Natürliche Kältemittelalternativen
CO2 - R744 das Kältemittel der Zukunft?
Die Bedeutung von R744 (CO2) für Kälteanlagen hat in den letzten Jahren stark zugenommen und gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Durch den Ozone Depletion Potential ODP Wert 0 und dem GWP Wert 1 ist dieses Kältemittel aus der F-Gase-Verordnung ausgeschlossen. Ebenso vorteilhaft ist, dass bei Servicearbeiten, Neubefüllung oder Außerbetriebnahme das Kältemittel in die Umwelt gelangen darf. Hier ist keine aufwendige Rückgewinnung notwendig.
Durch den Ozone Depletion Potential ODP Wert 0 und dem GWP Wert 1 ist dieses Kältemittel aus der F-Gase-Verordnung ausgeschlossen. Ebenso vorteilhaft ist, dass bei Servicearbeiten, Neubefüllung oder Außerbetriebnahme das Kältemittel in die Umwelt gelangen darf. Hier ist keine aufwendige Rückgewinnung notwendig.
Nachteilig sind der hohe Betriebsdruck des Kältemittels, der niedrige kritische Punkt, die Trockeneisbildung bei Unterschreitung des Trippelpunktes und der sehr hohe Stillstandsdruck. Die Anforderungen und Auswahl der eingesetzten Komponenten in der Kälteanlage müssen dementsprechend berücksichtigt werden.
Hier muss man die Anforderungen und Auswahl der eingesetzten Komponenten in der Kälteanlage dementsprechend berücksichtigen.
Hier muss man die Anforderungen und Auswahl der eingesetzten Komponenten in der Kälteanlage dementsprechend berücksichtigen.
NH3 - R717 Ammoniak Kältemittel für die Industrie?
Ammoniak (NH3 oder R717) ist das Kältemittel, welches als Erstes in Kaltdampfmaschinen um 1870 eingesetzt wurde. Seit mehr als 100 Jahren wird das Kältemittel in Großkälte- und Industrieanlagen verwendet.
Die geringe molare Masse von NH3 im Verhältnis zu Luft führt dazu, dass aus einer Kälteanlage gasförmig austretendes Kältemittel sehr schnell im Raum aufsteigt und von der Decke über einen Abluftventilator aus dem Raum herausgebracht werden kann.
In der Stratosphäre beträgt die Lebensdauer von NH3 etwa sieben bis vierzehn Tage. Damit gilt es als sehr kurzlebig. Die Verdampfungstemperatur von NH3 liegt bei etwa -33 °C (Atmosphärendruck). Kälteanlagen mit einer tieferen Verdampfungstemperatur als -33 °C arbeiten somit im Unterdruckbereich. Damit führen alle Undichtigkeiten auf der Saugseite zum Eintrag von Luft und Luftfeuchtigkeit in die Kälteanlage. Zu Wasser (Feuchtigkeitseintrag) hat NH3 eine hohe Affinität. 1 kg Wasser kann theoretisch bis zu 7 kg NH3 lösen; es entsteht dabei Ammoniumhydroxid (Salmiakgeist). Weiterhin müssen NH3-Anlagen grundsätzlich aus Stahl bzw. Edelstahl gebaut werden, da NH3 Kupfer und z. B. Bronze angreift und zerstört. Damit sind NH3-Kälteanlagen in der Investition wesentlich teurer als bei konventionelle Freon- bzw. Kohlenstoffdioxid (CO2)-Kälteanlagen.
Die geringe molare Masse von NH3 im Verhältnis zu Luft führt dazu, dass aus einer Kälteanlage gasförmig austretendes Kältemittel sehr schnell im Raum aufsteigt und von der Decke über einen Abluftventilator aus dem Raum herausgebracht werden kann.
In der Stratosphäre beträgt die Lebensdauer von NH3 etwa sieben bis vierzehn Tage. Damit gilt es als sehr kurzlebig. Die Verdampfungstemperatur von NH3 liegt bei etwa -33 °C (Atmosphärendruck). Kälteanlagen mit einer tieferen Verdampfungstemperatur als -33 °C arbeiten somit im Unterdruckbereich. Damit führen alle Undichtigkeiten auf der Saugseite zum Eintrag von Luft und Luftfeuchtigkeit in die Kälteanlage. Zu Wasser (Feuchtigkeitseintrag) hat NH3 eine hohe Affinität. 1 kg Wasser kann theoretisch bis zu 7 kg NH3 lösen; es entsteht dabei Ammoniumhydroxid (Salmiakgeist). Weiterhin müssen NH3-Anlagen grundsätzlich aus Stahl bzw. Edelstahl gebaut werden, da NH3 Kupfer und z. B. Bronze angreift und zerstört. Damit sind NH3-Kälteanlagen in der Investition wesentlich teurer als bei konventionelle Freon- bzw. Kohlenstoffdioxid (CO2)-Kälteanlagen.
Propan - R290 | Propen - R1270 und Isobutan - R600a Kältemittel der Zukunft!
Die Bedeutung von R290 (Propan), R1270 (Propen) und R600a (Isobutan) für Kälteanlagen hat in den letzten Jahren stark zugenommen und gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Bei entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen ist ein Entweichen bei diesen Kältemitteln in die Luft jedoch äußerst unwahrscheinlich.
Mit dem im Rahmen der aktuellen EU-F-Gase-Verordnung vorgeschriebenen Phase-down und den damit einhergehenden Verwendungsbeschränkungen bis hin zu Verboten kommt es bereits jetzt zu einer spürbaren Mengenverknappung vieler gängiger Kältemittel mit hohen GWP-Werten. Teils drastische Preiserhöhungen sind die Folge. Diese Entwicklungen ebnen natürlich auch den Weg für weniger klimaschädliche Lösungen im Bereich der Kälte- und Klimatechnik.
Propan und Propen haben im Vergleich zu R22 ein geringeres Druckverhältnis, eine deutlich höhere spezifische Kälteleistung und niedrigere Verdichtungsendtemperaturen – allerdings auch ein größeres spezifisches Volumen. Die Kälteleistungszahlen sind indes annähernd gleich. In der Wärmepumpentechnik können mit R290 wesentlich höhere Wassertemperaturen erzielt werden. R1270 (Propen) erreicht jedoch niedrigere Verdampfungstemperaturen. Deshalb wird R1270 (Propen) vor allem in Tiefkühlanlagen bei verschiedenen gewerblichen oder industriellen Anwendungen eingesetzt.