Koudemiddelen in VRF; misverstanden en toekomstverwachtingen

Er is veel gaande omtrent de f-gassenverordening en de krapte op de koudemiddelenmarkt en de mogelijke consequenties die dit heeft voor VRF/VRV warmtepompsystemen.

De klimaatsector krijgt de komende jaren met een viertal verboden te maken. Er komt een verbod op koudemiddelen met een zeer hoog GWP, zoals R404A, en voor drie productgroepen worden koudemiddelrestricties opgelegd: mobiele airco’s, supermarktvitrines en kleine split-airco’s. Een verbod op – of uitfasering van – VRF/VRV-systemen of R410A is niet aan de orde.
De onrust is ontstaan doordat 2018 een kantelpunt is in het HFK-terugfaseringschema. Het koudemiddelquotum wordt dit jaar met 30 procent verkleind, terwijl hoog-GWP-koudemiddelen pas in 2020 worden verboden. Als in 2020 het verbod op superbroeikasgassen ingaat, geeft dat weer meer ruimte voor andere middelen.

Geen uitfasering
Over de gevolgen van de F-gassenverordening bestaan onduidelijkheden in de markt, en een van de hardnekkigste betreft VRF/VRV-systemen, vertelt Martijn van Leerdam, adviseur en VRF-expert bij Alklima/Mitsubishi Electric: “Ik hoor regelmatig dat VRF-systemen een onduidelijke toekomst tegemoet gaan omdat er een verbod komt op R410A, het koudemiddel waarmee ze zijn gevuld. Daar is echter absoluut geen sprake van.

                                         

Onrust op de koudemiddelenmarkt...

Onrust op koudemiddelmarkt
Volgens Van Leerdam is het ook vreemd dat zoiets soms wordt gesuggereerd: “We willen in Nederland van het aardgas af en daar kan VRF een goede rol bij spelen. Het heeft zich bewezen als energiezuinige techniek die bijdraagt aan reductie van de CO₂-uitstoot. VRF past daardoor prima binnen de Europese klimaatdoelstellingen.” Dat er desalniettemin onrust ontstaat, met name rond R410A, komt volgens Van Leerdam doordat 2018 een kantelpunt is in het HFK-terugfaseringschema. Het koudemiddelquotum wordt dit jaar met 30 procent verkleind, terwijl hoog-GWP-koudemiddelen pas in 2020 worden verboden. “Die middelen nemen een flink deel van het F-gassenquotum in beslag, waardoor er minder marktvolume overblijft voor middelen met een lager GWP, zoals R410A”, vertelt hij. “Als in 2020 het verbod op superbroeikasgassen ingaat, geeft dat weer meer ruimte voor andere middelen.”

Weinig alternatieven
Fabrikanten blijven de komende tijd dus te maken houden met hogere prijzen en toenemende krapte op de koudemiddelmarkt. Alklima/Mitsubishi Electric ziet echter nog weinig mogelijkheden om over te stappen op een koudemiddel met een lager GWP. “Veel alternatieven voor R410A zijn er op dit moment nog niet. De meeste alternatieven missen de juiste thermodynamische eigenschappen of hebben als nadeel dat ze ontvlambaar of giftig zijn”, legt Van Leerdam uit. “CO₂ passen we bijvoorbeeld wel toe in de Eco Cute tapwater-warmtepomp, maar het middel is ongeschikt voor klimaattoepassingen. Ammoniak is veel te giftig om binnenpandig te gebruiken, propaan te ontvlambaar en R32 heeft een te lage praktische limiet (de voormalige MAC-waarde, Maximaal Aanvaardbare Concentratie -red.) om zonder extra maatregelen toe te passen in grote systemen.”

Voordelen van R32
Hoewel R32 door steeds meer fabrikanten wordt omarmd voor gebruik in splitsystemen, houdt men voor VRV/VRF-systemen vooralsnog vast aan R410A. Toepassing van R32 werd de afgelopen jaren in de weg gestaan doordat het middel is ingedeeld in ISO-klasse A2L. Daardoor valt het onder de ‘mild ontvlambare’ stoffen; een relatief nieuwe categorie waar de praktijk nog niet goed op is afgestemd en waarbij geldende normen een te beperkt koudemiddelvolume toelieten om het in VRF/VRV toe te passen. “Qua thermodynamische eigenschappen is R32 echter een prima alternatief voor R410A”, stelt Henk Kranenberg, senior manager bij Daikin Europe Environment Research Center. “Over de hele levensduur van een installatie bekeken, is het bovendien duurzamer dan andere middelen. R32 heeft weliswaar een hogere GWP-waarde dan bijvoorbeeld een aantal bekende HFO’s, maar het biedt ook betere energetische prestaties. Dat betekent dat een installatie minder energie gebruikt en er dus minder CO₂ wordt uitgestoten voor elektriciteitsproductie. Bovendien is R32 een heel zuiver middel dat aan het einde van de levensduur van een installatie prima kan worden teruggewonnen.”

ISO-koudemiddelindeling
Binnen ISO zijn koudemiddelen ingedeeld in categorieën die wereldwijd worden toegepast. In de ‘B’-lijst staan ‘hoog-giftige’ stoffen die niet relevant zijn voor klimaattoepassingen. De ‘A’-lijst bestaat uit ‘laag-giftige’ stoffen die op basis van ontvlambaarheid als volgt zijn ingedeeld:
A1: niet-ontvlambaar (bijv. R410A).
A2L: mild ontvlambaar (bijv. R1234ze, R32).
A2: licht ontvlambaar. (nauwelijks toegepast).
A3: sterk ontvlambaar. (bijv. koolwaterstoffen zoals butaan en propaan).

Aangepaste normen
Desalniettemin zijn in sommige Europese landen verboden van kracht met betrekking tot inpandig gebruik van (mild) ontvlambare stoffen zoals R32. “In Nederland zijn die regels er niet, waardoor het bij ons in principe is toegestaan om een VRV-systeem ermee te vullen”, aldus Kranenberg. “En een aantal belangrijke internationale normen en richtlijnen, zoals de EN378 en de IEC60335-2-40 (zie kader ‘Norm en productstandaard -red.) is inmiddels daarop aangepast.” De normen, die in 2016 en begin dit jaar zijn herzien, geven per koudemiddelcategorie (zie kader ‘ISO koudemiddelindeling‘) het maximaal toegestane koudemiddelvolume per ruimte (in m³) aan, en welke veiligheidsmaatregelen daarbij worden vereist. Kranenberg: “De hoeveelheid koudemiddel die nodig is voor een VRV-systeem is dermate beperkt dat R32 in de meeste gevallen voortaan mag worden toegepast. En ik zie ook op andere punten beweging. Zo is de koeltechnische branche in Nederland betrokken bij de herziening van de NPR7600, de Nationale Praktijk Richtlijn voor toepassing van koolwaterstoffen in warmtepompen, zoals propaan. Die herziening is ingrijpend, omdat niet meer alleen wordt verwezen naar categorie A3. Voorheen was de NPR7600 bedoeld voor installateurs die installaties met propaan opleverden, maar straks is deze praktijkrichtlijn ook van toepassing voor alle installateurs die met A2L-koudemiddelen voor binnenklimaatoplossingen werken, of het nu om HFO’s in koudwatermachines of om R32 in DX-systemen gaat.”
Ildert Burghout, Product Manager Heating & Cooling Solutions bij Panasonic Nederland, verwelkomt normherzieningen en het feit dat achter de schermen aan een vernieuwde versie van de NPR7600 wordt gewerkt: “Het is goed nieuws als Europese normen worden aangepast zodat de toepassingsmogelijkheden worden verruimd. R32 is een heel duurzaam middel, en er wordt wat overdreven gereageerd op het feit dat het is gecategoriseerd als ‘licht ontvlambaar’. Regelgevers, gebouweigenaren en eindgebruikers hebben er geen moeite mee dat vanuit de kelder tot aan de zolder een gasleiding door hun pand loopt, en over de veiligheidsrisico’s van LPG in auto’s hoor je ook nooit iets. Maar bij R32, dat alleen onder heel extreme omstandigheden risico’s oplevert en zeker niet gevaarlijker is dan R410A, wordt heel moeilijk gedaan.”

Norm en productstandaard
EN378 is een ‘generieke’ norm met voorschriften (veiligheid en milieubescherming) en procedures (gebruik en onderhoud van koelsystemen, terugwinning van gebruikt koudemiddel). EN378 verwijst naar de productstandaard IEC60335-2-40 voor elektrische warmtepompen, airconditioning en ontvochtigers. Hierin staan onder andere voorschriften voor de toepassing van (ontvlambare) koudemiddelen. Als meerdere goedgekeurde maatregelen worden getroffen om het effect van zuurstofverdringing bij lekkage tegen te gaan (wat tot verstikking in de technische ruimte kan leiden) bedraagt de praktische limiet (het toegestane koudemiddelvolume in een installatie) maximaal 64 kilogram. Dit betekent dat R32 in vrijwel alle VRV/VRF-systemen mag worden toegepast, mits voldoende extra maatregelen worden getroffen.

Terugdringen koudemiddelgebruik
In normtechnisch opzicht is er dus ruimte om toekomstige VRV/VRF-installaties van R32 te voorzien, maar voorlopig blijft R410A ‘first choice’. Fabrikanten innoveren echter wel om de druk op de koudemiddelmarkt te verlichten. Van Leerdam van Alklima/Mitsubishi Electric: “Zo zijn onze nieuwste VRF-systemen inmiddels zo ver doorontwikkeld dat ze tot 25 procent minder koudemiddel, dus feitelijk minder CO₂-equivalent, nodig hebben. Bij onze split-units kunnen we wel overstappen op R32, om dat deze systemen slechts een koudemidelinhoud tot 3 kilogram hebben en de praktische limiet en eisen rond aanvullende maatregelen daarbij geen probleem zijn. Op die manier zetten we alternatieven in waar dat mogelijk is, zodat het koudemiddelquotum optimaal wordt gebruikt.”
Bij kleinere systemen is ook Panasonic Nederland al overgestapt op R32, vertelt Ildert Burghout: “Inmiddels zijn alle wandmodellen, cassette-, kanaal- , vloermodellen en multi-splittoestellen met dit nieuwe koudemiddel verkrijgbaar, en binnenkort brengen we de R32-versie van PACi op de markt. Bij andere producten lopen we helaas tegen beperkingen aan, niet alleen door toegestane koudemiddellimieten maar ook door regels over koeltechnische aansluitingen. Aanpassing van Europese normen maakt de weg voor ons wellicht open om in de toekomst ook naar een R32-versie van VRF te kijken.”

Marktvertrouwen
Bij Daikin heeft de keuze om R32 vooralsnog alleen in kleinere systemen toe te passen nog een andere reden, stelt Henk Kranenberg: “Daikin heeft het voortouw genomen bij de marktintroductie van dit nieuwe koudemiddel, en daarbij zijn we begonnen met voorgevulde R32-splitsystemen die worden gekenmerkt door installatiegemak. Dat is een laagdrempelige productgroep waarmee we de markt voorzichtig hebben laten wennen aan het nieuwe koudemiddel. Inmiddels zijn we een stap verder gegaan en is bijvoorbeeld ook ons Sky Air-warmtepompsysteem voorzien van R32. Dat zijn wat grotere systemen, en zo breiden we het langzaam uit zodat ook commerciële toepassingen binnen de retail er gebruik van kunnen maken. Het is een ontwikkeling waarmee koudemiddelleveranciers, de groothandel en installateurs organisch met een zich veranderende markt kunnen meebewegen. Die transitie is in volle gang, en ik zie geen reden waarom dit er in de toekomst niet toe zou leiden dat ook onze VRV-systemen worden voorzien van R32.”

VRV/VRF
In dit artikel worden VRV (Variable Refrigerant Volume) en VRF (Variable Refrigerant Flow) door elkaar gebruikt. Het zijn twee verschillende termen voor een systeemtype waarbij de hoeveelheid koudemiddel die door een gebouw wordt getransporteerd afhankelijk is van de koeling/warmtevraag in de verschillenden ruimten in dat gebouw. De reden voor het gebruik van twee verschillende termen is van juridische aard: toen Daikin in 1982 het VRV-systeem uitvond, kreeg het patent op die benaming. Andere fabrikanten gebruiken daarom de term VRF.

Bronvermelding: RCC K&L / tekst Bas Roestenberg