Brandbare koudemiddelen (A2L en A3): vullingsgrenzen, normen en ATEX
Hoe propaan, isobutaan, R32 en andere brandbare koudemiddelen mogen worden gebruikt: LFL, m1–m3 volgens EN 378, de ruimteformule, IEC 60335-2-89 (13 × LFL), ATEX en veilig onderhoud.
Het belangrijkste
- A3-koudemiddelen zoals propaan (R290) zijn zeer brandbaar. A2L-koudemiddelen zoals R32 en R1234yf zijn licht ontvlambaar, met een verbrandingssnelheid van hoogstens 10 cm/s [1].
- EN 378-1 beperkt de vulling met de onderste brandbaarheidsgrens (LFL): m1 = 4 m³ × LFL, m2 = 26 m³ × LFL, m3 = 130 m³ × LFL, maal 1,5 voor A2L [1].
- Voor propaan (LFL 0,038 kg/m³) is m1 ongeveer 150 g en m3 ongeveer 4,9 kg [1].
- Zelfstandige commerciële koelmeubelen mogen volgens IEC 60335-2-89 tot 13 × LFL per circuit bevatten, ongeveer 500 g propaan [2][3].
- Waar een explosieve atmosfeer kan ontstaan, gelden de ATEX-richtlijnen voor apparatuur (2014/34/EU) en werkplekken (1999/92/EG) [4][5].
Waarom brandbare koudemiddelen vaker voorkomen
De eisen aan een lage GWP in de F-gassenverordening en vergelijkbare regels in andere landen faseren koudemiddelen met een hoge GWP uit. De meest gebruikte vervangers zijn natuurlijke koudemiddelen, zoals propaan, isobutaan en kooldioxide, of synthetische koudemiddelen met een lage GWP, zoals R32 en HFO-mengsels. Kooldioxide is niet brandbaar. De meeste andere vervangers zijn A3 of A2L. Hun brandbaarheid is de reden dat de hoeveelheid in een ruimte wordt beperkt en dat installatie en onderhoud extra zorg vragen.
LFL en veiligheidsklassen
De onderste brandbaarheidsgrens (LFL) is de laagste concentratie van het koudemiddel in lucht die kan ontbranden, uitgedrukt in kg/m³. Propaan heeft een LFL van 0,038 kg/m³ en R32 van 0,307 kg/m³. Hoe lager de LFL, hoe kleiner de hoeveelheid die nodig is om in een ruimte een brandbaar mengsel te vormen. Klasse 2L is licht ontvlambaar: een vlam verspreidt zich langzaam, hoogstens 10 cm/s, en er is meer energie nodig om het mengsel te ontsteken. Daarom mogen A2L-koudemiddelen in grotere hoeveelheden worden gebruikt dan A3 [1].
Vullingsgrenzen volgens EN 378-1
EN 378-1 deelt brandbare koudemiddelen in drie niveaus in [1]:
| Grens | Formule | R290 (propaan) | R32 (A2L, × 1,5) |
|---|---|---|---|
| m1 | 4 m³ × LFL | 0,15 kg | 1,84 kg |
| m2 | 26 m³ × LFL | 0,99 kg | 12,0 kg |
| m3 | 130 m³ × LFL | 4,94 kg | 59,9 kg |
Onder m1 zijn er in wezen geen eisen die met de grootte van de ruimte samenhangen. Tussen m1 en m3 wordt de vulling beperkt door de grootte van de ruimte en de installatiehoogte. Een gangbare berekening is de formule m_max = 2,5 × LFL^1,25 × h0 × A^0,5, waarbij A het vloeroppervlak van de ruimte in m² is en h0 de hoogte waarop het koudemiddel kan weglekken, bijvoorbeeld 0,6 m voor vloermodellen en 2,2 m voor plafondmodellen. Boven m3 moeten de delen met koudemiddel in een machinekamer, een geventileerde behuizing of buiten staan, afhankelijk van plaatsingsklasse en toegangscategorie [1]. Controleer altijd welke editie van de norm voor het project geldt: de herziening van EN 378 wijzigt de methode voor brandbare koudemiddelen.
De productnormen IEC 60335-2-89 en 60335-2-40
Voor fabrieksmatig gemaakte apparaten gelden productnormen uit de reeks IEC 60335, die in Europa als EN 60335 verschijnen. IEC 60335-2-89 omvat commerciële koelmeubelen en ijsblokjes- en roomijsmachines met ingebouwde of externe compressor. De editie van 2019 verhoogde de grens voor A3-koudemiddelen van 150 g naar 13 × LFL per koudemiddelcircuit, ongeveer 500 g propaan, als het apparaat voldoet aan extra eisen, onder meer aan dichtheid en beproeving. Voor A2L-koudemiddelen is de grens 1,2 kg [2][3].
IEC 60335-2-40 omvat airco's, warmtepompen en ontvochtigers. Ze bepaalt hoeveel brandbaar koudemiddel een apparaat mag bevatten in verhouding tot de grootte van de ruimte en welke maatregelen een grotere vulling toestaan, bijvoorbeeld lekdetectie, luchtcirculatie of ventilatie en afsluitkleppen. Bij de installatie moeten de aanwijzingen van de fabrikant over het minimale vloeroppervlak altijd worden gevolgd.
ATEX
ATEX bestaat uit twee EU-richtlijnen. Richtlijn 2014/34/EU geldt voor apparaten en beveiligingssystemen voor gebruik op plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen [4]. Richtlijn 1999/92/EG gaat over de plichten van de werkgever: het risico op een explosieve atmosfeer beoordelen, ruimten in zones indelen, geschikte apparatuur kiezen en alles vastleggen in een explosieveiligheidsdocument [5]. In de koeltechniek speelt ATEX bijvoorbeeld in machinekamers met propaan of ammoniak en bij onderhoud waarbij koudemiddel kan weglekken. EN 378 en de productnormen zijn zo opgezet dat normaal bedrijf geen explosieve atmosfeer veroorzaakt, maar bij onderhoud en lekken moet het risico worden beoordeeld.
Veilig onderhoud van brandbare systemen
- Beoordeel het risico vóór het werk en zorg dat er geen ontstekingsbronnen in de buurt zijn: open vuur, vonken, hete oppervlakken, niet-goedgekeurd elektrisch gereedschap.
- Meet de concentratie met een gasdetector die voor het koudemiddel bedoeld is, vóór en tijdens het werk.
- Ventileer de werkplek. Brandbare koudemiddelen zoals propaan zijn zwaarder dan lucht en verzamelen zich bij de vloer en in putten.
- Gebruik terugwinunits, vacuümpompen en gereedschap die de fabrikant voor brandbare koudemiddelen heeft goedgekeurd.
- Haal het koudemiddel eruit en spoel het systeem met stikstof voordat u gaat solderen. Soldeer nooit aan een systeem met brandbaar koudemiddel.
- Houd een brandblusser bij de hand.
- Markeer het systeem met koudemiddel en hoeveelheid, en volg de regels voor opslag en transport van gasflessen.
Zelf berekenen
Begrippen in dit artikel
Bronnen
- EN 378-1:2016+A1:2020 – Part 1: Basic requirements, definitions, classification and selection criteria
- Danfoss – IEC 60335-2-89: flammable refrigerant charge limit change (FAQ)
- International Institute of Refrigeration – Adoption of long-awaited standard for flammable refrigerants
- Directive 2014/34/EU (ATEX equipment) – EUR-Lex
- Directive 1999/92/EC (ATEX workplaces) – EUR-Lex