Die DIN EN 378 (2021)

Die DIN EN 378 „Kälteanlagen und Wärmepumpen“ gehört zu den wichtigsten technischen Regeln bei der Planung, der Installation und beim Betrieb von Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen.

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Die nachfolgende Zusammenfassung, Analyse und Kommentierung der Normen wurde für cci Wissensportal von Dr.-Ing. Manfred Stahl erstellt. (Stand: August 2021)

Kälteanlagen und Wärmepumpen – Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen

Die DIN EN 378 „Kälteanlagen und Wärmepumpen – Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen“ mit den Teilen 1 bis 4 gehört zu den wichtigsten technischen Regeln bei der Planung, der Installation und beim Betrieb (Instandhaltung, Instandsetzung, Dichtheitsprüfungen, Umrüstungen) von Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen. Sie gilt für neue Kälteanlagen, Erweiterungen oder Modifizierungen bereits bestehender Anlagen sowie für bestehende stationäre Anlagen, die an einen anderen Standort verbracht und dort betrieben werden. Allerdings ist die Normenreihe DIN EN 378 sehr umfangreich und auch inhaltlich recht komplex. Daher kann die folgende Zusammenfassung nur einen generellen Überblick zu den wesentlichen Inhalten geben und dabei nur einige wichtige Punkte detaillierter erläutern. Für vertiefende Informationen muss auf die Originalnormen verwiesen werden.

Inhalte, Bedeutung und Ziele der Norm

Die DIN EN 378 enthält für Kälte- und Klimasysteme sowie für Wärmepumpen Anforderungen an die Sicherheit von Personen und Technik, Anleitungen zum Schutz der Umwelt, Vorgehensweisen zum Betrieb, zur Instandhaltung und zur Instandsetzung solcher Anlagen sowie zur Rückgewinnung von Kältemitteln. Dazu werden in der Norm folgende Arten von Kältemitteln zum Einsatz in den Anlagen behandelt:
– Klasse 1: nicht brennbar (Beispiele R134a, R407C, R410A, R404A)
– Klasse 2/2L: entflammbar (Beispiele R32, R1234yf, R1234ze, R1233zd, Mischungen)
– Klasse 3: brennbar (Beispiele Propan, Propen, Isobutan)
– Klasse A: geringe Toxizität
– Klasse B: hohe Toxizität (Beispiel Ammoniak NH3).
Von hoher Bedeutung in der DIN EN 378 sind Vorgaben an die Aufstellräume der Anlagen (Einhalten von Mindestraumvolumina) sowie an maximal erlaubte Füllmengen und Raumkonzentrationen für die verschiedenen Kältemittel in Abhängigkeit von deren Gefährdungspotenzial zur Vermeidung von Schäden, Expolsionen etc.
Die Normenreihe DIN EN 378 hat folgende Teile:
– Teil 1: Grundlegende Anforderungen, Begriffe, Klassifikationen und Auswahlkriterien
– Teil 2: Konstruktion, Herstellung, Prüfung, Kennzeichnung und Dokumentation
– Teil 3: Aufstellungsort und Schutz von Personen
– Teil 4: Betrieb, Instandhaltung, Instandsetzung und Rückgewinnung

Nachfolgend werden wichtige Inhalte der vier Teile der DIN EN 378 kurz erläutert.

DIN EN 378 Teil 1:
Grundlegende Anforderungen, Begriffe, Klassifikationen und Auswahlkriterien
(Weißdruck 06/2021, 77 Seiten)

Der erste Teil der Norm startet mit generellen Grundlagen. Dazu zählen zum Beispiel Informationen über einzuhaltende Anforderungen an die Sicherheit von Personen, von Sachgütern und zum Schutz der Umwelt. Hier werden stationäre und mobile Kälteanlagen, Wärmepumpen, indirekte Kühl- oder Heizsysteme und der Aufstellort der Anlage behandelt. Eine hohe Bedeutung haben dabei Gefahren, die möglicherweise von der Anlage ausgehen können. Dazu zählen zum Beispiel ein Bruch oder eine Explosion eines Anlagenteils, das daraus folgende Ausströmen von Kältemittel inklusive der Gefahr eines Feuers oder einer Explosion, die durch Kältemittel hervorgerufen werden könnte. Darüber hinaus stellt die Norm im Vorwort folgende Forderung:
„Der Anwender kann durch das Einhalten der Normenanforderungen nicht ohne zusätzliche Prüfung davon ausgehen, dass damit die für Kälteanlagen und Wärmepumpen relevanten Vorschriften der vorgenannten Gesetze eingehalten werden.“
Das bedeutet, dass über die Vorgaben der Norm hinaus ergänzend auch zum Beispiel die Gefahrstoffverordnung, die Betriebssicherheitsverordnung, die Arbeitsstättenverordnung und die Bauordnungen der Länder zu berücksichtigen und einzuhalten sind.

Im Kapitel 3 enthält die DIN EN 378 Teil 1 mehr als 100 Begriffsbestimmungen und im Kapitel 4 Tabellen mit Abkürzungen und Symbolen. Hinzu kommt eine Tabelle, in der die Kategorien der Zugangsbereiche – allgemeiner, überwachter und geschlossener Zugangsbereich – definiert werden.

Das Kapitel 5 beschreibt vier Klassifikation des Aufstellraums einer Kälteanlage:
– Klasse I: mechanische Geräte befinden sich im Personen-Aufenthaltsbereich
– Klasse II: der Verdichter befindet im Maschinenraum oder im Freien
– Klasse III: Aufstellung der Anlage im Maschinenraum oder außen
– Klasse IV: belüftetes Gehäuse
In diesem Kapitel stehen auch folgende Definitionen für verschiedene Arten von Kälteanlagen:
– direkt freisetzende Anlagen (Direktverdampfungsanlagen mit Innengeräten in Personenbereichen)
– indirekte Anlagen (zentrale Kälteerzeugung und Transport zu den Verbrauchergeräten mit Kaltwasser oder Sole).

Eine hohe Bedeutung hat das Kapitel 6 „Grenzwert für die Kältemittel-Füllmenge“. Demnach orientiert sich die Festlegung der maximal zulässigen Kältemittelfüllmenge einer Kälteanlage an den Anforderungen des jeweiligen Bereichs, in den Kältemittel ausströmen kann. Dabei dürfen in diesen Bereichen vorgegebene Grenzwerte von Kältemittelkonzentrationen in der Raumluft nicht überschritten werden. Vertiefende Beschreibungen und Berechnungen dazu befinden sich im Anhang C.

Ergänzend dazu wird im Kapitel 7 die „Berechnung des Mindestraumvolumens“ sinngemäß wie folgt beschrieben: Es muss davon ausgegangen werden, dass bei einer Kälteanlage die gesamte Kältemittelmenge in den kleinsten, an die Anlage angeschlossenen Raum ausströmen kann. In diesem Raum darf die (für die verschiedenen Kältemittel je nach Gefährdungspotenzial) vorgegebene Konzentration des Kältemittels in der Raumluft nicht überschritten werden. Sollten die dafür durchzuführenden Berechnungen zeigen, dass es zu einer Überschreitung kommen könnte, sind ergänzende sicherheitstechnische Maßnahmen in den Räumen vorzunehmen (zum Beispiel Detektoren, mechanische Be- und Entlüftung). Es ist stets eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen.

Anhang A: Gleichbedeutende Begriffe in Englisch, Französisch und Deutsch
Hier stehen die in der Norm verwendeten Begriffe in Deutsch, Englisch und Französisch

Anhang B: Gesamter äquivalenter Treibhauseffekt (TEWI)
In diesem Anhang werden die Grundlagen zur Berechnung des TEWI-Werts einer Kälteanlage beschrieben. Dazu gibt es einen ausführlichen Beitrag mit Hintergründen und Beispielen in cci Wissensportal unter der Artikelnummer cci76650 („Grundlagen: Der TEWI-Wert in der Kälte-Klima-Technik“).

Anhang C: Anforderungen an Grenzwerte für die Kältemittel-Füllmenge
Dieser Anhang zählt zu den wichtigsten Kapiteln der Norm. Es besteht aus drei Unterbereichen.

Anhang C1: Anforderungen an Grenzwerte für die Kältemittel-Füllmenge für Kälteanlagen
In diesem Kapitel stehen Grundlagen für Verfahren und Berechnungen von maximalen Kältemittel-Füllmengen für Kälteanlagen. Diese werden beschrieben und in zwei Tabellen dargestellt:
– Tabelle C1 enthält maximale Füllmengen in Abhängigkeit von der Toxizität des Kältemittels (Klasse A und B), von der Klassifikation des Aufstellungsorts I bis IV, von der Kategorie des Zugangsbereichs und vom Raumvolumen.
– Tabelle C2 beschreibt maximale Füllmengen für brennbare Kältemittel (Klassen 2L, 2 und 3) in Abhängigkeit von der Klassifikation des Aufstellungsorts I bis IV, von der Kategorie des Zugangsbereichs und vom Raumvolumen. Hierbei spielt der jeweilige LFL-Wert des verwendeten Kältemittels eine wichtige Rolle (LFL = Lower Flammability Limit = untere Explosionsgrenzen aus Tabellen im Anhang E).

Anhang C2: Grenzwerte für die Kältemittel-Füllmenge aufgrund der Brennbarkeit bei Komfort-Klimageräten oder Komfort-Wärmepumpen
Im Unterkapitel C2 befinden sich die Berechnungsgrundlagen für maximale Füllmengen von direktverdampfenden Anlagen (A2-, A2L- und A3-Kältemittel), bei denen sich Innengeräte in Personenbereichen befinden. Dabei gilt das Ziel, die vorgegebene Maximalkonzentration des Kältemittels in der Raumluft zu unterschreiten. Wichtige Parameter dabei sind die Art des Kältemittels (Gefährdungspotenzial), das Raumvolumen und die Position des Innengeräts im Raum (Decke, Wand, Standgerät). Ein Beispiel dazu mit Berechnungen für ein Split-Raumklimasystem mit dem A2L-Kältemittel R32 (schwer entflammbar) befindet sich am Ende dieses Beitrags.

Anhang C3: Alternative für das Risikomanagement von Kälteanlagen in Personen-Aufenthaltsbereichen
Hier stehen alternative Verfahren zur Sicherheit gegen einen Brand oder eine Explosion, für die viele Voraussetzungen und Beispiele angegeben werden.

Wichtig: Nach den Vorgaben im Anhang C enthält die Norm keine grundsätzlichen Kältemittelmengenbeschränkungen für den Betrieb bzw. die Aufstellung einer Kälteanlage. Es werden hier vielmehr Kältemittelmengen aufgeführt (bzw. berechnet), bei denen in der Regel beim Betrieb der Anlage keine weiteren Schutzmaßnahmen erforderlich sind, wie diese in der Norm definiert sind. Sofern diese Kältemittelgrenzwerte aber überschritten werden (können), sind ergänzende Sicherheitsmaßnahmen zu installieren und dauerhaft zu betreiben. Diese Punkte werden auch in den weiteren Teilen der Norm, besonders im Teil 3, behandelt.

Anhang D: Schutz von Personen in Kühlräumen
In diesem Kapitel stehen verschiedene Maßnahmen zum Gesundheitsschutz von Personen speziell bei deren Aufenthalt in Kühlräumen.

Anhang E: Klassifikation im Hinblick auf die Sicherheit und Angaben von Kältemitteln
Der Anhang E enthält eine umfangreiche Tabelle für viele Kältemittel und -mischungen mit Angaben zu deren Sicherheitsklassen (A1, A2, A2L, A3, B), zu den Sicherheitsgrenzwerten (praktischer Grenzwert, ATEL, LFL in kg/m³), zum Normalsiedepunkt (°C), zum ODP-Wert, zum Treibhauswert GWP (kg CO2 pro kg Kältemittel) und zur Selbstentzündungstemperatur (°C).

Anhang F: Besondere Anforderungen an Eissportanlagen

Anhang G: Potenzielle Gefährdungen von Kälteanlagen

Im Juni 2021 erschien eine Neufassung der DIN EN 378-1 mit nur geringen redaktionellen Überarbeitungen. Gegenüber der DIN EN 378 Teil 1 (2020) hat sich nichts Wesentliches geändert. Lediglich das nationale Vorwort mit dem Hinweis zu sicherheitstechnischen Festlegungen wurde ergänzt. Zudem müssen weitere Rechtsvorschriften des betrieblichen Arbeitsschutzes und des Baurechts beachtet werden. Es wird nochmal betont: Die Norm gilt nicht für Kälteanlagen und Wärmepumpen, die vor dem Datum ihrer Veröffentlichung als Europäische Norm (März 2017) hergestellt wurden. Ausgenommen sind im Anschluss an die Veröffentlichung erfolgte Erweiterungen und Modifizierungen an der Anlage.

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