Betrieb, Wartung und Dichtheitsprüfung von Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen – ein Überblick für Monteure, Techniker und Wartungspersonal

So lästig die häufigen Wartungen und Dichtheitsprüfungen von Kälteanlagen, Klimaanlagen oder Wärmepumpen auch sind, als Betreiber kommen Sie nicht umhin, diese Pflicht entweder selbst zu erledigen oder jemanden damit zu beauftragen. Denn Sie sind für Aufstellung, Betrieb und Kontrolle Ihrer Anlagen verantwortlich. Das heißt: sowohl für Sicherheit und Energieeffizienz als auch für den Schutz der Umwelt vor Verschmutzung und der Atmosphäre vor Treibhausgasen.  Sie ersparen sich durch die Erfüllung dieser Betreiberpflichten viel Ärger mit dem Gesetzgeber, falls es mal zu einem Vorfall oder einer Kontrolle durch eine Aufsichtsbehörde kommt. (Größeren Aufwand und hohe Kosten.) Nebenbei ersparen sie sich durch einen wirtschaftlichen Betrieb und durch regelmäßiges Warten der Anlagen nicht nur hohe Reparaturkosten, auch Anlagenausfälle sind häufig mit hohen Kosten und unangenehmen Fragen seitens der Vorgesetzten verbunden. Ausfälle aufgrund nicht durchgeführter Wartungen sind unnötig und relativ einfach vermeidbar. Spätestens wenn empfindliche Geldstrafen ins Spiel kommen, werden die Gespräche unangenehm. (Denn später rächt sich die Nachlässigkeit durch teure Reparaturen oder Geldstrafen.) Es lohnt sich also, sich mit Betrieb, Wartung und Prüfung von Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen zu beschäftigen.

Noch heute werden Heizen und Kühlen oft von zwei Anlagen erledigt, die unverbunden nebeneinanderstehen und einzeln gewartet werden müssen. Neuere Anlagen machen beides: Klimaanlagen können auch heizen und Wärmepumpen kühlen.

Durch neue Gesetzgebungen wird sich der Bereich der Gebäudeheizung immer mehr in Richtung Wärmepumpen bewegen. Bereiten Sie sich auch aus diesem Grund schon jetzt auf die Zukunft vor und legen Sie sich das Grundwissen zur Betreuung dieser Anlagen zu.

Erfahren Sie hier alles Wichtige über die Funktionsweise und die Wartung und Prüfung von Klimaanlagen, Kälteanlagen und Wärmepumpen, inklusive der relevanten Vorschriften.

Das Herzstück dieser Anlagen ist der Kältekreisprozess, also die kontinuierliche Verdampfung und Kondensation eines Kältemittels, das Wärme aufnimmt und an anderer Stelle wieder abgibt. Auch wenn der Ablauf grundlegend gleich ist, kann das Ergebnis ganz verschieden sein: Soll ein Gebäude gekühlt werden, wird die Wärme innen aufgenommen und draußen abgegeben. Beim Heizen mit einer Wärmepumpe ist es genau andersrum.

Der Kältekreis besteht aus vier Hauptkomponenten:

• Verdampfer
• Kompressor
• Kondensator
• Drosselventil

Zunächst wird das Kältemittel im Verdampfer durch Wärmeaufnahme verdampft, also von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand gebracht. Anschließend komprimiert der Kompressor das gasförmige Kältemittel, wodurch es sich weiter erhitzt und in den Kondensator, auch Verflüssiger genannt, geleitet wird. Dort kondensiert es (erneut) zu einem flüssigen Zustand und gibt dabei die gespeicherte Wärme ab.

Indem das flüssige Kältemittel dann durch das Drosselventil fließt, wird der Druck im Kältekreisprozess reduziert. Das flüssige Kältemittel wird dadurch entspannt (expandiert) wodurch es abkühlt, bevor es erneut in den Verdampfer gelangt und der Kreislauf von vorn beginnt.

Der Kompressor, auch Verdichter genannt, ist das zentrale Bauteil einer Kälteanlage und hat die Aufgabe, das Kältemittel zu verdichten, um es auf ein höheres Druck- und Temperaturniveau zu bringen. Der Verdichter besteht meist aus einem Kolben oder Rotor, der sich in einem Zylinder bewegt. Das Kältemittel wird durch einen Sauganschluss in den Verdichter gezogen und durch den Kolben oder Rotor komprimiert. Dadurch steigen der Druck und die Temperatur des Kältemittels an.

Egal wie kalt es im Winter ist: Auf der Erde gibt es keine Temperaturen, die auch nur in die Nähe des absoluten Nullpunkts kommen. Das bedeutet: Selbst wenn wir frieren, kann eine Wärmepumpe aus der Umgebungstemperatur immer noch Wärme gewinnen und an ein Haus abgeben. Genauso entfernt ein Kühlschrank Wärme aus seinem kalten Inneren und gibt sie in die Küche ab.

In die andere Richtung funktioniert es auch: Auf die gleiche Weise können Wärmepumpen im Sommer Hitze aus Gebäuden ziehen. Die Wärmepumpe kann also beides sein: Heizung und Klimaanlage. Das Prinzip bleibt gleich.

In Neubauten werden oft Luft-Luft-Wärmepumpen installiert, aus denen warme Luft direkt ins Gebäude gelangt, wo passende Innengeräte montiert sind. Sind in einem alten Haus schon Heizungsrohre und Heizkörper installiert, greift man auf – leider weniger effiziente – Luft-Wasser-Wärmepumpen zurück, die Wasser für die Heizkörper und für die Nutzung in Bad und Küche erwärmen.

Schon die Fülle an Vorschriften, Gesetzen, Normen und Verordnungen lässt es erahnen: Die vielfältigen Gefahren und Probleme, die von Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen ausgehen, dürfen Sie nicht auf die leichte Schulter nehmen:

• Klimawandel durch Treibhausgase
• Umweltverschmutzung durch Chemikalien
• Erkrankungen durch Hygienemängel
• Hoher Stromverbrauch durch ineffizientes Arbeiten
• Funktionsstörungen bis zum Totalausfall durch Undichtigkeiten im Kältemittelkreislauf

Kein Wunder, dass die Gesetze und Vorschriften zu Klimaanlagen, Kälteanlagen und Wärmepumpen so zahlreich und so streng sind.

Die Vorschriften zu Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen sind nicht nur aufgrund ihrer großen Menge unübersichtlich, sondern auch, weil sie von verschiedenen Stellen erarbeitet und herausgegeben werden und sich zum Teil überschneiden. Die wichtigsten Vorschriften im Überblick:

• Die EU‑Verordnung 517/2014
• Die DIN EN 378
• Die Chemikalien-Klimaschutzverordnung
• Das Wasserhaushaltsgesetz
• Das Arbeitsschutzgesetz und die Betriebssicherheitsverordnung
• Die Unfallverhütungsvorschrift DGUV Regel 100-500
• Die DIN 6022
• Das Gesetz zur Gebäudeenergie

Die Treibhausgase in Kältemitteln sind Gift für das Klima und heizen die Klimakrise um ein Vielfaches stärker an als CO2. Deswegen bestimmt die Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV): Ortsfeste Kälteanlagen und Wärmepumpen, die nach Mitte 2008 installiert wurden, dürfen nur geringe Mengen Kältemittel verlieren, nämlich zwischen 1 und 3 Prozent der Füllmenge. Das soll verhindern, dass fluorierte Treibhausgase aus den Kältemitteln unserer Umwelt schaden.

Das gleiche Ziel hat die Verordnung EU Nr. 517/2014, die sogenannte F‑Gase-Verordnung. Betreiber sind verpflichtet, Leckagen soweit möglich zu verhindern. Eine regelmäßige Dichtheitsprüfung von ortsfesten Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen ist Pflicht und darf nur von Personen mit einem Zertifikat für diese Tätigkeit durchgeführt werden. Große Anlagen müssen außerdem ein Leckage-Erkennungssystem haben.

Zunächst müssen Sie wissen, wieviel Kältemittel in Ihrer Kälteanlage arbeitet. Genauer: wie groß die Füllmenge in CO2-Äquivalenten ist. Das bestimmt die Fristen für Dichtheitsprüfungen:

• Systeme mit einer Füllmenge von 5 bis weniger als 50 Tonnen CO2‑Äquivalente: Prüfung alle 12 Monate
• Systeme mit einer Füllmenge von 50 bis unter 500 Tonnen: 6 Monate.
• Systeme ab 500 Tonnen Füllmenge: 3 Monate.
• Wenn Ihre Anlage ein Leckage-Erkennungssystem hat, gibt es gute Nachrichten: Das verdoppelt die Abstände der Prüfung der Kälteanlage. Andererseits muss dieses System selbst wiederum einmal jährlich geprüft werden und ist für Anlagen mit einer Füllmenge ab 500 Tonnen ohnehin verpflichtend.

(Die Füllmenge in CO2‑Äquivalenten errechnet sich aus der Füllmenge in Kilogramm und dem Treibhauspotential des Kältemittels.)

Damit Treibhausgase nicht einfach so entsorgt werden und in die Atmosphäre gelangen, muss der Prüfer viele Angaben minutiös festhalten: was die Prüfung ergeben hat, welche und wie viele Treibhausgase in der Anlage sind und hinzugefügt, rückgewonnen, ersetzt, recycelt oder aufgearbeitet wurden (inkl. aller Angaben, die zur Überprüfung dieser Punkte gebraucht werden).

Bis zu viermal im Jahr muss also die Dichtheit von Klimaanlagen, Kälteanlagen und Wärmepumpen überprüft werden. Ein teurer Posten, wenn jedes Mal ein externer Dienstleister dafür anfährt. Sparen Sie sich das: mit dem Kälteschein der Kategorie IV, den Sie oder Ihre Mitarbeiter in nur zwei Tagen erwerben können. Damit erledigen Sie die Dichtheitskontrolle aller Anlagen, ob Klimaanlagen, Kälteanlagen oder Wärmepumpen, einfach selbst. Im Seminar, das Sie hier beim FHB buchen können, legen Sie eine praktische und theoretische Prüfung ab, die von den EU-Verordnungen 303/2008 und 307/2008 standardisiert ist.

Nicht nur die die Chemikalien-Klimaschutzverordnung und die Verordnung EU Nr. 517/2014 sorgen für Sicherheit rund um Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen.  Die EN 378:2016 stellt weitere Anforderungen, die sich mit anderen Vorschriften zum Teil überschneiden. Wichtig sind auch dieser Norm die Dichtheitsprüfungen:

Bei „ernsthaftem“ Verdacht auf Leckagen bei Anlagen mit ozonabbauenden Kältemitteln müssen Anlagen mit 3 kg Kältemittelfüllmenge jährlich, mit 30 kg Füllmenge halbjährlich und mit 300 kg Füllmenge vierteljährlich geprüft werden. Auch hier verdoppeln sich die Fristen durch ein Leckanzeigesystem in Form eines Leckage-Erkennungssystems oder eines Kältemitteldetektionssystems. Nach einer Reparatur muss innerhalb eines Monats nochmals geprüft werden.

Nicht nur Treibhausgase sind für die Atmosphäre und damit für uns Menschen gefährlich. Kältemittelöl und Frostschutzmittel vergiften Flüsse und andere Gewässer, wenn sie in den Boden gelangen. Das Wasserhaushaltsgesetz schreibt daher vor: Bei Betrieb und Wartung von Klimaanlagen müssen Sie sorgfältig mit allen wassergefährdenden Stoffen umgehen.

Sie sind Arbeitgeber? Dann gelten Ihre Kälteanlagen und Wärmepumpen als Arbeitsmittel. Was erstmal seltsam klingt, hat rechtliche Folgen: Sie sind dafür verantwortlich, dass Arbeitsmittel Ihre Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen nicht verletzen oder krank machen. Vernachlässigte Klimaanlagen sind aber eine Quelle verschiedenster gefährlicher Keime. Auch deswegen sind die Wartung von Klimaanlagen und die Prüfung von Wärmepumpen wichtig.

Viele Kälteanlagen gehören laut Betriebssicherheitsverordnung zu den überwachungsbedürftigen Druckanlagen und müssen deswegen von einer Zugelassenen Überwachungsstelle (ZÜS) geprüft werden, und zwar:

• Vor der ersten Inbetriebnahme
• Dann in regelmäßigen Abständen, die sich aus der vorgeschriebenen Gefährdungsbeurteilung ergeben
• Und zusätzlich nach bestimmten technischen Änderungen

Ein Feuer im Gebäude ist schlimm und erschreckend genug. Sorgen Sie dafür, dass brennbare Kältemittel ein kleines Feuer nicht zu einer großen Katastrophe werden lassen. Das ist ein wichtiges Anliegen der Regel 100‑500 der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV). Ihr Kältemittelvorrat darf nicht in Maschinenräumen, sondern muss am besten draußen oder in dafür bestimmten Räumen verwahrt werden. Außerdem brauchen Sie einsatzbereite Feuerlöscheinrichtungen bei den Anlagen. Wichtig für Instandhaltungsarbeiten: Das Kältemittel muss vorher komplett aus der Anlage entfernt werden.

Wie auch die Betriebssicherheitsverordnung verlangt die DGUV Regel 100‑500, die Mitarbeiter über die Gefahren durch Kälteanlagen und Wärmepumpen zu informieren und eine Betriebsanweisung in der Nähe der Anlagen anzubringen.

Nun haben Sie schon viel über die Vorschriften zur Wartung und Prüfung von Kälteanlagen erfahren. Damit können Betreiber das Thema leider immer noch nicht abhaken. Es gilt auch die Gebäudenutzer vor Gesundheitsrisiken zu schützen und den Stromverbrauch zu senken, der eigenen Geldbörse und vor allem den zukünftigen Generationen zuliebe.

Die meisten Klimaanlagen kühlen Räume, in denen sich oft Menschen aufhalten – zum Beispiel in Betrieben oder Hotels. Dort ist zusätzlich die Hygieneinspektion nach VDI 6022 Pflicht und zum Schutz der Gesundheit unumgänglich. [https://www.fortbildung-hb.de/magazin/vdi-6022.html] Auch für diese Tätigkeit bietet das FHB ein Seminar (Hygiene in Raumlufttechnischen Anlagen - Kategorie A nach VDI 6022) an.

Die Senkung unseres Energieverbrauchs und die Schonung der Ressourcen der Erde sind wichtig für die Zukunft der ganzen Menschheit. Kälteanlagen verbrauchen ohnehin sehr viel Strom – und noch mehr, wenn sie nicht regelmäßig auf ihre Energieeffizienz geprüft und optimiert werden. Früher wurden diese Prüfungen von der Energieeinsparverordnung (EnEV) und anderen Vorschriften geregelt, die aber das GEG, das Gesetz zur Gebäudeenergie, inzwischen abgelöst hat. Zusammengefasst: Die Energetische Inspektion von Klimaanlagen [https://www.fortbildung-hb.de/magazin/energetische-inspektion-von-klimaanlagen.html] ist Pflicht ab einer Nennleistung für den Kältebedarf von mehr als 12 Kilowatt. Ab 70 Kilowatt muss die Prüfung nach DIN SPEC 15240 durchgeführt werden. Das nötige Fachwissen dazu erhalten Sie in einem weiteren Seminar des FHB (Energetische Inspektion von Klimaanlagen nach §§ 74 - 78 Gebäudeenergiegesetz (GEG)).

Die vielen Vorschriften und Verordnungen rund um Klimaanlagen, Kälteanlagen und Wärmepumpen erschlagen Neueinsteiger. Aber sie machen auch deutlich, was für eine große Verantwortung Sie tragen, wenn Sie mit diesen Anlagen zu tun haben: ob als Betreiber, Wartungstechniker oder Mitarbeiter im Facility Management. Kälteanlagen kann man nicht einfach nach eigenem Gutdünken errichten und betreiben. Dafür sind die möglichen Probleme viel zu groß: einerseits die Gefahren durch vernachlässigte Anlagen, andererseits die Klimakrise durch Treibhausgase und CO2.

Nur die regelmäßige Wartung von Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen gewährleistet Sicherheit, Energieeffizienz und Leistung. Besonders wichtig sind die Dichtheitsprüfungen. Lernen Sie im Seminar, wie diese Anlagen möglichst kostengünstig, sicher und zuverlässig laufen.

Seminar KAE-IV