Ladungsgrenzen für Kältemittel der Sicherheitsklasse A3

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Chris Mobley, Senior Regulatory Engineer, Codes und Regulatory Services, UL Solutions

Dieser Artikel bietet einen Überblick über die gängigen Anwendungen von mechanischen  Kühlgeräten mit (brennbaren) Kältemitteln der  Sicherheitsklasse A3 . Sie deckt die Ladegrenzen für diese Systeme zusammen mit den zugehörigen Anforderungen der mechanischen Modellcodes ab.

Diese Informationen sind allgemeiner Natur und basieren auf typischen Szenarien. Spezifische Informationen finden Sie immer in den einzelnen Produktzertifizierungen, den Referenzstandards und den lokal eingeführten Codes.

Die Kältemittel, die in der Klima- und Kälteindustrie verwendet werden, entwickeln sich aufgrund von Bundesvorschriften, die auf dem Treibhauspotenzial (GWP) von Kältemitteln basieren, weiter. Ein Großteil der Aufmerksamkeit konzentrierte sich auf die neue Klasse von A2L -Kältemitteln. Kleine Systeme, die Kältemittel der Klasse A3 verwenden , werden jedoch auch immer häufiger.

Kältemittel der Klasse A2L haben eine mäßige  Verbrennungswärme und verbreiten Flammen mit geringer Brenngeschwindigkeit. Im Gegensatz dazu sind Kältemittel der Klasse A3 leicht entzündlich und explosiv.

Kältemittel der  Klasse A3 sowie ihre Formeln und Eigenschaften können in den Tabellen in den mechanischen Modellcodes und ASHRAE 34 gefunden werden. Die häufigsten Kältemittel der Klasse A3 sind bekannte Verbindungen:

• R-290 (Propan)
• R-600a (Isobutan)
• R-1270 (Propylen)

Als Bezugspunkt wird Flüssiggas (LP) als Mischung dieser drei Kohlenwasserstoffgasverbindungen definiert. Die Leser sollten sich jedoch mehrerer wichtiger Unterschiede zwischen einem Brenngas und einer Kältemittelanwendung bewusst sein, nämlich:

• Kältemittel der Klasse A3  enthalten keine Geruchsstoffe wie Mercaptan. Die im Brenngas verwendeten Geruchsstoffe wären Verunreinigungen in einem Kühlsystem. Ein für Kältemittel der Klasse A3 entwickelter elektronischer Detektor kann verwendet werden, um ein Leck dieser Kältemittel zu erkennen.
• Mechanische Kühlsysteme, die Kältemittel der Klasse A3 verwenden, arbeiten typischerweise bei Drücken von etwa 150 psi bis 200 psi (1.000 kPa bis 1.400 kPa) im Vergleich zu Niederdruck-Kraftstoffgasverteilungsrohren und Gerätereglern , die typischerweise weniger als 1 psig (7 kPa) arbeiten.
• Mechanische Kühlsysteme enthalten im Vergleich zu Kraftstoff-Gas-Systemen viel geringere Gasmengen.

Geteilte Systeme mit vor Ort bereitgestellten Verbindungsleitungen sind nicht üblich und können zusätzliche Installationsbeschränkungen gemäß den Modellcodes haben. Einige gängige eigenständige Systeme umfassen die folgenden Produkte:

• Kommerzielle Kühlschränke, Geräte und Kühlboxen (UL 60335-2-89)
• Haushaltskühlschränke und Eisbereiter (UL 60335-2-24)
• Kommerzielle Eisbereiter (UL 60335-2-89)
• Eiscrememaschinen für den Haushalt (UL 60335-2-24)
• Eismaschinen für den gewerblichen Gebrauch (UL 621)
• Raumentfeuchter (UL 60335-2-40)
• Raum-/Fensterklimaanlagen (UL 60335-2-40)
• Gekühlte Verkaufsautomaten (UL 541)
• Trinkbrunnen und Flaschenfüllplätze (UL 399)
• Wärmepumpen-Kleidungstrockner und Waschstationen (UL 2158)

Für jede der oben genannten Anwendungen legt der anwendbare Standard die Ladungsgrenzen für Kältemittel der Klasse A3 fest. In den meisten Fällen, mit Ausnahme von handelsüblichen Kühlgeräten, die nach UL 60335-2-89 zertifiziert sind, beträgt die obere  Ladungsgrenze entweder 130 g oder 150 g (0,29 lb. oder 0,33 lb.). Für viele Anwendungen, einschließlich der Verwendung in einem öffentlichen Korridor oder einer Lobby (wie durch ASHRAE 15 definiert), ist die Ladung weiter auf „3 × LFL“ beschränkt (wobei die LFL der Grammwert der unteren Entflammbarkeitsgrenze in kg/m^{3 ist).}

Einige gewerbliche Kühlgeräte, die nach UL 60335-2-89 zertifiziert sind, können etwas höhere Ladegrenzen aufweisen.

Bei Kühlboxen ohne Türen oder Schubladen kann die Ladung bis zu „13 × LFL“ betragen. Geräte mit Türen und Schubladen können Ladungen bis zu „8 × LFL“ aufweisen (wiederum, wobei die LFL der Grammwert der unteren  Entflammbarkeitsgrenze in kg/m^{3 ist).}

Geräte mit diesen höheren Ladegrenzen unterliegen zusätzlichen Installationsbeschränkungen gemäß den Modellcodes und/oder den Installationsanweisungen des Herstellers:

• Kann nicht innerhalb von 6 m ( 20 ft.) von einer Quelle mit offener Flamme  installiert werden
• Kann nicht in einem öffentlichen Korridor oder einer Lobby installiert werden (gemäß ASHRAE 15)
• Kann nicht in Wohngebäuden installiert werden

Wenn sich die Ladegrenzen in den Produktstandards weiterentwickeln, kann es in einigen Fällen zu einer Fehlausrichtung zwischen den Produktstandards und den Codes kommen.

• Die 2024er-Ausgaben der mechanischen Modellcodes legen eine Grenze von 150 g (0,331 lb.) für die meisten  Innenanwendungen von Kältemitteln der Klasse A3, anderen Industriebetrieben oder innerhalb bestimmter Maschinenräume fest.
• Die 2027er-Ausgaben der Modell- Mechanik-Codes ermöglichen größere Gebühren für kommerzielle Kühlgeräte, die gemäß UL 60335-2-89 zertifiziert sind, wie zuvor beschrieben.

• Internationaler mechanischer Code (IMC)
• Einheitlicher mechanischer Code (UMC)
• ASHRAE 15, Sicherheitsstandard für Kühlsysteme
• ASHRAE 34, Bezeichnung und Sicherheitsklassifizierung von Kältemitteln
• UL 60335-2-24, die Norm für Haushaltsgeräte und ähnliche elektrische Geräte – Sicherheit – Teil 2-24: Besondere Anforderungen für Kühlgeräte, Eiscremegeräte und Eisbereiter
• UL 60335-2-89, die Norm für Haushalts- und ähnliche elektrische Geräte – Sicherheit – Teil 2-89: Besondere Anforderungen für kommerzielle Kühlgeräte und Eisbereiter mit einer integrierten oder externen Kühleinheit oder einem Motorkompressor
• UL 60335-2-40, die Norm für Haushaltsgeräte und ähnliche elektrische Geräte – Sicherheit – Teil 2-40: Besondere Anforderungen an elektrische Wärmepumpen, Klimaanlagen und Entfeuchter
• UL 541, der Standard für gekühlte Verkaufsautomaten (Produktkategorie SQMX von UL Solutions )
• UL 399, die Norm für Trinkwasser-Wasser-Kühler (Produktkategorie SRJX von UL Solutions )
• UL 621, der Standard für Eiscremehersteller (UL Solutions Produktkategorie SINX)
• UL 2158, die Norm für elektrische Wäschetrockner (Produktkategorie KMEX von UL Solutions )