Kältemittelfüllmengen

In der DIN EN 378-1 Anhang C „Anforderung an die maximal zulässige Kältemittel-Füllmenge“ finden Sie einen Fahrplan, nach dem Sie bei der Betrachtung der Füllmenge für Räumlichkeiten vorgehen müssen.

Beachten Sie bitte, ob es entsprechende nationale Regelungen gibt. Diese haben gegebenenfalls Vorrang gegenüber dem unten aufgeführten Vorgehen.

Bei der Füllmengenberechnung gehen Sie wie folgt vor:

Bestimmen Sie

1. den Zugangsbereich (a - allgemeiner Zugangsbereich; b - überwachter Zugangsbereich oder c - Zugangsbereich, zu dem nur befugte Personen Zutritt haben) und
2. den Aufstellungsort der Kälteanlage (Klasse IV – belüftetes Gehäuse; Klasse III – Maschinenraum oder im Freien; Klasse II – Verdichter im Maschinenraum oder im Freien und Klasse I – mechanische Geräte im Personen-Aufenthaltsbereich)
3. Die verwendeten Kältemittel haben Eigenschaften bezüglich Giftigkeit und Brennbarkeit. Zu jedem Kältemittel gibt es dazu entsprechende Grenzwerte ATEL[1]/ODL[2], praktischer Grenzwert[3] und LFL[4]-Wert (brennbar). Diese kann man aus der DIN EN 378-1 Anhang E entnehmen.

Zugangsbereich und Aufstellungsort werden in der Regel durch den Betreiber oder den Architekten bzw. Fachplaner festgelegt und vorgegeben.

Mit den entsprechenden Vorgaben kann man nun die Füllmenge für einen bestimmten Anwendungsfall bestimmen.

Ein Beispiel soll dies veranschaulichen:

Hotelzimmer – Raumvolumen V_R = 37,5 m³

Allgemeiner Zugangsbereich „a“

Aufstellungsort der Kälteanlage „II“ (Verdichter im Freien)

Kältemittel R410A „Toxizitätsklasse A“, nicht brennbar

Die Grenzwerte für das Kältemittel R410A lauten (DIN EN 378-1 / Anhang E):

Praktischer Grenzwert = 0,44 kg/m³; ATEL/ODL-Wert = 0,42 kg/m³. Für die Berechnung der Füllmenge darf lt. Norm der höhere Wert herangezogen werden. Dies wäre in unserem Fall der praktische Grenzwert mit 0,44 kg/m³.

Im Anhang C der DIN EN 378-1 findet man in Tabelle C1 in Abhängigkeit von den oben angegebenen Randbedingungen folgende Berechnungsformel:

Auszug: Tabelle C.1 – Anforderung an die maximal zulässige Kältemittel-Füllmenge für Kälteanlagen auf Grundlage der Toxizität

Zur Berechnung der maximalen Füllmenge wird die Toxizitätsgrenze (hier praktischer Grenzwert) herangezogen und mit dem Raumvolumen (V_R) multipliziert. Dabei erhalten wir folgendes Ergebnis:

0,44 kg/m³ x 37,5 m³ = 16,5 kg

Die maximale Füllmenge für den Raum beträgt somit 16,5 kg. Diese Menge kann in den Raum einströmen, ohne dass weitere Vorkehrungen zum Schutz von Personen getroffen werden müssen.

Falls die Füllmenge der Anlage größer ist, müssen entsprechende technische Maßnahmen (z. B. Detektoren, mechanische Lüftung, etc.) für die Sicherheit der Personen angewandt werden.

Kommen brennbare Kältemittel zum Einsatz, sind weitere Berechnungen für die maximal zulässige Kältemittelmenge durchzuführen. Werden brennbare Kältemittel für Komfort-Klimaanlagen bzw. Komfort-Wärmepumpen eingesetzt, sind gemäß Anhang C2 der DIN EN 378-1 zusätzliche Berechnungen durchzuführen, deren Ergebnisse geprüft werden müssen.

Somit ist die Bestimmung der maximalen Kältemittelfüllmenge bezogen auf den Personenschutz ein wichtiges und komplexes Thema in der DIN EN 378-1 Anhang C, welches nicht so einfach pauschalisiert werden kann.

[1]ATEL, en: acute toxicity exposure limit

Bestimmte maximal empfohlene Kältemittelkonzentration, die dazu dient, im Falle einer Freisetzung von Kältemittel die Gefährdungen für Personen im Zusammenhang mit der akuten Toxizität zu vermindern.

[2]ODL, en: oxygen deprivation limit

Konzentration an einem Kältemittel oder sonstigen Gas, bei der unzureichend Sauerstoff für die normale Atmung zur Verfügung steht.

[3]praktischer Grenzwert

Für die vereinfachte Berechnung eingesetzte Konzentration, die dazu dient, die maximal annehmbare Kältemittelmenge in einem Personen-Aufenthaltsbereich zu bestimmen.

[4]LFL, en: lower flammability limit

Geringste Konzentration eines Kältemittels, die in einem homogenen Gemisch aus Kältemittel und Luft mit selbständiger Flammenausbreitung gezündet werden kann.