Toxische Kältemittel im Fokus

Die individuellen Gegebenheiten sind für die optimale Positionierung der Gasmesstechnik entscheidend.
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Die aktuellen Entwürfe reagieren auf den zunehmenden Einsatz toxischer Kältemittel sowie auf neue Vorgaben aus dem Druckgeräte- und Maschinenrecht. Für Planer, Anlagenbauer und Betreiber von Großanlagen im Maschinenraum gewinnen sie damit weiter an Bedeutung, nicht zuletzt als Instrument zur normkonformen Auslegung und zur Begrenzung haftungsrechtlicher Risiken. Inhaltlich hervorzuheben ist die formale Aufnahme konkreter Vorgaben zum Schutz von Rohrleitungen gegen Schwingung und Ermüdung (neu: Abschnitt 6.3.5) sowie ein neuer informativer Anhang (Anhang K/L). Die Norm verlangt nun die Prüfung der Schwingungspegel im Inbetriebnahmeverfahren (Anhang I) und sieht vor, dass übermäßige Schwingungen entweder vor Ort bei der Inbetriebnahme beurteilt oder bereits durch eine Baumusterprüfung in der Konstruktion verifiziert werden.

Für Planer von Großanlagen in Maschinenräumen dienen die neuen Entwürfe der DIN EN 378 zur normkonformen Auslegung und Begrenzung haftungsrechtlicher Risiken.
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Die neuen Entwürfe (prEN 378-1, prEN 378-2, prEN 378-3) führen mit den Begriffen der freisetzbaren Kältemittelmenge (m_rc) und der Sicherheitsgrenze der Kältemittelmenge (m_sl) grundsätzliche, strukturelle Änderungen ein. Zur Bemessung von Risiken ist künftig die freisetzbare Kältemittelmenge (m_rc) zu berechnen oder zu prüfen (Anhang H/I) – die reine Betrachtung der Gesamtfüllmenge reicht nicht mehr aus. Werden Anlagen in einem Maschinenraum aufgestellt, fallen sie unter die Standortklasse III und die Zugangskategorie c; für diese Kombination gelten die strengen Anforderungen des Extrinsischen Konstruktionsverfahrens nach prEN 378-3, was insbesondere bei hohen Füllmengen zu verschärften Auslegungs- und Nachweispflichten führt.

Wesentliche Änderungen im Normentwurf am Beispiel einer 160 kg Ammoniak (NH3) Anlage

Im Folgenden wird erläutert, welche konkreten Änderungen sich aus den neuen Normen für eine Wärmepumpe mit dem Kältemittel Ammoniak (R717) bei einer Füllmenge von 160 kg im Vergleich zur vorherigen Ausgabe (z. B. DIN EN 378-1:2021-06) ergeben. Die Aufstellung erfolgt im Maschinenraum.

Fokus auf Toxizität (Klasse B)

Die DIN EN 378 definiert verbindliche Anforderungen an den Personen- und Sachschutz sowie an den Umweltschutz über den gesamten Lebenszyklus einer Kälteanlage oder Wärmepumpe.
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Alte Norm (DIN EN 378-1:2021-06): Die maximal zulässige Füllmenge für Kältemittel der Toxizitätsklasse B (R717) in einem Maschinenraum (Klasse III, Kategorie c) war auf 50 kg begrenzt. Da die Beispielanlage 160 kg enthält, musste die Sicherheit primär über die detaillierten Anforderungen in EN 378-3 (Maschinenraumanforderungen) gewährleistet werden (Extrinsisches Design), da der intrinsische Grenzwert überschritten wurde. Darüber hinaus waren für Anlagen über 50 kg R717 zusätzliche Maßnahmen an den Druckentlastungsventilen (zwei Ventile mit Wechselventil) und Absperreinrichtungen erforderlich.

Neue Norm (prEN 378-1:2025-07): Der neue Toxizitäts-Mengengrenzwert (m_tl​) für Klasse B im Standort III, Kategorie c, ist jetzt „Kein Mengengrenzwert“. Bedeutung: Die starre, niedrige Grenze von 50 kg für R717, die in der Tabelle zur Toxizitätsbewertung stand, ist formal entfallen, wenn die Anlage in einem Maschinenraum steht. Dies spiegelt die Akzeptanz wider, dass ein Maschinenraum (Klasse III, Kategorie c), der die Anforderungen der prEN 378-3 erfüllt, die Risiken großer Füllmengen handhaben kann.

Fokus auf die Freisetzbare Füllung (m_rc)

Neue Norm (prEN 378-1:2025-07): Obwohl es keinen absoluten Mengen-Grenzwert gibt, müssen Sie die freisetzbare Kältemittelmenge (m_rc) bestimmen.

Wenn der m_rc gleich der installierten Füllung ist (160 kg), müssen strenge extrinsische Minderungsmaßnahmen (nach prEN 378-3) angewendet werden.

Anhang H des prEN 378-1 bietet Prüf- und Berechnungsmethoden zur Bestimmung, wie viel Kältemittel im Falle einer Leckage tatsächlich freigesetzt werden kann. Wenn Sie nachweisen können, dass der m_rc viel geringer ist als die 160 kg Gesamtfüllmenge, kann dies die Anforderungen an die zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen beeinflussen (obwohl bei 160 kg R717 in einem Maschinenraum ohnehin hohe Sicherheitsstandards gelten).

Umgang mit Kältemitteln, die leichter als Luft sind

Neue Norm (prEN 378-1:2025-07): R717 (Molmasse 17,0 g/mol) ist leichter als Luft (ca. 29 g/mol).

Der neue Unterabschnitt 7.5.3 und Anhang K (Stagnationseffekt bei ­Kältemitteln mit höherer Molekülmasse) berücksichtigen explizit Kältemittel, die leichter als Luft sind.

Für Kältemittel, die leichter als Luft sind (wie R717), wird die repräsentative Höhe (h*) für die Berechnung der Sicherheitsgrenze (falls erforderlich) relativ zur Decke anstatt zum Boden bestimmt.

Bedeutung: Während schwere Gase am Boden stagnieren, sammelt sich R717 unter der Decke. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Platzierung von Detektoren (Abschnitt 9 von prEN ­378-3) und die Gestaltung der Notlüftung (Abschnitt 5.13 und 5.14 von prEN 378-3). Die Detektoren und Absaugungen müssen nun darauf ausgelegt sein, Ammoniakgas von oben zu erfassen und abzusaugen.

Maschinenraum-Anforderungen (prEN 378-3)

Die Überarbeitung der DIN EN 378 markiert eine wegweisende Entwicklung für den Einsatz von Ammoniak (R717) in Großanlagen.
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Der Maschinenraum für R717 muss die mechanische Notlüftung mit einer Luftaustauschrate von mindestens 15 Luftwechseln pro Stunde aufrechterhalten. Zusätzlich müssen Maschinenräume für brennbare Kältemittel (wie B2L) hinsichtlich der Brennbarkeit beurteilt und der Gefahrenbereich (Explosionszone) nach EN IEC 60079-10-1:2021 klassifiziert werden.

Dichtheitsprüfung (prEN 378-2:2025, 6.3.3)

Der Unterabschnitt 6.3.3, der die Dichtheitsprüfung behandelt, wurde im Entwurf prEN 378-2 geändert. Die Anforderungen an die Dichtheit von Komponenten und lösbaren Verbindungen wurden an die neuesten Produktnormen angepasst:

Komponenten, die in die Baugruppe eingebaut werden, müssen weiterhin eine Dichtheitsprüfung bestehen. Hier wird nun explizit auf die Baumusterprüfung nach EN ISO 14903:2025 verwiesen, welche die ältere EN 16084 ersetzt.

Die Prüfdruck für die Dichtheitsprüfung der Gesamtanlage (Vor-Ort-Prüfung) muss bei einem Druck durchgeführt werden, der mindestens dem maximal zulässigen Druck (PS) entspricht, und zwar mit Trockenstickstoff oder einem anderen nicht brennbaren, nicht reaktiven Trockengas.

Die Norm unterscheidet weiterhin stark nach dem Treibhauspotenzial (GWP) des Kältemittels. Bei Anlagen mit GWP < 150 (R717) ist das Annahmekriterium für die Vor-Ort-Prüfung (6.3.3.3 c), dass keine Leckagen erkannt werden dürfen, wenn ein Nachweisgerät mit einer Empfindlichkeit von 10^-4 Pa m³/s oder besser eingesetzt wird (z. B. Schaummittel oder Leckagesuchspray). Da die Beispielanlage eine große Füllmengen von160 kg hat, fällt sie unter 6.3.3.3 (Anlagen, die nicht durch 6.3.3.2 mit Füllmengen < 5 kg abgedeckt sind). Die Prüfungen müssen vor der Befüllung mit Kältemittel unter dem maximal zulässigen Druck (PS) erfolgen. Die Anforderung an die Dichtheitsprüfung selbst ist nun präziser definiert (10^-4 Pa m³/s oder besser für GWP < 150).

Resümee

Die Überarbeitung der DIN EN 378 markiert eine wegweisende Entwicklung für den Einsatz von Ammoniak (R717) in Großanlagen: Durch den Wegfall starrer Füllmengengrenzen wie den früheren 50-kg-Limit für toxische B2L-Kältemittel und die Einführung der risikobasierten freisetzbaren Kältemittelmenge (m_rc) gewinnt der extrinsische Ansatz mit seinen streng formalisierten Anforderungen an Bedeutung. Angesichts der EU-weiten CO2-Reduktionsziele und Förderprogrammen für natürliche Kältemittel, wird NH₃ als effizientes, GWP-freies Medium in industriellen Anwendungen weiter an Bedeutung gewinnen. Der prEN-Entwurf schafft hierfür die normtechnische Grundlage, indem er mehr Flexibilität bei hohen Füllmengen ermöglicht, solange konsequent nachweisbare Sicherheitskonzepte umgesetzt werden. Planer und Betreiber sollten in der Übergangszeit in neuen Projekten bereits eine parallele Betrachtung von bestehender DIN EN 378 und neuem Entwurf berücksichtigen.