Koudemiddelen in residentiële warmtepompen: wat verandert er?

Warmtepompen zijn cruciaal voor een hogere energie-efficiëntie en lagere CO2-uitstoot van verwarmingstoepassingen. Op Europees vlak liepen er echter discussies over het aanscherpen van de ‘F-gasreglementering’, wat een enorme impact heeft op de koudemiddelen die gebruikt mogen worden in warmtepompen en koelmachines. Dit artikel focust op de koudemiddelen die toegepast worden in (kleinere) residentiële verwarmingsinstallaties en de invloed die de gewijzigde wetgeving heeft op de installateur.

F-gassen, cfk’s, hfk,s, GWP, wat zijn dat? 

Sinds jaar en dag wordt er voor de koelcyclus in warmtepompen gebruikgemaakt van fluorkoolwaterstoffen of ‘F-gassen’. Dikwijls zijn deze niet giftig, niet brandbaar en hebben ze de juiste fysische eigenschappen om efficiënt gebruikt te worden in een thermodynamische cyclus, voor koeling of verwarming. De meest bekende zijn de chloorfluorkoolwaterstoffen of cfk’s. Omwille van hun impact op de ozonlaag zijn deze echter al een hele tijd verboden. Hun opvolgers, de fluorkoolwaterstoffen of hfk’s, tasten de ozonlaag niet rechtstreeks aan, maar zijn wel sterke broeikasgassen. 

De mate waarin deze stoffen bijdragen tot de opwarming van de aarde wordt uitgedrukt door de Global Warming Potential of GWP. Hierbij wordt de impact van deze stoffen vergeleken met die van een CO2-molecule (typisch over een periode van 100 jaar). Het populaire koudemiddel R410a heeft bijvoorbeeld een GWP van 2.088, meer dan 2.000 maal zo schadelijk als CO2, terwijl R32 een GWP van 675 heeft. R32 zal bij een lek dus minder zwaar bijdragen aan de opwarming van de aarde dan R410a. 

Impact van de gewijzigde regelgeving  

Onder druk van de nieuwe F-gasregelgeving wordt de industrie verplicht om de productie van koudemiddelen met een hoge GWP af te bouwen door te opteren voor koudemiddelen met een lagere GWP en voor warmtepompen die minder koudemiddel bevatten. 

Zo gelden sinds 11/03/2024, vanaf de vernoemde data, voor het op de markt brengen van stationaire klimaatregelingsapparatuur en warmtepompen, volgende regels: 

Voor stekkerklare klimaatregelingsapparatuur (airco’s) en warmtepompen (incl. monoblock): 

  • 01/01/2027, voor toestellen met een vermogen ≤ 50 kW, een GWP van maximaal 150; 
  • 01/01/2030, voor toestellen met een vermogen > 50 kW, een GWP van maximaal 150; 
  • 01/01/2032, voor toestellen met een vermogen ≤ 12 kW, een totaal verbod op F-gassen. 

Voor ‘split’ klimaatregelingsapparatuur (airco’s) en warmtepompen: 

  • 01/01/2025, voor splitsystemen die < 3 kg koudemiddel (uit bijlage I – Verordening EU 2024/573) bevatten, een GWP van maximaal 750; 
  • 01/01/2027, voor L/W splitsystemen met een vermogen ≤ 12 kW, een GWP van maximaal 150; 
  • 01/01/2029, voor L/L splitsystemen met een vermogen ≤ 12 kW, een GWP van maximaal 150; 
  • 01/01/2035, voor splitsystemen met een vermogen ≤ 12 kW, een totaal verbod op F-gassen; 
  • 01/01/2029, voor splitsystemen met een vermogen > 12 kW, een GWP van maximaal 750; 
  • 01/01/2033, voor splitsystemen met een vermogen > 12 kW, een GWP van maximaal 150; 

Dit heeft niet alleen een invloed op nieuwe warmtepompen, maar ook op de beschikbaarheid en de prijs van het koudemiddel zelf, aangezien men dit enkel zal kunnen bekomen door oud koudemiddel op te vangen uit afgebroken toestellen en dit te regenereren. Een herstelling met hervulling aan een warmtepomp die gebruikmaakt van dit uitgefaseerde koudemiddel zal dus ook veel duurder worden. 

Zo gelden er sinds 11/03/2024 ook nieuwe regels, vanaf de vernoemde data, voor het gebruik van gefluoreerde broeikasgassen (F-gassen) bij onderhoud en service:   

  • 01/01/2025, voor alle koelapparatuur, ongeacht de inhoud aan koudemiddel, een GWP van maximaal 2.500; 
  • 01/01/2026, voor alle klimaatregelingsapparatuur (airco’s) en warmtepompen, een GWP van maximaal 2.500; 
  • 01/01/2032, voor alle koelapparatuur (behalve chillers), een GWP van maximaal 750; 

Er werden bijkomende enkele uitzonderingen, tot de vernoemde data, opgenomen waarbij het gebruik van geregenereerde of gerecycleerde gefluoreerde broeikasgassen bij onderhoud en service, is toegestaan: 

  • 01/01/2030, voor alle koelapparatuur, ongeacht de inhoud aan koudemiddel, een GWP van 2.500 of meer; 
  • 01/01/2032, voor alle klimaatregelingsapparatuur (airco’s) en warmtepompen, een GWP van 2.500 of meer; 

Dat alles wil zeggen dat we op middellange termijn terug moeten naar natuurlijke koudemiddelen zoals propaan (R290), butaan (R600), CO2 (R744) of ammoniak (R717). Deze hebben een heel lage GWP (tussen 0 en 4), maar zijn ofwel zeer brandbaar (propaan, butaan), zeer giftig (ammoniak) en/of minder geschikt voor de efficiënte verwarming van een woning (CO2 en ammoniak). 

Beperkingen van de verschillende koudemiddelen 

Voor lucht-water warmtepompen (L/W WP) wordt er vaak gekozen voor propaan (R290) als koudemiddel (met R32 als tussenoplossing). De fabrikanten slagen er daarbij in om deze warmtepompen efficiënter te laten werken en bovendien ook hogere aanvoertemperaturen te behalen, wat ze ook geschikter maakt voor renovatietoepassingen. De keerzijde is wel dat de veiligheidsregels veel strenger zijn. 

R410a is een hfk van veiligheidsklasse A1, wat wil zeggen dat het niet giftig en niet brandbaar is. Als we de veiligheidscriteria van de norm NBN EN 378-1 toepassen op een klassieke splitwarmtepomp (d.i. een warmtepomp met een binnen- en buitendeel waartussen koudemiddel circuleert; zie afbeelding 1) met R410a, gelden er geen beperkingen voor de ruimte waarin de binnenunit zich bevindt. 

R32 is echter licht brandbaar en behoort tot veiligheidsklasse A2L, waardoor er wel restricties gelden. De productnorm NBN IEC 60335-2-40 heft de striktste regels op zolang er minder dan 1,84 kg koudemiddel gebruikt wordt. Bovendien kunnen de grenzen binnen de norm NBN EN 378-1+A1 verder opgetrokken worden als er bijkomende veiligheidsmaatregelen getroffen worden (bv. lekdetectie). Bij de plaatsing van het toestel is het belangrijk om de voorschriften van de fabrikant goed op te volgen. 

R290 (propaan) is zeer brandbaar en valt daardoor onder veiligheidsklasse A3. De algemene regel in de norm NBN EN 378-1 is dat er maar 150 g R290 in een (kleine) binnenruimte aanwezig mag zijn. Dat kan nog net voldoende zijn voor een moderne warmtepompboiler, maar volstaat zeker niet voor een L/W WP van 10 kW. 

Er wordt gewerkt aan een nieuwe normering voor het gebruik van natuurlijke koudemiddelen, waardoor deze strenge grens van 150 g een stuk hoger kan komen te liggen. In tussentijd wordt dit probleem echter opgelost door over te stappen naar een monoblock oplossing (d.i. een warmtepomp die heel de thermodynamische cyclus en alle koudemiddel in één unit bundelt; zie afbeelding 1) die buiten opgesteld wordt. 

Buiten kunnen er echter ook veiligheidsrestricties gelden. Zo moet in het algemeen voorkomen worden dat brandbare gassen die zwaarder zijn dan lucht zich ergens kunnen opstapelen en tot ontploffing of verstikkingsgevaar kunnen leiden. Opstellingen in de buurt van een lager gelegen gedeelte van de tuin of ondergrondse constructies moeten dus vermeden worden. 

Een monoblock systeem heeft het voordeel dat de plaatsing niet door een erkende koeltechnieker hoeft te gebeuren, wat wel het geval is bij splitsystemen. Voor werken aan het koeltechnische gedeelte zelf is het echter wel steeds aangewezen om een beroep te doen op een koeltechnieker. 

Tenslotte gelden er vanuit de regionale milieuwetgevingen bijkomende eisen voor de jaarlijkse opvolging van het systeem als dat meer dan 5 ton CO2-eq koudemiddel bevat. In tabel A zien we dat dit vaak het geval is bij oudere warmtepompen op R410a, maar dat de meeste moderne systemen daar een heel stuk onder blijven. 

 

Afb. 1 Schematische weergave van een monoblock systeem (bovenaan) en een splitsysteem (onderaan). 

Tabel A - Vergelijking van de toepasbaarheid van verschillende koudemiddelen. 

 

Op basis van Buildwise artikel 2023-4.5