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Ammoniak für die Kälteanlage: Potenziale und Risiken

23. März 2020

Der Klimaschutz steht derzeit im Mittelpunkt zahlreicher politischer Maßnahmen. Dazu zählt auch die F-Gase-Verordnung, die seit 01.01.2015 gilt und den Einsatz klimaschädlicher Gase minimieren soll. In der Kälte- und Klimabranche ist man daher auf der Suche nach natürlichen Kältemitteln, die eine umweltschonende Alternative zu den Kältemitteln mit hohem GWP-Wert (Global Warming Potential) darstellen. Ein solches natürliches Kältemittel ist Ammoniak.

Ammoniak in der Kältetechnik seit Langem beliebt

Bereits seit 125 Jahren wird Ammoniak in der Kältetechnik als Kältemittel eingesetzt. „NH3 (bzw. R717) ist eines der wenigen Kältemittel, das sich klimaneutral verhält, da es weder die Ozonschicht schädigt (ODP=0) noch zum Treibhauseffekt beiträgt (GWP=0)“, erklärt Manfred Hofmann, Schulungsleiter dka bei ENGIE Refrigeration und Sachverständiger. Eine Kältemaschine mit Ammoniak zu betreiben, ist zudem sehr kostengünstig. Das natürliche Kältemittel ist leicht verfügbar und punktet mit einer hohen spezifischen Kälteleistung.

Natürliches Kältemittel Ammoniak für Gewerbe und Industrie

Mit Ammoniak betriebene Kälteanlagen werden weltweit eingesetzt – und zwar meist im Gewerbe- und Industriebereich. Dazu zählen Schlachthöfe, die Chemieindustrie, Molkereien, Brauereien oder auch Eissportanlagen. „Dort sind sie entweder als Direktverdampfung (Abscheidersystem) mit Kältemittelpumpen oder als indirektes System (Wärmeübertrager) mit Primär-(Kältemittel)/Sekundärpumpen (Kälteträger) im Einsatz. Als Kälteträger verwendet man in der Technik hauptsächlich Kältemittel, Wasser, Glykole etc.“, sagt Hofmann. Warum das natürliche Kältemittel Ammoniak nicht viel verbreiteter ist? Nun, es birgt neben seinen zahlreichen umwelttechnischen Vorteilen auch einige Risiken.

Betreiber müssen strenge Anforderungen erfüllen

Ammoniak für Kälteanlagen einzusetzen, bringt gewisse Risiken mit sich. Ammoniak ist der Wassergefährdungsklasse 2 zugeordnet. Daraus folgt: Wird es freigesetzt, kann Ammoniak eine Gefahr für die unmittelbare Umgebung darstellen. Überall dort, wo eine Kältemaschine mit Ammoniak betrieben wird, gelten deshalb strenge gesetzliche Vorgaben. Maschinenräume, Aufstellungsörtlichkeiten und Sicherheitseinrichtungen müssen gewissen Sicherheitskriterien entsprechen. Hofmann ergänzt: „Zudem dürfen Ammoniakanlagen nur von speziell geschultem Personal betrieben werden. Verantwortlich hierfür ist der Betreiber.“ Dieser ist mit gewissen Anforderungen konfrontiert, denn der Großteil der NH3-Kälteanlagen muss überwacht werden. Eine strenge Prüfung bei Inbetriebnahme und Wiederinbetriebnahme sowie die sorgfältige Dokumentation des laufenden Betriebs müssen durch speziell qualifiziertes Personal erfolgen. Darüber hinaus muss bei jeder Ammoniak-Kälteanlage ein zertifiziertes Unternehmen regelmäßige Sicherheitsprüfungen durchführen, darunter fallen zum Beispiel Dichtheitskontrollen und Wartungsarbeiten sowie eine Kontrolle der Gaswarnanlage.

Ammoniak-Kälteanlage: Genaue Vorschriften für den Maschinenraum

Weil das natürliche Kältemittel Ammoniak nicht zu unterschätzen ist, gelten für den Aufstellungsort von NH3-Kältemaschinen präzise Vorschriften:

  • Der Boden muss versiegelt und der Raum gasdicht sein.
  • Nur befugtes Personal hat Zugang zum Aufstellungsbereich.
  • Bestimmte Not- und Sicherungssysteme müssen installiert sein, zum Beispiel eine Notbeleuchtung sowie Notbelüftung mit unabhängiger Elektroversorgung. Zudem muss eine Ammoniak-Kälteanlage per Fernabschaltung, dem sogenannten Not-Aus bedienbar sein.
  • Unverzichtbar ist auch eine Gaswarnanlage mit Detektoren, deren Stromversorgung unabhängig vom Stromnetz der Notlüftung funktionieren muss.

Trotz aller Vorschriften lohnt sich die Investition in Ammoniak-Kältetechnik, betont Experte Hofmann. Die Ammoniak-Kälteanlagen werden immer weiterentwickelt und zunehmend effizienter sowie sicherer im Betrieb.

Natürliches Kältemittel Ammoniak – die Vorteile auf einen Blick:

  • klimaneutral
  • preislich attraktiv
  • hohe Verfügbarkeit
  • niedriger Energiebedarf zur Kälteerzeugung
  • niedrige Betriebskosten
  • hohe spezifische Kälteleistung
  • kleinere Komponenten möglich
  • Undichtigkeiten durch Geruch sehr schnell lokalisierbar

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AMONUM von ENGIE Refrigeration

Seit 2014 bietet ENGIE die Baureihe AMONUM an, die sich für einen Kälteleistungsbereich von 50 bis 250 kW eignet. Diese Kältemaschinen unterliegen einem ausgeklügelten Sicherheitskonzept: Im Innern des Maschinengehäuses lässt sich ein Gaswarngerät installieren, das auch winzige Leckagen umgehend aufdeckt. Zudem kann eine AMONUM-Kältemaschine in einem Maschinenraum installiert werden. Sie kann innen und außen aufgestellt werden, denn ihr Gehäuse hat die Schutzklasse IP54. 

„Es geht aber auch noch komfortabler“, so Hofmann, „ENGIE Refrigeration liefert seine Kältemaschinen nicht nur in der klassischen Variante, sondern auch im Container. Die Containeranlagen werden auf einem Grundrahmen vormontiert und lassen sich so schnell an die Gegebenheiten vor Ort anpassen.“ Diese Ammoniak-Kälteanlage im Container ist als geschlossenes System zu betrachten. In dem Container befinden sich Sicherheitseinrichtungen wie Fluchtwegmarkierungen oder eine Gaswarnanlage. Dies macht die Umstände für den Betreiber einfacher und lässt die Vorzüge der Ammoniak-Kältetechnik in den Vordergrund rücken.

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