Treibhauseffekt und TEWI-Kennwert

Wie eingangs bereits erläutert, wurde eine Berechnungsmethode entwickelt, mit der die Auswirkungen auf den Treibhauseffekt beim Betrieb von Kälteanlagen individuell beurteilt werden können (TEWI = Total Equivalent Warming Impact).

Alle halogenierten Kältemittel, einschließlich der chlorfreien HFKW, zählen zur Kategorie der Treibhausgase. Eine Emission dieser Stoffe trägt zum Treibhauseffekt bei. Im Vergleich zu CO2 – dem in der Atmosphäre (neben Wasserdampf) überwiegenden Treibhausgas – sind die Auswirkungen allerdings beträchtlich höher. So ist z.B. die Emission von 1 kg R134a (Zeithorizont 100 Jahre) etwa gleichzusetzen mit 1430 kg CO2 (GWP100 = 1430).

Schon aus diesem Sachverhalt wird ersichtlich, dass eine Verminderung von Kältemittelverlusten zu den wesentlichen Aufgaben der Zukunft gehören muss.

Dem gegenüber ist der höchste Anteil am Treibhauseffekt einer Kälteanlage die indirekte CO2-Emission durch Energieerzeugung. Bedingt durch den hohen Anteil fossiler Brennstoffe in Kraftwerken liegt die freigesetzte CO2-Masse – im europäischen Durchschnitt – bei etwa 0,45 kg pro kWh elektrischer Energie. Über die gesamte Lebensdauer einer Anlage resultiert daraus ein erheblicher Treibhauseffekt.

Wegen des hohen Anteils an der Gesamtbilanz besteht deshalb neben der Forderung nach Alternativ-Kältemitteln mit günstiger (thermodynamischer) Energiebilanz auch ein verstärkter Zwang zum Einsatz hocheffizienter Verdichter und Zusatzaggregate sowie optimierter Systemkomponenten.

Beim Vergleich verschiedener Verdichterbauarten kann der Unterschied der indirekten CO2-Emission (durch Energiebedarf) durchaus höher sein als die gesamten Auswirkungen durch Kältemittelverluste.

Die nachfolgende Abb. 1 zeigt eine übliche Formel zur Berechnung des TEWI-Kennwertes, in der die jeweiligen Einflussbereiche entsprechend unterteilt sind.

Abb. 1  Berechnungsmethode für TEWI-Kennwerte

Ergänzend dazu zeigt Abb. 2 anhand eines Beispiels (Normalkühlung mit R134a) die Verhältnisse von TEWI-Kennwerten bei unterschiedlichen Kältemittelfüllmengen (Leckverlusten) und Energiebedarfswerten.

In diesem Beispiel wird vereinfachend von einer pauschalen Leckrate als Prozentsatz der Kältemittelfüllung ausgegangen. Bekanntlich streuen die effektiven Werte in der Praxis sehr stark, wobei das potenzielle Risiko bei individuell gebauten und weit verzweigten Systemen besonders hoch ist.

Abb. 2   Vergleich von TEWI-Kennwerten

Zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen werden weltweit große Anstrengungen unternommen und auch teilweise schon gesetzliche Verordnungen eingeleitet. Für den Bereich der EU gilt seit Juli 2007 eine gesetzliche "Verordnung über bestimmte fluorierte Treibhausgase", die auch für Kälte- und Klimaanlagen strenge Anforderungen festschreibt. Die revidierte Verordnung Nr. 517/ 2014 trat unterdessen in Kraft und ist seit Januar 2015 in Anwendung.

Mit freundlicher Freigabe von Bitzer Kühlmaschinenbau GmbH 

Quelle: Bitzer Kältemittel Report 19