Geht es um die Kühlung in Gewerbe und Industrie, sind Kaltwassersätze (auch Chiller oder Flüssigkeitskühler) nicht mehr wegzudenken. Denn sie ermöglichen die Klimatisierung von Räumen gleichermaßen wie die Kühlung von Waren oder Prozessen. Indem Sie einen Propan Kaltwassersatz kaufen, erfüllen Sie diese Aufgaben effizient und umweltfreundlich. Dafür sorgt der Einsatz des natürlichen Kältemittels R 290 in optimierten Kältekreisläufen. Wie das funktioniert, worin die Vorteile liegen und was zu beachten ist, wenn Sie eine Propan Kältemaschine kaufen, darum geht es in den folgenden Abschnitten.
✅ Aktualisiert am: 07.07.2024
Die Themen im Überblick
Hocheffizient und klimafreundlich kühlen mit Propan
Im Verkehr, beim Heizen und auch beim Kühlen: In nahezu allen Bereichen unseres Lebens spielt der Klimaschutz eine immer wichtigere Rolle. Um den gestiegenen Anforderungen gerecht zu werden, können Sie zur Kühlung in Gewerbe und Industrie eine Propan Kältemaschine kaufen. Diese setzt mit ausgereiften technischen Prozessen auf ein natürliches Kältemittel, das in der Atmosphäre kaum schädlicher ist als CO2. Dafür steht ein GWP von 3. Die Abkürzung beschreibt das Global Warming Potential und zeigt, wie viel schädlicher ein Stoff im Vergleich zu Kohlendioxid ist. Zum Vergleich: Das weitverbreitete R410-A hat einen GWP von 2088. Tritt es durch Leckagen, bei Arbeiten an der Anlage oder beim Kältemittelwechsel aus, schadet es dem Klima damit über 2.000-mal mehr als CO2 und über 700-mal mehr als R 290 im Kaltwassersatz.
Optimierte Prozesse für geringe Kältemittelmengen und hohe Effizienz
Moderne Propan-Kältemaschinen sind erprobt und optimiert. Sie bestechen mit einer hohen Zuverlässigkeit und erfüllen zugleich die technischen Anforderungen der Öko-Design-Richtlinie. Letztere schreibt sehr hohe Effizienzkennwerte vor. Das Einhalten der Grenzen schützt dabei aber nicht nur das Klima. Es senkt auch die Betriebskosten. Grund dafür ist der vergleichsweise geringe Stromverbrauch der modernen Kaltwassersätze für Propan.
Langfristig sicher und kosteneffizient kühlen mit natürlichem Kältemittel
Um die globale Erwärmung zu begrenzen und das Klima zu schonen, fährt der Staat den Einsatz von Kältemitteln mit hohem GWP schrittweise herunter. Geregelt ist das in der EU-F-Gase-Verordnung, die bis 2030 eine schrittweise Beschränkung der verfügbaren HFKW-Mengen sowie verschiedene Verwendungs- und Inverkehrbringungsverbote vorsieht. In der Praxis führt das bereits heute dazu, dass viele Kältemittel schlecht verfügbar oder deutlich teurer sind. Indem Sie eine Propan Kältemaschine kaufen, beugen Sie den Auswirkungen der F-Gase-Verordnung vor. Sie rüsten bestehende Anlagen nachhaltig um, bauen neue zukunftsfähig auf und profitieren von einer langfristig gesicherten Versorgung.
Kälteanlagen für den Einsatz in vielen Gewerbe- und Industriebereichen
Ob ein konventionelles oder ein natürliches Kältemittel wie Propan (R 290) im Kaltwassersatz arbeitet, spielt für die nachfolgende Anwendung in der Regel eine untergeordnete Rolle. Denn die Anlagen erzeugen immer kaltes Wasser mit den gewünschten Konditionen. Sie temperieren Räume über Fan Coils ohne lange Kältemittelleitungen und liefern ausreichend Kaltwasser für die Kühlung von Waren oder technischen Prozessen. Mit Temperaturen von – 25 bis + 20 Grad Celsius am Austritt des Verdampfers und Leistungswerten von bis zu 1.200 kW ergeben sich dabei vielfältige Einsatzbereiche.
Gründe für Propan als Kältemittel im Kaltwassersatz
Propan ist ein Kohlenwasserstoff mit der chemischen Bezeichnung C3H8. Es ist nicht ozonschädlich (ODP = 0) und wirkt sich dank des geringen GWP von 3 deutlich weniger auf das Klima aus als konventionelle Kältemittel. Günstig ist der Stoff aber nicht allein deshalb, sondern auch durch seine Eigenschaften. Denn Propan, das in der Wärmepumpen- und Kältebranche auch als R 290 bekannt ist, weist sehr gute thermodynamische Eigenschaften auf. Es ermöglicht eine hohe Energieeffizienz und sorgt neben dem Umweltschutz damit also auch für eine hohe Wirtschaftlichkeit.
Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Eigenschaften von Propan als natürliches Kältemittel:
| Kriterium | Eigenschaft von Propan für Kältemaschinen |
|---|---|
| Chemische Bezeichnung | C3H8 |
| Stoffzugehörigkeit | Kohlenwasserstoffe |
| ODP (Ozone Depletion Potential oder Ozonabbaupotential) | 0 |
| GWP (Global Warming Potential oder Treibhauspotenzial) | 3 |
| Wichtige Eigenschaften | Nicht ozonschädlich; guten thermodynamische bzw. kältetechnische Eigenschaften; brennbar und leicht entflammbar |
Aber: Propan in Kältemaschinen ist nicht uneingeschränkt einsetzbar
Ein Manko des natürlichen Kältemittels ist die leichte Entflammbarkeit. Propan hat eine sehr niedrige untere Zündgrenze und kann bei Leckagen schnell zur Gefahr werden. Der Fall ist das vor allem in Innenräumen, in denen sich bei unbemerktem Gasaustritt ein explosives Gemisch einstellt. Um das zu verhindern, ist die Aufstellung an viele Bedingungen geknüpft. Diese beziehen sich etwa auf die eingesetzten Propanmengen oder die Zugänglichkeit der Anlagen.
Übrigens:
Propan ist vielen auch aus anderen Bereichen bekannt. So befeuert der als Flüssiggas oder LPG bekannte Stoff auch Grills, Heizer und Zentralheizungen. Um hier für eine hohe Sicherheit zu sorgen, mischen Anbieter dem Brennstoff Geruchsstoffe bei. Das sogenannte Odorieren soll Gefahren schnell erkennbar machen und das richtige Handeln ermöglichen, wenn Gasgeruch auftritt. Bei R 290 für einen Kaltwassersatz ist die Odorierung nicht vorgesehen, wodurch andere Sicherheitsmaßnahmen nötig sind.
Trotz Brennbarkeit: Propan Kältemaschinen lassen sich oft gefahrlos nutzen
Die Brennbarkeit von R 290 als Kältemittel stellt vor allem für innen aufgestellte Systeme eine Gefahr dar. Befindet sich ein Propan Kaltwassersatz zum Beispiel auf dem Dach oder anderswo im Außenbereich, ist das nicht der Fall. Denn dann kann das Gas auch bei unbemerkten Leckagen schnell entweichen. Das gilt vorrangig für Geräte kleiner Leistung, die oft nur wenige Kilogramm des Gases enthalten. Verglichen mit Flüssiggasanlagen ist die Gefahr außen aufgestellter Propan Kältemaschinen großer Leistung ebenfalls gering. Denn während erstere meist mehrere Tonnen des Stoffs enthalten, führt der Kältekreislauf eines leistungsstarken Chiller mit R 290 gerade einmal 80 bis 100 Kilogramm (bei über 1.000 kW Kühlleistung), wie die folgende Tabelle zeigt.
| Leistung der Propan Kältemaschine | Gasmenge |
|---|---|
| 20 kW | ca. 1 kg R 290 im Chiller |
| 50 kW | ca. 3 kg R 290 im Chiller |
| 100 kW | ca. 6 kg R 290 im Chiller |
| 150 kW | ca. 10 kg R 290 im Chiller |
| 300 kW | ca. 15 kg R 290 im Chiller |
| 600 kW | ca. 30 kg R 290 im Chiller |
| 1.000 kW | ca. 80 kg R 290 im Chiller |
Die Angaben verstehen sich als Richtwerte, die von Modell zu Modell unterschiedlich ausfallen können. Sie geben aber einen ersten Überblick und helfen, die Risiken, die von einem Propan-Kaltwassersatz ausgehen, besser einzuschätzen.
Die wichtigsten Vorteile von natürlichen Kältemitteln
Als natürliches Kältemittel ist Propan für Kältemaschinen sehr effizient. Es hat gute kältetechnische Eigenschaften (vergleichbar mit R 22) und kein Ozonabbaupotenzial. Das Treibhausgaspotenzial ist mit drei sehr niedrig und der Einsatz daher langfristig erlaubt und gesichert. Der Propan Kaltwassersatz als solcher ist erprobt, energiesparend und zuverlässig. Nachteilig ist allein die hohe Brennbarkeit, die in der Praxis für Einsatzgrenzen sorgt.
Vorteile von Propan im Kaltwassersatz:
- umweltschonend (ODP = 0)
- klimaschonend (GWP = 3)
- nicht von F-Gase-Verordnung betroffen
- lange und bezahlbar erhältlich
- kostengünstig in Service und Betrieb
- gute thermodynamische Eigenschaften
- kleine Kältemittel-Füllmengen
- bei Leckagen nicht wassergefährdend
- attraktive Fördermittel vom Staat
Nachteile von Chillern mit R 290:
- brennbares und leicht entflammbares Kältemittel
- hohe Sicherheitsvorkehrungen bei Innenaufstellung
Typische Einsatzbereiche von Propan Kaltwassersätzen in der Praxis
Propan Kältemaschinen haben eine begrenze Systemtemperatur und eignen sich daher weniger für Einsätze mit Vorlauftemperaturen von mehr als 20 Grad Celsius. Auf der anderen Seite kommen die Anlagen jedoch für Kaltwassertemperaturen von bis zu – 45 Grad Celsius zum Einsatz. Im Speziellen handelt es sich dabei um folgende Einsatzfelder:
- Heiz- und Kühlanwendungen (als Luft-Wasser-Wärmepumpe)
- Raum- und Komfortklimatisierung mit Gebläsekonvektoren
- Prozess- und Maschinenkühlung mit Kaltwasser in der Industrie
- Lagerung von Kühlgütern und Kühlung von Lebensmitteln
Geht es um die Leistung, bestehen kaum Grenzen. So gibt es bereits im Watt-Bereich Kompressoren für R 290 (meist Scrollverdichter). Größere Leistungen lassen sich ebenfalls mit Kompressoren für R 290 realisieren – hier kommen Verdichter mit Hubkolben- oder Schraubentechnik für ein oder zwei Kreisläufe pro Propan Kaltwassersatz zum Einsatz. Die Obergrenze liegt damit bei etwa 1,2 MW (1.200 Kilowatt Kühlleistung).
Propan Kaltwassersatz kaufen: Darauf ist zu achten
Wenn Sie einen Propan Kaltwassersatz kaufen, sind einige Voraussetzungen zu erfüllen. Was im Detail gilt, hängt dabei von der Kältemittel-Füllmenge und dem geplanten Aufstellort ab. Zu beachten sind dabei die Vorgaben der DIN EN378, DIN EN 60079-14 und der Betriebssicherheitsverordnung (2009/104/EG).
Im Außenbereich ist die Aufstellung der Propan Kaltwassersätze eher unkompliziert
Geht es um die Aufstellung im Außenbereich, entscheiden vor allem die Kältemittelfüllmengen darüber, welche Anforderungen zu erfüllen sind. Vor allem im kleinen und mittleren Leistungssegment sind dabei häufig keine besonderen Vorkehrungen zu treffen. Bei einem Propan-Kaltwassersatz mit höherer Leistung und größeren Kältemittelmenge ist hingegen ein abgeschlossener Aufstellbereich zu schaffen. Dabei kommt es vor allem darauf an, den Zutritt Unbefugter zu verhindern. Da Propan für den Kaltwassersatz schwerer ist als Luft, sollten sich im näheren Umkreis außerdem keine Öffnungen und Einläufe (vor allem bei Dachaufstellung) befinden. Denn in diesen könnte sich das Gas sammeln, sich entzünden oder zu Atemproblemen führen.
Die wichtigsten Aufstellbedingungen in Außenbereichen:
- bei wenig Kältemittel meist keine besonderen Vorkehrungen
- bei größeren Kältemittelmengen meist abgesperrter Bereich
- Betreten durch Unbefugte im besten Fall immer verhindern
- gute Belüftung des Aufstellbereichs für den Fall einer Leckage
- keine Einläufe/Öffnungen im Boden um den Chiller mit R 290
- Maßnahmen zum Schallschutz am Kaltwassersatz treffen
Welche Anforderungen im Detail gelten, hängt von den individuellen Gegebenheiten ab. Entscheidend ist dabei vor allem die Kältemittelfüllmenge. Diese hängt vom R 290 Kaltwassersatz sowie dessen Leistung ab und sollte möglichst klein ausfallen.
In Innenbereichen kommen häufig Kältemaschinen mit anderen Kältemitteln infrage
Geht es um die Aufstellungen in Innenbereichen, entscheidet ebenfalls die Menge des Kältemittels über die Anforderungen an die Installation eines Propan Kaltwassersatzes. In aller Regel sind die Restriktionen dabei allerdings höher. So kommen zu den Zugangsbeschränkungen unter Umständen auch Lüftungssysteme für die Notbelüftung bei einer Leckage, Systeme zur Notabschaltung sowie höhere bauliche Anforderungen an den Aufstell-/Maschinenraum selbst.
Die wichtigsten Aufstellbedingungen in Außenbereichen:
- Betreten durch Unbefugte im besten Fall immer verhindern
- gute Belüftung des Aufstellbereichs für den Fall einer Leckage
- keine Einläufe/Öffnungen im Boden um den Chiller mit R 290
- Gasdetektoren mit Notbelüftung und Notabschaltung der Anlage
- höhere Anforderungen an Wände, Böden, Decken, Türen und Kanäle
Wie bei der Außenaufstellung hängen die individuellen Voraussetzungen und Anforderungen auch hier von der Anlagenleistung sowie der Kältemittelfüllmenge ab. Planer prüfen diese Punkte im Rahmen der Konzeption und legen die entsprechenden Vorkehrungen fest. Häufig lohnt es sich allerdings, im Innenbereich über Alternativen zu Propan-Kältemaschine nachzudenken.
Übrigens:
Geht es um die Komfortklimatisierung, eignen sich anstelle von konventionellen Systemen auch außenstehende Propan Kaltwassersätze. Diese leiten dabei kaltes oder warmes Wasser durch das Gebäude zu Gebläsekonvektoren, die daraufhin entweder kühlen oder heizen. Die Anlagen bieten eine hohe Flexibilität und sind im Innenraum gefahrenfrei, wie aus unserem Vergleich von Direktverdampfern und Kaltwassersätzen hervorgeht.
Leistungs- und Einsatzbereiche der Chiller mit R 290
Sie wollen einen Propan Kaltwassersatz kaufen? Denn geht es um die Auswahl der passenden Geräte. Entscheidend ist dabei die Kühlleistung, die zur individuellen Kühllast passen sollte. Ein weiterer Punkt, der unbedingt zu beachten ist, sind die Kalt- oder Warmwassertemperaturen sowie die Umgebungstemperaturen. Während ein Kaltwassersatz mit R 290 als Kältemittel überwiegend bei Umgebungstemperaturen von – 20 bis + 45 Grad Celsius arbeitet, liegen die erreichbaren Sole-Temperaturen je nach Ausführung bei – 20 bis + 20 Grad Celsius (bei Luft-Wasser-Wärmepumpen auch höher).
Die folgende Tabelle zeigt typische Leistungswerte und Baugrößen in der Übersicht.
| Leistung der Propan Kältemaschine | EER (Energy Efficiency Ratio oder Leistungszahl) | SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio oder Leistungszahl im Jahresdurchschnitt) | Füllmenge (R 290) | Abmessungen (LxBxH) | Gewicht |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 kW | 3,00 | 4,15 | 1,0 kg | 2,57 x 1,00 x 1,60 m | 600 kg |
| 50 kW | 3,00 | 4,50 | 5,0 kg | 3,08 x 1,60 x 2,43 m | 1.500 kg |
| 100 kW | 3,30 | 4,70 | 7,0 kg | 3,53 x 1,80 x 2,60 m | 2.400 kg |
| 150 kW | 3,10 | 4,60 | 11,0 kg | 3,53 x 1,80 x 2,60 m | 2.400 kg |
| 300 kW | 3,00 | 4,40 | 16,0 kg | 4,50 x 2,35 x 2,82 m | 4.400 kg |
| 600 kW | 3,00 | 4,70 | 35,0 kg | 8,28 x 2,35 x 2,82 m | 8.200 kg |
| 1.000 kW | 3,00 | 4,70 | 80,0 kg | 10,82 x 2,35 x 2,82 m | 12.400 kg |
Die Angaben verstehen sich als Richtwerte und können von Anbieter zu Anbieter unterschiedlich ausfallen. Sie zeigen aber die Größenordnungen auf und helfen dabei, zu prüfen, ob ein Propan Kaltwassersatz grundsätzlich infrage kommt.
Propan Kaltwassersatz luftgekühlt sowie wassergekühlt verfügbar
Geht es um die Ausführung, können Sie einen Propan Kaltwassersatz luftgekühlt oder wassergekühlt kaufen. Weit verbreitet sind Geräte mit Luftkühlung, die überschüssige Wärme direkt an die Umgebungsluft abgeben. Sie lassen sich im Außenbereich aufstellen und finden häufig auf dem Dach einen geeigneten Platz.
Wassergekühlte Propan Kältemaschinen geben Wärme an einen zweiten Wasserkreislauf ab, der beispielsweise an einen Kühler oder Kühlturm angeschlossen ist. Die Geräte haben in der Regel eine geringe bis mittlere Leistung und sind für den Aufbau im Innenbereich geeignet. Durch das brennbare Kältemittel gelten hier unter Umständen jedoch erhöhte Sicherheitsanforderungen an die Aufstellung.
Aufbau und Funktion vom Kaltwassersatz mit Propan
Die Funktionsweise der Kältemaschinen für R 290 unterscheidet sich nicht von der Funktion konventioneller Kaltwassersätze. Auch hier geht Wärme vom Kaltwasser aus dem System auf das Kältemittel (Propan) im Kaltwassersatz über. Das Medium verdampft und ein Kompressor für R 290 hebt mit dem Druck auch die Temperatur an. Bei einstufigen Systemen gibt das Kältemittel Wärme im nächsten Schritt an die Umgebungsluft ab. Es geht in den flüssigen Zustand über, entspannt sich und strömt erneut zum Verdampfer, an dem der Prozess von vorn beginnt. Weitere Details zu Bauarten, Bauteilen und deren Funktionsweise geben wir im Beitrag „Kaltwassersatz kaufen“.
FAQ: Häufig gestellte Fragen zum R 290 Kaltwassersatz
Was ist ein Propan Kaltwassersatz und was unterscheidet ihn von anderen?
Eine Propan-Kältemaschine nutzt R 290 als natürliches Kältemittel. Sie ist in luftgekühlter oder wassergekühlter Bauart erhältlich und unterscheidet sich grundsätzlich nicht vom Aufbau oder von der Funktion einer konventionellen Kälteanlage. Bauteile wie Verdampfer, Verdichter, Ventile und auch der Kompressor sind allerdings für R 290 als Kältemittel optimiert.
Worin liegen die Vorteile von Propan als Kältemittel für Kältemaschinen?
Propan hat keine ozonschädliche Wirkung (ODP = 0) und nur einen geringen Einfluss auf den Treibhauseffekt (GWP = 3). Es verfügt darüber hinaus über ausgezeichnete thermodynamische Eigenschaften und ermöglicht einen effizienten Betrieb der Kälteanlage. Da Propan nicht von den Regelungen der F-Gase-Verordnung betroffen ist, lässt es sich zukunftsfähig einsetzen.
Hat das Kältemittel R 290 im Kaltwassersatz auch Nachteile?
Ja. Einer der größten Nachteile ist die Brennbarkeit. Propan hat eine niedrige Zündtemperatur und bildet zusammen mit Luft ein explosives Gasgemisch. Relevant ist das hauptsächlich für Anlagen zur Innenaufstellung, die höhere Sicherheitsanforderungen erfüllen müssen als üblich.
In welchen Bereichen kommen die Kühlgeräte üblicherweise zum Einsatz?
Möchten Sie einen Propan Kaltwassersatz kaufen, können Sie diesen in zahlreichen gewerblichen sowie industriellen Bereichen einsetzen. So zum Beispiel zur Komfortkühlung von Gebäuden oder Räumen mit Fan Coils (Gebläsekonvektoren), zur Prozess- und Maschinenkühlung mit Kaltwasser in der Industrie sowie zur Lagerung von Kühlgütern und zur Kühlung von Lebensmitteln.
Was ist bei der Aufstellung in Innen- und Außenbereichen zu beachten?
Da das natürliche Kältemittel Propan brennbar ist, gelten besondere Sicherheitsanforderungen. Bei der Außenaufstellung geht es dabei in der Regel um eine Einzäunung zum Schutz vor dem Zutritt Unbefugter. In Innenbereichen ist das ebenfalls sicherzustellen. Hier gelten darüber hinaus aber auch erhöhte Anforderungen an Wände, Decken, Türen sowie Kanäle. Auch eine maschinelle Belüftung mit Gasdetektoren und automatischer Anlagenabschaltung im Falle einer Leckage kann Pflicht sein, wenn Sie eine Propan Kältemaschine kaufen und innen aufstellen.
In welchen Leistungsklassen stehen bei Propan Kaltwassersätze zur Verfügung?
In Bezug auf die Leistung bietet die Technik einen großen Spielraum. So gibt es Anlagen mit einigen Kilowatt bis zu über einem Megawatt. Genügt das nicht, lassen sich die Geräte häufig auch flexibel miteinander kombinieren, um die Leistung weiter nach oben zu skalieren. In Bezug auf die Kaltwassertemperaturen geben Hersteller je nach Gerät üblicherweise einen Bereich von – 20 bis + 20 Grad Celsius an, für den ein Propan Kaltwassersatz geeignet ist.
Autor: Johannes Partz
Johannes ist hier Geschäftsführer. In der Energiebranche ist er seit 2013. Er war in verschiedenen Positionen in Technik und Vertrieb bei Energieversorgern tätig. Seine technische Expertise hat er aus den 3 Jahren als Geschäftsführer bei der Hampel GmbH - einem Gebäudetechnik Unternehmen mit Fokus auf Heizungstechnik, Sanitär, Lüftung und Klima.
