durchführen. CO2-Prüfdrücke sind wesentlich höher als bei HFC: Gefahrenbereich planen. Siehe Leitfaden zur Druckprüfung.
2. Evakuieren und mit Vakuumhaltetest prüfen. Siehe Leitfaden zur Evakuierung.
3. Kältemittel einfüllen. Bei CO2 das Vakuum zuerst mit Dampf brechen, damit sich kein Trockeneis bildet. Bei Propan Zündquellen fernhalten und mit einem dafür vorgesehenen Gaswarngerät messen.
4. Sicherheitsfunktionen prüfen: Druckbegrenzer, Sicherheitsventile, Gaswarnanlage, Alarme, Lüftung und Not-Aus.
5. Betriebsdaten prüfen und Betreiber einweisen.

Dokumentation

• Konformitätserklärung und CE-Kennzeichnung der Gesamtanlage nach PED unter Angabe der Kategorie und der Konformitätserklärung ^[5].
• Druckprüf- und Dichtheitsprüfbescheinigungen, Füllmenge und Kältemittel auf dem Leistungsschild.
• Risikobeurteilung, Füllmengengrenzen-Berechnung und bei Propan das Explosionsschutzdokument ^[3][6].
• Betriebsanleitung, Betriebsbuch und die Zertifikate der ausführenden Personen ^[2].

Checkliste

• Ist der Grund für den Wechsel klar: Serviceverbot, Produktverbot, Leckagen oder Kosten?
• Ist die Kälteleistung pro Temperaturniveau bekannt?
• Wurde das Systemkonzept gewählt: CO2-Verbund, Propankühler mit Sekundärmedium oder Plug-in?
• Wurden Standortklasse und Zugangskategorie für jedes kältemittelführende Bauteil festgelegt?
• Wurde die Füllmengengrenze anhand der gültigen Ausgabe der EN 378 oder ISO 5149 überprüft?
• Wurden PS, PED-Kategorie und Konformitätserklärung festgelegt?
• Für Propan: Wurde die ATEX-Risikobeurteilung und Zoneneinteilung durchgeführt?
• Verfügen Personen und Unternehmen über Zertifikate für CO2 oder Kohlenwasserstoffe?
• Wurde das HFC abgesaugt und dokumentiert?
• Wurden Druckprüfung, Evakuierung und Funktionsprüfungen dokumentiert?