R-32 und R-454B: Füllmenge, Unterkühlung und Überhitzung

R-32 und R-454B ersetzen R-410A in Klimaanlagen und Wärmepumpen. Beide gehören zur Klasse A2L (geringere Brennbarkeit). Viele Fachkräfte möchten wissen, ob sich die Prüfung der Füllmenge bei diesen Anlagen unterscheidet. Die grundlegende Methode bleibt gleich, doch einige Details verdienen besondere Aufmerksamkeit – sowohl vor Ort als auch in der Prüfung für das EU-F-Gas-Zertifikat A1.

Dieser Beitrag erläutert die vier Befüllungsbeispiele aus einem Schulungsvideo von AC Service Tech LLC. Das Video verwendet US-Einheiten (psig und °F). Wir behalten diese Werte bei, damit die Rechnungen übereinstimmen, und ergänzen bei Bedarf metrische Entsprechungen. Wenn Sie mit bar und °C arbeiten, denken Sie daran, dass eine Temperaturdifferenz von 1 K genau 1,8 °F entspricht.

 

Bevor Sie Messungen vornehmen

Prüfen Sie vor jeder Messung drei Dinge. Stimmt eines davon nicht, lassen Ihre Messwerte keine zuverlässigen Rückschlüsse auf die Füllmenge zu.

1. Expansionsorgan: Die Unterkühlungsmethode gilt für Anlagen mit einem thermostatischen Expansionsventil (TEV) oder einem elektronischen Expansionsventil (EEV) am Innenwärmeübertrager. Bei einer Anlage mit fester Drosselöffnung würden Sie die Füllmenge stattdessen anhand der Überhitzung einstellen.
2. Luftvolumenstrom: Prüfen Sie, ob der Luftvolumenstrom durch den Innenwärmeübertrager zur Leistung der Anlage passt. Ein verschmutzter Filter oder ein Ventilator mit falscher Drehzahl verfälscht sämtliche Messwerte.
3. Laufzeit und Leistungsstufe: Lassen Sie die Anlage mindestens 10 bis 15 Minuten im Kühlbetrieb laufen. Stellen Sie bei einem zweistufigen Gerät sicher, dass es auf der zweiten Stufe läuft.

Das Video weist außerdem auf eine schnelle Prüfung des Verdampfers hin:

„Sie müssen lediglich sicherstellen, dass Ihre Sättigungstemperatur über 32° liegt, wenn Sie den Druck in eine Temperatur umrechnen.“

Das bedeutet eine Verdampfungstemperatur über 0 °C. Bei 0 °C oder darunter gefriert die Feuchtigkeit aus der Luft am Innenwärmeübertrager. Sie untersuchen dann ein Vereisungsproblem und kein Problem mit der Füllmenge.

 

Die Unterkühlungsmethode kurz erklärt

Die Unterkühlung gibt an, wie weit die aus dem Verflüssiger austretende Flüssigkeit unter ihre Sättigungstemperatur abgekühlt wurde. Sie zeigt unmittelbar an, welcher Anteil des Verflüssigers mit flüssigem Kältemittel gefüllt ist.

Unterkühlung = Sättigungstemperatur bei der Verflüssigung (aus dem Druck in der Flüssigkeitsleitung) − gemessene Temperatur der Flüssigkeitsleitung

Vergleichen Sie Ihr Ergebnis mit der Soll-Unterkühlung auf dem Typenschild des Außengeräts. Bei einigen Geräten sind mehrere Sollwerte angegeben, die von der Außentemperatur abhängen. Liegt der Messwert innerhalb von etwa ±3 °F (rund ±1,5 bis 2 K) um den Sollwert, gilt die Füllmenge im Allgemeinen als korrekt.

• Unterkühlung deutlich über dem Sollwert: Die Anlage ist überfüllt, und Flüssigkeit staut sich im Verflüssiger.
• Unterkühlung deutlich unter dem Sollwert: Die Anlage ist unterfüllt, und das TEV erhält möglicherweise keine durchgehende Flüssigkeitssäule.

 

Rechenbeispiel R-32: Korrekte Füllmenge

Diese Anlage läuft seit einiger Zeit stabil mit korrektem Luftvolumenstrom.

Messgröße	Wert
Saugdruck (Dampf)	116,3 psig → 38 °F Sättigungstemperatur
Druck in der Flüssigkeitsleitung	374,9 psig → 110 °F Sättigungstemperatur
Temperatur der Flüssigkeitsleitung	100 °F
Saugleitungstemperatur	48 °F
Soll-Unterkühlung (Typenschild)	11 °F

• Unterkühlung: 110 − 100 = 10 °F (etwa 5,6 K). Das liegt innerhalb der Toleranz für den Sollwert von 11 °F.
• Überhitzung: 48 − 38 = 10 °F. Das liegt innerhalb des Bereichs von 8 bis 12 °F, den ein TEV normalerweise halten sollte.

Die Überhitzung bestätigt die Funktion des TEV

Das Video nennt einen wichtigen Punkt zur Funktionsweise des TEV:

„Das thermostatische Expansionsventil kann seine Aufgabe nur erfüllen, wenn der Luftvolumenstrom stimmt und sich die richtige Kältemittelmenge in der Anlage befindet.“

Das Ventil hält drei Kräfte im Gleichgewicht: den Fühlerdruck auf der Oberseite der Membran sowie den Verdampferdruck beziehungsweise den Druck des äußeren Druckausgleichs und den Federdruck auf der Unterseite. Liegt in der Flüssigkeitsleitung keine Unterkühlung vor, gelangt Flashgas zum Ventil. Es kann dann keine stabile Überhitzung halten. Dies wird im Thema Expansionsventile zur Vorbereitung auf das EU-F-Gas-Zertifikat A1 behandelt.

 

R-32-Szenario: Zweistufige Anlage

Dieses zweistufige Außengerät läuft auf der zweiten Stufe. Die Soll-Unterkühlung beträgt 11 °F.

• Sättigungstemperatur bei der Verflüssigung: 102 °F
• Temperatur der Flüssigkeitsleitung: 98 °F
• Sättigungstemperatur auf der Saugseite: 36 °F
• Saugleitungstemperatur: 50 °F

Antwort: unterfüllt. Die Unterkühlung beträgt 102 − 98 = 4 °F und liegt damit 7 °F unter dem Sollwert. Die Überhitzung beträgt 50 − 36 = 14 °F und ist leicht erhöht. Auch dies deutet darauf hin, dass der Verdampfer zu wenig Kältemittel erhält.

R-32 ist ein Einkomponenten-Kältemittel. Sie können es daher bei laufender Anlage dampfförmig auf der Saugseite nachfüllen. Auch eine flüssige Befüllung ist möglich, wenn Sie das Kältemittel langsam eindosieren. Bevor Sie Kältemittel nachfüllen, sollten Sie jedoch an den Hinweis des Videos zu A2L-Anlagen denken:

„Sie sollten die Leckage unbedingt finden und reparieren, bevor Sie Kältemittel in eine dieser A2L-Anlagen nachfüllen.“

Nach Art. 4 Abs. 5 der Verordnung (EU) 2024/573 muss eine festgestellte Leckage unverzüglich repariert werden. Das Nachfüllen einer undichten Anlage erfüllt diese Reparaturpflicht nicht. Viele A2L-Innengeräte verfügen außerdem über Kältemittel-Leckagesensoren. Wenn ein Sensor auslöst, stoppt das Gerät den Verdichter und schaltet den Innenventilator ein, um das Gas zu verteilen. Daher kann auch eine langsame Leckage einen Kundendiensteinsatz auslösen.

 

R-454B: Siedepunkt und Taupunkt

R-454B ist ein Gemisch aus R-32 und R-1234yf. Da es sich um ein zeotropes Gemisch der 400er-Reihe handelt, enthält seine PT-Tabelle zwei Spalten:

• Siedepunkt (Flüssigkeitsspalte): Verwenden Sie diesen Wert am Verflüssiger und an der Flüssigkeitsleitung zur Berechnung der Unterkühlung.
• Taupunkt (Dampfspalte): Verwenden Sie diesen Wert am Verdampfer und an der Saugleitung zur Berechnung der Überhitzung.

Der Temperaturgleit von R-454B ist gering. Dennoch führt die Verwendung der falschen Spalte zu falschen Ergebnissen. Prüfungsfragen zu zeotropen Gemischen prüfen häufig genau diesen Zusammenhang.

 

Rechenbeispiel R-454B: Etwas zu geringe Füllmenge

Hier handelt es sich um eine einstufige Wärmepumpe mit TEV im Kühlbetrieb nach 15 Minuten Laufzeit. Die Soll-Unterkühlung beträgt 12 °F.

Messgröße	Wert
Druck in der Flüssigkeitsleitung	338,3 psig → 104 °F (Siedepunkt)
Temperatur der Flüssigkeitsleitung	96 °F
Saugdruck	115,6 psig → 44 °F (Taupunkt)
Saugleitungstemperatur	56 °F

• Unterkühlung: 104 − 96 = 8 °F. Das liegt 4 °F unter dem Sollwert. Die Anlage hat also etwas zu wenig Kältemittel. Der zulässige Bereich liegt hier bei etwa 9 bis 15 °F.
• Überhitzung: 56 − 44 = 12 °F. Das TEV regelt weiterhin.

 

R-454B-Szenario: Zweistufige Wärmepumpe

Diese neu installierte Anlage mit kurzen Kältemittelleitungen läuft seit 20 Minuten auf der zweiten Stufe. Die Innentemperatur liegt über 21 °C, die Außentemperatur über etwa 32 °C. Die Soll-Unterkühlung beträgt 9 °F.

• Sättigungstemperatur der Flüssigkeit (Siedepunkt): 118 °F
• Temperatur der Flüssigkeitsleitung: 102 °F
• Sättigungstemperatur auf der Saugseite (Taupunkt): 44 °F
• Saugleitungstemperatur: 52 °F

Antwort: überfüllt. Die Unterkühlung beträgt 118 − 102 = 16 °F und liegt damit 7 °F über dem Sollwert. Die Überhitzung beträgt 52 − 44 = 8 °F und liegt am unteren Ende des Bereichs. Zu viel Flüssigkeit staut sich im Verflüssiger.

 

Kältemittel korrekt zurückgewinnen und nachfüllen

Eine Überfüllung wird durch Rückgewinnung behoben. Auch dabei gelten die Vorschriften:

• Art. 8 der Verordnung (EU) 2024/573 schreibt vor, dass F-Gase aus diesen Anlagen von Personal mit dem entsprechenden Zertifikat zurückgewonnen werden müssen. Art. 4 verbietet die absichtliche Freisetzung, sofern sie für die vorgesehene Verwendung nicht technisch notwendig ist. Lassen Sie kein Kältemittel ab, um eine Überfüllung zu korrigieren.
• Verwenden Sie für jedes Kältemittel eine eigene Recycling-Flasche. Das Video bringt es auf den Punkt:

„Sie haben eine für R-454B, eine für R-32 und eine weitere für R-410A.“

Werden Kältemittel in einer Recycling-Flasche vermischt, wird der gesamte Inhalt verunreinigt. Das Gemisch lässt sich in der Regel nicht aufarbeiten. Bei A2L-Kältemitteln müssen außerdem die Flasche und das Kältemittel-Absauggerät für brennbare Kältemittel geeignet sein. Überschreiten Sie nicht die sichere Füllgrenze der Flasche.

Drehen Sie die Flasche beim Nachfüllen von R-454B um, damit das Kältemittel flüssig austritt und die Zusammensetzung des Gemischs erhalten bleibt. Dosieren Sie es langsam ein oder verwenden Sie eine Drosselvorrichtung. Der Serviceanschluss auf der Saugseite liegt meist nahe am Verdichter. Flüssigkeitsschläge können diesen beschädigen.

 

Dichtheitskontrollen und Schwellenwerte in CO2-Äquivalent

Die niedrigeren GWP-Werte dieser Kältemittel verändern Ihre Pflichten zu Dichtheitskontrollen. Art. 5 der Verordnung (EU) 2024/573 legt für Gase aus Anhang I einen Schwellenwert von 5 t CO₂e fest. Mit den GWP-Werten aus den Anhängen I und II sowie der Gemischberechnung aus Anhang VI ergeben sich folgende CO2-Äquivalente:

Kältemittel	GWP	Füllmenge entsprechend 5 t CO₂e
R-410A	2088	≈ 2,4 kg
R-32	675	≈ 7,4 kg
R-454B	≈ 465	≈ 10,7 kg

Der Wert für R-454B verwendet das aktuelle EU-GWP von 0,501 für R-1234yf. Die Tabelle zeigt nicht alle geltenden Schwellenwerte für Dichtheitskontrollen. Art. 5 legt außerdem einen Schwellenwert von 1 kg für Gase aus Anhang II Abschnitt 1 fest, darunter R-1234yf. Bei R-454B muss daher auch der HFO-Anteil berücksichtigt werden. Allein ein Wert unter 5 t CO₂e begründet keine Ausnahme. Für gekennzeichnete hermetisch geschlossene Einrichtungen gelten besondere Ausnahmen. Siehe Art. 5 der Verordnung (EU) 2024/573.

Die Pflicht nach Art. 4, Leckagen zu verhindern und unverzüglich zu reparieren, gilt unabhängig von der Füllmenge. Es ist weiterhin gute Praxis, nachgefüllte oder entnommene Mengen zu dokumentieren. Für Einrichtungen, die vorgeschriebenen Dichtheitskontrollen unterliegen, verlangt Art. 7 Aufzeichnungen über nachgefüllte und zurückgewonnene Mengen. Diese Aufzeichnungen müssen mindestens 5 Jahre aufbewahrt werden.

Das Video erwähnt die US-Zertifizierung nach EPA 608. In der EU regeln Art. 10 der Verordnung (EU) 2024/573 und die Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215 die Zertifizierungsanforderungen. Das Zertifikat A1 deckt die festgelegten Tätigkeiten mit F-Gasen und Kohlenwasserstoffen ohne Begrenzung der Füllmenge ab. Die Vorbereitung muss den sicheren Umgang mit brennbaren Kältemitteln einschließen. Zu den einschlägigen Sicherheitsnormen gehört EN 378.

 

Wie F-Gas Exam Prep Sie dabei unterstützt

Die Beurteilung der Füllmenge anhand solcher Messwerte ist für die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 relevant. Dazu gehören das Ablesen von Manometern und PT-Tabellen, die Funktion des TEV, zeotrope Gemische und Temperaturgleit, Rückgewinnungsverfahren sowie die Pflichten nach Art. 4, 5, 7, 8 und 10 der Verordnung (EU) 2024/573.

Die App F-Gas Pro – A1 Exam Prep hilft Ihnen, diese Themen zu üben:

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Arbeiten Sie die vier Szenarien oben durch und testen Sie anschließend Ihr Wissen in der App. Ziel ist es, die Füllmenge einer Anlage schnell und korrekt zu beurteilen – sowohl vor Ort als auch in der Prüfung. Die App ist für iOS und Android verfügbar. Sie ist eine unabhängige Lernhilfe und ersetzt keinen anerkannten Schulungskurs und keine Prüfung.