Sekundärkühlkreisläufe: Vorschriften für Glykol, Sole, CO2 und Kaltwasser
Indirekte Kühlung mit Glykol, Sole, CO2 oder Kaltwasser: Was EN 378, die EU-F-Gase-Verordnung, die Druckgeräterichtlinie und das Schweizer Recht zum Sekundärkreislauf vorschreiben.
Das Wichtigste
- In einem indirekten System verbleibt das Kältemittel im Maschinenraum oder im Gerät, während ein Sekundärfluid die Wärme abtransportiert, ohne verdichtet oder entspannt zu werden. EN 378 erfasst auch Sekundärsysteme [3].
- F-Gase-Dichtheitsprüfungen, Leckageerkennung und Zertifikate richten sich nach dem Kältemittelkreislauf. Lediglich dessen Füllmenge wird in Tonnen CO2e angerechnet [1].
- Ein Gerät, dessen Hauptaufgabe darin besteht, Wasser, Glykol, Sole oder CO2 zu kühlen, gilt als Kühler (Chiller) gemäß der Verordnung (EU) 2024/573, mit eigenen Marktverboten und ohne das Serviceverbot für 2032 [1].
- Unter der Druckgeräterichtlinie ist ein Glykol- oder Solkreislauf nur dann erfasst, wenn PS über 10 bar liegt und die Größengrenzen für Fluide der Gruppe 2 überschritten werden. CO2 als Sekundärfluid folgt den niedrigeren Grenzwerten für Gase [2].
- Die Schweiz benennt den Sekundärkreislauf (Kälteträgerkreislauf) in Anhang 2.10 der ChemRRV sowohl in einem Marktabfrageverbot als auch in einer Ausnahme vom Nachfüllverbot [4].
Was ein indirektes System ist
EN 378-1 definiert ein Sekundärkühl- oder -heizsystem als ein System, das ein Fluid verwendet, um Wärme vom Produkt oder Raum zum Kältesystem zu transportieren, ohne dieses Fluid zu verdichten oder zu entspannen, und die Norm gilt auch für solche Systeme [3]. Kaltwasser, Glykol oder Salzsole wird zu den Kühlern geleitet. CO2 kann ebenfalls als flüchtiges Sekundärfluid eingesetzt werden: Es wird als Flüssigkeit gepumpt, verdampft in den Kühlern teilweise und wird durch den Primärkreis kondensiert, bei wesentlich höheren Drücken als bei einem Glykolkreislauf.
Die Gründe hierfür sind eine geringe Kältemittelfüllmenge an einem Ort sowie der Ausschluss brennbarer (A2L, A3) oder toxischer (B2L, Ammoniak) Kältemittel in Aufenthaltsbereichen. Der Preis dafür sind eine zusätzliche Temperaturdifferenz und Pumpenenergie.
Wie EN 378-1 Systeme klassifiziert
EN 378-1 klassifiziert Kälteanlagen in Abschnitt 5.4. Dabei wird zwischen direkten abtrennbaren bzw. freisetzbaren Systemen, bei denen austretendes Kältemittel in den Aufenthaltsbereich gelangen kann, und indirekten Systemen unterschieden; Abschnitt 5.5 nennt Beispiele für beide [3]. Die Anlagenklasse wird zusammen mit der Aufstellklasse und der Zugangskategorie bei der Festlegung der Füllmorgengrenze verwendet; siehe hierzu den Artikel zu EN 378 und ISO 5149.
EU-F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573
Die Verordnung erfasst fluorierte Treibhausgase. Wasser, Glykol, Solen und CO2 gehören nicht dazu, daher richten sich die Pflichten nach dem Kältemittelkreislauf [1]:
- Dichtheitsprüfungen ab 5 Tonnen CO2e von Gasen nach Anhang I (Artikel 5 Absatz 1), mindestens alle 12, 6 oder 3 Monate ab 0, 50 bzw. 500 t CO2e oder alle 24, 12 oder 6 Monate bei Vorhandensein eines Leckageerkennungssystems (Artikel 5 Absatz 6). Tonnen CO2e entsprechen der Füllmenge in Tonnen multipliziert mit dem GWP (Artikel 3) [1].
- Leckageerkennungssystem ab 500 t CO2e in ortsfesten Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen (Artikel 6 Absatz 1) [1].
- Zertifikate (Artikel 10) für Installation, Instandhaltung oder Wartung, Reparatur, Stilllegung und Dichtheitskontrollen. Instandhaltung oder Wartung bedeutet Arbeiten, bei denen fluorierte Gase enthaltende Kreisläufe geöffnet, Gas nachgefüllt oder Lecks repariert werden (Artikel 3 Nummer 18). Arbeiten ausschließlich an Pumpen, Schmutzfängern oder Glykol öffnen den Kältemittelkreislauf nicht [1].
Wo die Verordnung indirekte Systeme nennt
Ein Flüssigkeitskühlsatz (Chiller) ist ein einzelnes System, dessen Hauptfunktion darin besteht, eine Wärmeübertragungsflüssigkeit zu kühlen, wobei die Verordnung Wasser, Glykol, Sole und CO2 als Beispiele nennt (Artikel 3 Nummer 44) [1]. Die Einheit, die den Sekundärkreislauf bedient, ist daher in der Regel ein Chiller, der unter Anhang IV Nummer 7 fällt:
| Anhang IV Nummer 7: Chiller | Verboten ab |
|---|---|
| a) HFKW mit GWP 2500 oder mehr, ausgenommen für die Kühlung von Produkten unter −50 °C | 1. Januar 2020 |
| b) Bis 12 kW, F-Gase mit GWP 150 oder mehr | 1. Januar 2027 |
| c) Bis 12 kW, jegliche F-Gase | 1. Januar 2032 |
| d) Über 12 kW, F-Gase mit GWP 750 oder mehr | 1. Januar 2027 |
Die Buchstaben b bis d gelten nicht, wenn das F-Gas zur Erfüllung von Sicherheitsanforderungen am Standort erforderlich ist. Das allgemeine Verbot für andere Kälteanlagen ab GWP 150 ab dem 1. Januar 2030 (Nummer 5 Buchstabe c) schließt Chiller aus [1].
Verbundanlagen und Kaskaden. Gewerbliche Verbundanlagen ab 40 kW mit F-Gasen mit GWP 150 oder mehr sind ab dem 1. Januar 2022 verboten, ausgenommen im Primärkreislauf von Kaskadensystemen, wo ein GWP unter 1500 zulässig ist (Nummer 6) [1]. Hierbei ist der Sekundärkreislauf ein Mitteltemperatur-Kältemittelkreislauf, dessen Kondensatorwärme der Primärkreislauf aufnimmt, und keine Soleschleife (Artikel 3 Nummer 35) [1].
Serviceverbote. Seit dem 1. Januar 2025 dürfen Gase mit GWP 2500 oder mehr nicht mehr für die Instandhaltung von Kälteanlagen verwendet werden, mit Ausnahme von aufgearbeiteten oder recycelten Gasen bis zum 1. Januar 2030 (Artikel 13 Absatz 3). Das Verbot ab GWP 750 ab dem 1. Januar 2032 schließt Chiller aus (Artikel 13 Absatz 5) [1].
Schweiz: ChemRRV Anhang 2.10
Die Schweiz hat eigene Vorschriften in der Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV, SR 814.81), Anhang 2.10. Diese betreffen Kältemittel, die in der Luft stabil sind, wie zum Beispiel HFKW. Die ab dem 1. Januar 2027 geltende Fassung benennt den Kälteträgerkreislauf [4]:
- Gewerbliche und industrielle Lebensmitttelkürzung, die steckerfertig ist oder über einen Kälteträgerkreislauf verfügt, darf nicht mit einem Kältemittel mit GWP 150 oder mehr in Verkehr gebracht werden (Ziffer 2.1 Absatz 3 Buchstabe b Ziffer 4) [4].
- Für Gebäude-Klimaanlagen und industrielle Prozeßkühlung zielt das Verbot ab GWP 150 auf Direktverdampfungssysteme ab (Ziffer 2.1 Absatz 3 Buchstabe a Ziffer 5 und Buchstabe c Ziffer 5) [4].
- Das Nachfüllen mit GWP 750 oder mehr ist in der Lebensmittel- und Industriekühlung sowie auf Eissportbahnen verboten, jedoch bleibt Frischkältemittel in Anlagen mit einem Kälteträgerkreislauf zulässig (Ziffern 3.3.1 Absatz 2 und 3.3.2 Absatz 2 Buchstabe b). Für andere Anlagen beginnt das Verbot von Frischkältemittel nach dem 31. Dezember 2031 (Ziffer 7 Absatz 5) [4].
Druckgeräte: Die DGRL auf der Sekundärseite
Die Richtlinie 2014/68/EU behandelt ein Fluid als Flüssigkeit, wenn dessen Dampfdruck bei der maximal zulässigen Temperatur TS höchstens 0,5 bar über dem Atmosphärendruck liegt. Wasser, Glykol und Solen erfüllen diese Bedingung normalerweise. Gruppe 1 umfasst brennbare, toxische und andere gefährliche Fluide nach Artikel 13 Absatz 1 Buchstabe a sowie Fluide mit einem TS über ihrem Flammpunkt; alle anderen gehören zu Gruppe 2 [2]. Artikel 4 Absatz 1 legt folgende Grenzen fest:
| Gerät | Flüssigkeit der Gruppe 2 (Wasser, Glykol, Sole) | Gas oder verflüssigtes Gas der Gruppe 2 (CO2) |
|---|---|---|
| Behälter | PS > 10 bar und PS·V > 10 000 bar·L oder PS > 1000 bar | V > 1 L und PS·V > 50 bar·L oder PS > 1000 bar |
| Rohrleitungen | PS > 10 bar, DN > 200 und PS·DN > 5000 bar | DN > 32 und PS·DN > 1000 bar |
Ein Glykolkreislauf mit PS 10 bar oder weniger fällt daher unabhängig von seiner Größe nicht unter Artikel 4 Absatz 1. Solche Geräte entsprechen der guten Ingenieurpraxis, sind mit einer Anleitung versehen und tragen gemäß der Richtlinie keine CE-Kennzeichnung (Artikel 4 Absatz 3) [2]. CO2 als Sekundärmedium gehört zur Gruppe 2, folgt jedoch den Gasgrenzwerten: Bei PS 40 bar ergibt eine DN 40-Leitung 1600 bar und fällt somit in den Geltungsbereich [2]. Ein Verdampfer oder Plattenwärmeübertrager mit mehreren Kammern wird nach der Kammer mit der höchsten Kategorie eingestuft (Artikel 13 Absatz 2) [2].
Glykol, Solen und Gewässerschutz
Glykole und Solen können Wasser und Boden belasten. Nationale Vorschriften für wassergefährdende Stoffe können gelten; fragen Sie die örtliche Umweltbehörde.
Praktische Checkliste
- CO2e nur für den Kältemittelkreislauf berechnen [1].
- Prüfen, ob die Kühleinheit ein Chiller ist (Artikel 3 Nummer 44), und Anhang IV Nummer 7 anwenden [1].
- Das Öffnen des Kältemittelkreislaufs erfordert ein F-Gase-Zertifikat; Arbeiten ausschließlich an der Soleseite tun dies nicht [1].
- Die Anlagenklasse gemäß EN 378-1 Abschnitte 5.4 und 5.5 überprüfen [3].
- PS auf der Soleseite festlegen und beachten, ob 10 bar überschritten werden; für CO2 die GasGrenzwerte verwenden [2].
- In der Schweiz die Sekundärkreislauf-Vorschriften in ChemRRV Anhang 2.10 prüfen [4].
Rohre, Pumpen und den Druckverlust eines Wasser- oder Glykolkreislaufs mit dem Rechner für Heizung und Kühlung (Hydraulik) dimensionieren.
Selbst berechnen
Begriffe im Artikel
Quellen
- Regulation (EU) 2024/573 on fluorinated greenhouse gases – EUR-Lex
- Directive 2014/68/EU on pressure equipment (PED), consolidated version of 30 May 2026 – EUR-Lex
- EN 378-1:2016 (SIST EN 378-1:2017) – scope, definitions and classification of refrigerating systems – iTeh Standards
- Fedlex – Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV), SR 814.81, Annex 2.10 (Stand am 1. Januar 2027)
- European Commission – Fluorinated greenhouse gases
- BAFU – Kältemittel