Wie die EU-F-Gas-Verordnung die Entfeuchtungstechnologie verändert

Wenn Sie Kondensationsentfeuchter planen, verkaufen oder installieren, sind Sie wahrscheinlich bereits mit den aktuell in ganz Europa stattfindenden regulatorischen Veränderungen vertraut. Die aktualisierte Verordnung der Europäischen Union über fluorierte Treibhausgase – Verordnung (EU) 2024/573 – beschleunigt den Ausstieg aus vielen synthetischen Kältemitteln, darunter R407C, das seit Mitte der 90er Jahre als Kältemittel in Kondensationsentfeuchtern verwendet wird. Für die Dantherm Group bedeutet dies im Wesentlichen eine Umstellung auf das F-Gas R454C mit einem deutlich geringeren Treibhauspotenzial und in einem nächsten Schritt die vollständige Umstellung auf natürliche Kältemittel, die bereits in einigen Produkten zum Einsatz kommen.

Dieser Artikel erläutert, was die Verordnung vorschreibt, welche Auswirkungen dies in der Praxis für Hersteller wie die Dantherm Group hat und wie die Branche den Übergang zu einer neuen Generation umweltfreundlicherer Kältemittel gestaltet.                   

Was die EU-F-Gas-Verordnung vorschreibt

Die Verordnung (EU) 2024/573, die im März 2024 in Kraft getreten ist, ersetzt die bisherige F-Gas-Verordnung (EU) Nr. 517/2014 und verschärft die Einschränkungen für fluorierte Treibhausgase, allgemein bekannt als F-Gase, erheblich. Die Verordnung wirkt über zwei zwei zentrale Mechanismen: 1) einen schrittweisen Ausstieg aus der F-Gas-Untergruppe HFKW und 2) sektorspezifische Verbote für Geräte, die Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial (GWP) verwenden.

Die wichtigsten Meilensteine für Hersteller von Luftentfeuchtern und Kühlgeräten sind:

• 2025: Die Beschränkungen für neue Geräte, die Kältemittel mit einem GWP-Wert über 750 verwenden, gelten für eine immer größere Bandbreite von Produktkategorien.
• 2027–2030: Schrittweise Verschärfung der HFKW-Quoten auf dem EU-Markt, wodurch sich die Gesamtmenge der zum Verkauf stehenden Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial verringert.
• 2032–2050: Durch immer umfassendere Beschränkungen werden die meisten synthetischen Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial praktisch aus neuen Anlagen in nahezu allen Branchen verschwinden.
• Nach 2050: Es werden natürliche Kältemittel mit extrem niedrigem oder null GWP verwendet.

Das übergeordnete Ziel der Verordnung besteht darin, die F-Gas-Emissionen bis 2050 um etwa 98 % gegenüber dem Niveau von 2015 zu senken und damit die Ära der synthetischen Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial auf den europäischen Märkten effektiv zu beenden.

Die Dantherm Group wird bis 2032 rund 95 % ihres Produktportfolios auf natürliche Kältemittel umgestellt haben.

Für Händler ist dies von Bedeutung, da die Wartung von Anlagen, die nicht konforme Kältemittel verwenden, mit der Einschränkung der Kältemittelversorgung zunehmend aufwendiger und kostenintensiver wird. Für Gebäudetechniker ist es unerlässlich, bereits heute konforme Anlagen zu spezifizieren, um sicherzustellen, dass die HLK- und Entfeuchtungsinfrastruktur eines Gebäudes während ihrer gesamten Lebensdauer betriebsbereit bleibt.

So funktionieren Kondensationsentfeuchter und -kühler

Ein Kondensationsentfeuchter arbeitet nach dem gleichen thermodynamischen Kreislauf wie ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage. Warme, feuchte Luft wird über einen Verdampfer geführt, der durch die Expansion eines flüssigen Kältemittels gekühlt wird. Kühlt die Luft unter ihren Taupunkt ab, kondensiert die Feuchtigkeit am Verdampfer und wird abgeführt. Die nun trockene, leicht erwärmte Luft wird wieder in den Raum zurückgeführt. Das Kältemittel nimmt die Wärme aus der Luft auf, wird komprimiert und gibt diese über den Kondensator wieder ab, der Kreislauf beginnt von Neuem.

Der Wirkungsgrad und der Einsatzbereich dieses Prozesses werden nahezu vollständig durch die thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels bestimmt: seinen Siedepunkt, seine Verdampfungsenthalpie sowie sein Verhalten unter Druck. Die Wahl des richtigen Kältemittels ist daher eine grundlegende ingenieurtechnische Entscheidung.

Warum F-Gase zum Industriestandard wurden und warum sie ersetzt werden müssen

Synthetische Kältemittel – Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (H-FCKW) und Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) – wurden ab den 1920er-Jahren entwickelt und etablierten sich rasch als bevorzugte Lösung für Kälte- und Klimaanwendungen weltweit. Die Gründe dafür waren überzeugend: Sie sind nicht brennbar, wenig toxisch, chemisch stabil und verfügen über ausgezeichnete thermodynamische Eigenschaften. Dadurch ermöglichten sie eine zuverlässige, effiziente und sichere Kälteerzeugung im industriellen Maßstab.

Diese Eigenschaften gehen jedoch mit erheblichen Umweltbelastungen einher, die anhand von zwei Schlüsselindikatoren gemessen werden:

Das Ozonabbaupotenzial (ODP) Beschreibt die Fähigkeit eines Stoffes, die stratosphärische Ozonschicht zu schädigen, im Vergleich zur Referenzsubstanz CFC-11 (ODP = 1). FCKW und HFCKW weisen ein hohes ODP auf und wurden deshalb im Rahmen des Montrealer Protokolls von 1987 schrittweise verboten. HFKW – die nachfolgende Generation, zu der auch R407C gehört – haben ein ODP von null und schädigen die Ozonschicht nicht.

Das Treibhauspotenzial (GWP) gibt an, wie viel Wärme ein Gas über einen Zeitraum von 100 Jahren in der Atmosphäre zurückhält, im Vergleich zu CO₂ (GWP = 1). Genau hier stellen HFKWs, darunter auch R407C, ein ernstes Problem dar. R407C hat ein GWP von 1.774, was bedeutet, dass ein Kilogramm R407C, das in die Atmosphäre gelangt, die gleichen Auswirkungen auf das Klima hat wie 1.774 Kilogramm CO₂. Selbst kleine Leckagen bei Wartungsarbeiten, der Installation oder am Ende der Lebensdauer von Anlagen können zu erheblichen Treibhausgasemissionen führen. Das 1997 verabschiedete Kyoto-Protokoll, das 2005 in Kraft trat, und nun die Verordnung (EU) 2024/573 regeln das GWP von F-Gasen.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Synthetische Kältemittel haben ein Umweltproblem (den Ozonabbau) gelöst, dabei aber ein anderes (den Klimawandel) verursacht. Die aktuelle Regulierungswelle befasst sich mit diesem Zielkonflikt.

Die Alternativen: natürliche Kältemittel und ihre Grenzen

Die naheliegende Frage lautet: Warum nicht einfach wieder auf natürliche Kältemittel zurückgreifen? Stoffe wie Propan (R290), Ammoniak (R717) oder Kohlendioxid (R744) weisen ein sehr niedriges oder sogar null GWP auf und werden seit über einem Jahrhundert in der Kältetechnik eingesetzt.

Die Herausforderung besteht jedoch darin, dass jede dieser Lösungen spezifische Nachteile mit sich bringt, die eine flächendeckende Anwendung erschweren:

Propan (R290) verfügt über hervorragende thermodynamische Eigenschaften und ein Treibhauspotenzial (GWP) von nur 3, ist jedoch leicht entzündlich. Seine Verwendung erfordert strenge Sicherheitsmaßnahmen hinsichtlich der Begrenzung der Füllmenge, der Installationsumgebung und der Wartungsverfahren. In vielen Anwendungsbereichen beschränken Vorschriften die Kältemittelfüllmenge auf geringe Mengen, was die Kühlleistung von Systemen auf Propanbasis einschränkt.

Ammoniak (R717) ist wohl das thermodynamisch effizienteste verfügbare Kältemittel und weist ein Treibhauspotenzial (GWP) von Null auf, ist jedoch in Konzentrationen von mehr als einigen hundert ppm giftig. Sein Einsatz beschränkt sich weitgehend auf die industrielle Kältetechnik, wo geschultes Personal vorhanden ist und spezielle Sicherheitssysteme installiert werden können. Ohne umfangreiche technische Schutzmaßnahmen ist es für den Einsatz in bewohnten Gebäuden nicht geeignet.

Kohlendioxid (R744) hat ein Treibhauspotenzial (GWP) von 1, ist ungiftig und nicht brennbar, muss jedoch unter sehr hohem Druck – bis zu 150 bar – betrieben werden, im Vergleich zu den für HFKW-Systeme typischen 15–25 bar. Dies erfordert deutlich robustere und teurere Komponenten, was insbesondere bei kleineren gewerblichen Anwendungen zu höheren Kosten und größerer Komplexität führt.

Die Umstellung auf natürliche Kältemittel ist das oberste Ziel, und in einigen Produkten kommt bereits Propan zum Einsatz. Um jedoch sowohl für die Hersteller von Luftentfeuchtern als auch für die Installateure einen reibungslosen Übergang zu gewährleisten, wird die Dantherm Group zunächst das synthetische Kältemittel R454C für gewerbliche Luftentfeuchter und Kühler verwenden.

Ein Hinweis zu Adsorptionsentfeuchtern

Kondensationsentfeuchter sind nicht die einzige verfügbare Technologie zur Feuchtigkeitsregulierung. Adsorptionsentfeuchter nutzen hygroskopische Materialien, in der Regel Silikagel, um Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, die anschließend durch einen erwärmten Regenerationsluftstrom ausgetrieben wird. Da sie kein Kältemittel enthalten, umgehen sie das F-Gas-Problem vollständig.

Adsorptionsentfeuchter sind jedoch in den meisten Anwendungsfällen kein einfacher Ersatz. Sie verbrauchen deutlich mehr elektrische Energie als Kondensationsgeräte, insbesondere bei moderaten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, unter denen die Kondensationstechnologie sehr effizient arbeitet. Zudem erfordern sie eine komplexere Installation, Inbetriebnahme und Wartung sowie eine sorgfältige Systemauslegung zur Steuerung des Luftstroms. Für Schwimmbadhallen, Wohngebäude und viele gewerbliche Gebäude sind Adsorptionssysteme aufgrund ihres Energieverbrauchs und ihrer technischen Anforderungen als direkter Ersatz ungeeignet.

Die Umstellung auf R454C: Was dies für die Dantherm Group und ihre Produkte bedeutet

Angesichts der Einschränkungen natürlicher Kältemittel und der regulatorischen Notwendigkeit, sich von HFKW mit hohem Treibhauspotenzial zu verabschieden, setzt die Branche auf eine neue Generation von Kältemittelgemischen. Diese sind darauf ausgelegt, gute thermodynamische Eigenschaften beizubehalten und gleichzeitig den GWP-Wert deutlich zu reduzieren.

Die Dantherm Group stellt ihre Produktlinien von Kondensationsentfeuchtern von R407C auf R454C um. Dies betrifft nahezu alle Entfeuchter.

R454C hat ein Treibhauspotenzial (GWP) von nur 148, verglichen mit 1.774 bei R407C, und sein Ozonabbaupotenzial (ODP) liegt bei null. 

Damit erfüllt es die Anforderungen der Verordnung (EU) 2024/573 und gilt für die absehbare Zukunft als zukunftssichere Lösung.

Der Nachteil ist eine geringfügige Verringerung des thermodynamischen Wirkungsgrads bei erhöhten Betriebstemperaturen. R454C ist unter Hochtemperaturbedingungen etwas weniger effektiv als R407C, was bei bestimmten Anwendungen geringfügige Anpassungen der Anlagenauslegung erforderlich machen kann. Für die überwiegende Mehrheit der Entfeuchtungsanwendungen, darunter Schwimmbäder, Keller, Lagerräume und gewerbliche Innenräume, bietet R454C jedoch eine völlig ausreichende Leistung bei deutlich geringerem ökologischen Fußabdruck.

Für Händler ist dieser Übergang unkompliziert: Die mit R454C ausgestatteten Produkte der Dantherm Group sind als direkte Nachfolger ihrer mit R407C betriebenen Vorgängermodelle konzipiert. Servicetechniker müssen bei der Bestellung von Ersatzteilen und Kältemittel den Kältemittelwechsel berücksichtigen, doch die Betriebs- und Wartungsverfahren bleiben im Wesentlichen unverändert.

Für Händler ist diese Umstellung unkompliziert: Die mit R454C ausgestatteten Produkte der Dantherm Group können ihre Vorgänger mit R407C sofort ersetzen. Servicetechniker müssen bei der Bestellung von Ersatzteilen und Kältemittel den Kältemittelwechsel berücksichtigen. Da es sich bei R454C um ein sogenanntes A2L-Kältemittel handelt, das sich durch eine geringe Entflammbarkeit auszeichnet, ist eine ATEX-Zone erforderlich, um eine explosionsfreie Umgebung zu gewährleisten. Die ATEX-Zone ist nur beim Befüllen und Entleeren der Anlage mit dem A2L-Kältemittel erforderlich, nicht jedoch während des täglichen Betriebs.

Für Gebäudetechniker stellt die Spezifikation von Dantherm Group Geräten mit R454C sicher, dass heute installierte Entfeuchtungssysteme den EU-Vorschriften entsprechen und künftig weder von Einschränkungen bei der Kältemittelverfügbarkeit noch von steigenden Kosten infolge sinkender R407C-Quoten betroffen sind.

Die übergeordnete Kältemittelstrategie der Dantherm Group: Propan in anspruchsvollen Einsatzbereichen

Eine vielfältige Produktstrategie führt zu unterschiedlichen Lösungen. Einige der Zelt- und Container-Kühlgeräte der Dantherm Group, wie beispielsweise die Modelle AC-M11 und AC-M18, die für humanitäre Hilfsmaßnahmen und militärische Einsätze entwickelt wurden, werden Propan (R290) verwenden – ein natürliches Kältemittel mit einem GWP-Wert von nur 3.

In diesen Spezialanwendungen wird die Entflammbarkeit von Propan durch konstruktive Maßnahmen kontrolliert, anstatt sie zu vermeiden. Kühlgeräte in Militärqualität werden gemäß der Norm MIL-STD-810 auf mechanische Stöße und Vibrationen geprüft, wodurch sichergestellt wird, dass der Kältekreislauf robust genug ist, um anspruchsvollen Einsatzbedingungen ohne Leckagen standzuhalten. Dieser Ansatz zeigt, dass natürliche Kältemittel sicher eingesetzt werden können, wenn die Anwendung dies erfordert und wenn die technischen Maßnahmen zur Bewältigung ihrer spezifischen Gefahren angemessen ausgelegt sind.

Eine historische Anmerkung: Wo die Kältetechnik ihren Anfang nahm und wohin sie sich entwickelt

Die derzeitige Regulierungslage hat etwas Ironisches an sich.

19^{. Jahrhundert}: Die Geschichte der mechanischen Kältetechnik begann mit natürlichen Kältemitteln. Ammoniak, CO₂ und Schwefeldioxid trieben Ende des 19. Jahrhunderts die ersten kommerziellen Kühlsysteme an. 

In den 1920er Jahren: Chemiker bei General Motors und DuPont synthetisierten die ersten FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), um die damals verwendeten giftigen und brennbaren Stoffe gezielt zu ersetzen. FCKW und ihre Nachfolgemodelle waren eine außergewöhnliche technische Errungenschaft: ungiftig, nicht brennbar, stabil und effizient. Sie machten Haushaltskühlschränke sicher und sorgten dafür, dass Klimaanlagen allgegenwärtig wurden. Die Folgen für die Umwelt waren jedoch jahrzehntelang nicht bekannt. 

1987: Mit dem Montrealer Protokoll wurden FCKW und H-FCKW zum Schutz der Ozonschicht schrittweise aus dem Verkehr gezogen. 

1997: Das Kyoto-Protokoll nahm HFKWs aufgrund ihrer Auswirkungen auf das Klima ins Visier. 

2024: Mit der Verordnung (EU) 2024/573 werden die durch diese Vereinbarungen eingeleiteten Arbeiten zum Abschluss gebracht.

Bis 2050: Die Kälteindustrie wird einen vollständigen Kreis geschlossen haben: von natürlichen Kältemitteln über einen jahrhundertelangen Umweg über die synthetische Chemie zurück zu natürlichen Kältemitteln – diesmal aus Umweltgründen. Die synthetischen Kältemittel dazwischen haben die Probleme ihrer Zeit gelöst. Die Herausforderung besteht nun darin, die Probleme, die sie verursacht haben, mit demselben Einfallsreichtum zu lösen.

Für weitere Informationen können Sie sich gerne über das untenstehende Formular an uns wenden oder sich an eine Niederlassung in Ihrer Nähe wenden.