Prüfingenieure und Betreiber von Testlaboren sehen sich durch die F-Gas-Verordnung, die seit dem 01. Januar 2025 die Nutzung gängiger Kältemittel in Prüfschränken einschränkt, zunehmend verunsichert. Als Alternative wird CO2 in den Vordergrund gerückt, doch es mangelt an praktischen Erfahrungswerten. Weiss Technik hat in einer praxisorientierten Testreihe erstmals unter realen Bedingungen nachgewiesen, dass die neue Generation kompakter Prüfschränke mit CO2 als Kältemittel sicher, zuverlässig und wirtschaftlich betrieben werden kann. Dabei wurden zusätzlich die weiteren Vorteile von CO2 als Kühlmittel erfolgreich belegt.

 Hintergrund: Nächste Stufe der F-Gas-Verordnung

Im Rahmen des Phase-Down-Prozesses zur Reduzierung fluorierter Treibhausgase wird deren Verfügbarkeit auf dem europäischen Markt weiter eingeschränkt. Dies führt zu Verknappungen und treibt die Preise weiter in die Höhe. Seit dem 01. Januar 2025 dürfen in Umweltsimulationsanlagen oberhalb von -50 °C nur noch Kältemittel mit einem GWP (Global Warming Potential) unter 150 eingesetzt werden. Für diese Anlagen sind keine geeigneten synthetischen Kältemittel mehr verfügbar. Experten sind sich einig, dass CO2 (R744) als natürliches Kältemittel die einzige zukunftssichere Alternative darstellt. Bislang fehlte jedoch der Nachweis, dass CO2 auch für kleinere Prüfschränke ab 20 Liter geeignet ist.

Bisher: Zwei gängige Prüfschrank-Leistungsklassen

Traditionell werden Temperatur- und Klimaprüfschränke in zwei Leistungsklassen unterteilt: Einerseits Prüfschränke mit einstufig arbeitenden Kälteaggregaten, die bis -40 °C erreichen, und andererseits solche mit zweistufiger Kältekaskade, die bis -70 °C arbeiten. Die Wahl des Prüfschrankes hängt dabei maßgeblich von der für die jeweiligen Prüfungen erforderlichen Kälteleistung ab. Viele Prüfungen gemäß relevanter Automotive- oder Elektroniknormen erfordern eine Temperatur von -40 °C. Prüfschränke mit einstufiger Kältetechnik erreichen diese Temperatur nominal, können sie jedoch in der Praxis oft nicht halten, insbesondere bei konnektierten Prüflingen, die Wärme abgeben. Aus diesem Grund greifen viele Prüfingenieure auf zweistufige Kältetechniken zurück, die sowohl die geforderten Temperaturen als auch die notwendigen Wechselraten zuverlässig erreichen.

Zukünftig: Neue Prüfschränke mit CO2 bis -50 °C

CO2 als Kältemittel wurde bislang vor allem in Großanlagen, etwa in der Lebensmittelkälte, eingesetzt. In solchen Systemen gibt es ausreichend Platz, um den speziellen Anforderungen von CO2 gerecht zu werden – anders als in kompakten Prüfschränken. Weiss Technik hat nun ein innovatives CO2-Kältesystem speziell für kleinere Prüfschränke entwickelt. Dieses System entspricht selbstverständlich den Anforderungen der Druckgeräterichtlinie und wurde vom TÜV CE-zertifiziert. Es bietet herausragende Leistung im Bereich der klassischen normativen Vorzugstemperaturen gemäß den relevanten IEC-Prüfungen. So gewährleistet es Prüfingenieuren die nötigen Leistungsreserven, um die Anforderungen gängiger Normen dauerhaft und zuverlässig zu erfüllen.

Praxis: Erfolgreiche Testreihe unter realen Bedingungen

Zahlreiche Hersteller von Prüfanlagen entwickeln derzeit CO2-basierte Kältelösungen und berichten von guten Leistungswerten. Diese Ergebnisse werden jedoch häufig nur unter Simulationsbedingungen oder ohne Prüflinge im Testraum erzielt. Obwohl sie den technischen Vorgaben entsprechen, sind sie für die tatsächliche Prüfpraxis wenig aussagekräftig. Seit August 2024 setzt Weiss Technik mehrere Prüfschränke bei Kunden ein, um die Technologie unter realen Bedingungen intensiv zu testen. Dadurch konnten bereits mehrere tausend Betriebsstunden im praktischen Einsatz statt im Entwicklungslabor gesammelt werden. Zudem hat Weiss Technik kundenspezifische Versuchsreihen gestartet, unter anderem in einem 1.500-Liter-Prüfschrank, der mit 250 kg Aluminium bestückt und anspruchsvollen Tests mit hohen Temperaturunterschieden, schnellen Änderungsgeschwindigkeiten und verschiedenen Zyklen unterzogen wurde.

Dr. Michael Leinweber, Produktmanager für Temperatur- und Klimakammern bei Weiss Technik und Projektleiter für die Einführung von CO2 am Standort Balingen, ist mit den Ergebnissen sehr zufrieden: „Mit unseren neuen Prüfschränken bieten wir unseren Kunden einen echten, kurzfristig verfügbaren Ausweg aus der Kältemittelfalle. Gleichzeitig profitieren Prüflabore von weiteren Vorteilen. Aus meiner Sicht ist dies ein einzigartiges Erfolgskonzept, das wir auf den Markt gebracht haben.“ Die Ergebnisse werden in Webinaren und auf Kundentagen ausführlich vorgestellt.

Mehrwert: Weitere Vorteile der neuen CO2-Prüfanlagen

Bei der Auswahl einer Prüflösung steht die Erfüllung der Prüfnormen an erster Stelle. Doch auch wirtschaftliche Faktoren wie Anschaffungs- und Betriebskosten rücken zunehmend in den Fokus. Die neuen CO2-Prüfschränke von Weiss Technik bieten hier klare Vorteile: Sie sind kostengünstiger als Kaskaden-Prüfschränke und verbessern damit das Preis-Leistungs-Verhältnis erheblich. Zudem benötigen sie je nach Anwendung bis zu 30 % weniger Energie – bei gleicher oder vergleichbarer Leistung. Der Einsatz von CO2 als natürliches Kältemittel mit einem GWP von 1 trägt nicht nur zur Nachhaltigkeit bei, sondern reduziert auch die Umweltbilanz und den CO2-Footprint von Unternehmen und Prüflaboren. Ein weiterer entscheidender Vorteil gegenüber Kältekaskaden-Anlagen sind die geringeren regulatorischen Anforderungen: Weniger Dokumentations- und Leckageprüfungen bedeuten weniger bürokratischen Aufwand und mehr Zeit für das Wesentliche – die Durchführung präziser Prüfungen.

Komfort: Keine Änderungen an der Infrastruktur erforderlich

Ein zentraler Aspekt bei der Entwicklung der CO2-Prüfschränke war die nahtlose Integration in bestehende Laborumgebungen. „Für den Betrieb unserer CO2-Prüfkammern sind keine infrastrukturellen Anpassungen erforderlich – weder die Installation eines Kaltwassersystems mit Rückkühler noch eines Sole-Systems“, erklärt Dr. Michael Leinweber, Projektleiter bei Weiss Technik. Solche Maßnahmen würden nicht nur Investitions- und Betriebskosten erhöhen, sondern auch zusätzliche Schnittstellen erfordern. Die CO2-Prüfschränke von Weiss Technik sind so konzipiert, dass sie problemlos in vorhandene Laborstrukturen integriert werden können – bei wassergekühlten Geräten sogar am bestehenden Kühlwassersystem. Dank einer optimierten Druckdifferenz, die um bis zu 1 bar gesenkt wurde, arbeitet die Druckerhöhung des Kühlwassers zudem effizienter. Damit bieten die neuen CO2-Prüfschränke eine technisch ausgereifte, zukunftssichere und wirtschaftliche Lösung für viele Prüflabore.

 Quelle Weiss Technik GmbH (v.i.s.d.P.)

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„Mit unseren neuen Prüfschränken bieten wir unseren Kunden einen echten, kurzfristig verfügbaren Ausweg aus der Kältemittelfalle. Gleichzeitig profitieren Prüflabore von weiteren Vorteilen“, sagt Dr. Michael Leinweber, Produktmanager für Temperatur- und Klimakammern bei Weiss Technik und Projektleiter für die Einführung von CO2 am Standort Balingen.

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Weiss Technik hat ein innovatives CO2-Kältesystem für kleinere Prüfschränke entwickelt, das der Druckgeräterichtlinie entspricht und TÜV CE-zertifiziert ist. Es bietet herausragende Leistung bei normativen Vorzugstemperaturen gemäß IEC-Prüfungen und gewährleistet Prüfingenieuren die nötigen Leistungsreserven für die dauerhafte Erfüllung gängiger Normen.

Die Weiss Technik Unternehmen

Zu den Weiss Technik Unternehmen gehören die Produktbereiche Umweltsimulation, Wärmetechnik, Klimatechnik und Pharmatechnik (www.weiss-technik.com). Kunden erhalten Lösungen und Produkte, die in Forschung und Entwicklung sowie bei Fertigung und Qualitätssicherung eingesetzt werden. Eine starke Vertriebs- und Serviceorganisation mit 23 Gesellschaften in 18 Ländern an 29 Standorten betreut die Kunden und sichert den Betrieb der Systeme – rund um den Globus. Die Weiss Technik Unternehmen sind Teil der in Heuchelheim bei Gießen ansässigen Schunk Group.

Schunk Group

Die Schunk Group ist ein globaler Technologiekonzern. Das Unternehmen ist ein führender Anbieter von Produkten aus Hightech-Werkstoffen – wie Kohlenstoff, technischer Keramik und Sintermetall – sowie von Maschinen und Anlagen – von der Umweltsimulation über die Klimatechnik und Ultraschallschweißen bis hin zu Optikmaschinen. Die Schunk Group hat rund 10.000 Beschäftigte in 26 Ländern und hat 2023 einen Umsatz von 1,64 Mrd. Euro erwirtschaftet.