Chillventa

Kältemittel: Ein besonders wertvolles Gut

Schon lange wird nach dem perfekten Kältemittel gesucht. Eine wirklich neue Lösung scheint es dabei nicht zu geben. Hersteller müssen sich daher mit Kompromissen zufrieden geben.

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Die Suche nach dem perfekten Kältemittel gestaltet sich schwierig.

Auf der vergangenen Chillventa vor zwei Jahren sah man volle Fachforen, in denen über neue Kältemittel, Lösungen für einzelne Branchen, Low GWP Kältemittel und Risiken bei brennbaren Kältemitteln vorgetragen und diskutiert wurde. Der Bedarf, sich über Konsequenzen und die Möglichkeiten zu informieren, ist bis heute ungebrochen. Auch in diesem Jahr bietet die Chillventa wieder über 30 Vorträge zu Kältemitteln in den drei Fachforen an. Das nötige Vorwissen gibt es hier.

Quoten der F-Gas-Verordnung

Für 2018 beträgt die Quote 63 Prozent der ursprünglichen Menge von 2015, die als 100 Prozent zu Grunde gelegt wurde. In der DKV-Veranstaltung in Darmstadt im Februar dieses Jahres wurde detailliert begründet und vorgetragen, dass in der Realität von 2018 bereits die 50 Prozent Marke unterschritten wird. 

Die Suche nach dem wahren Kältemittel ist historisch

Die Brauchbarkeit eines Fluids als Kältemittel hängt von seinen physikalischen, thermodynamischen, chemischen, physiologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Eigenschaften ab. Die Anforderungen für ein ideales Kältemittel sind kaum bei einem Fluid zugleich anzutreffen, so dass immer Kompromisse eingegangen werden müssen, um für die jeweilige Anwendung das geeignete Fluid auszuwählen.

Grundsätzlich kann jeder Stoff als Kältemittel verwendet werden, der bei technisch erreichbaren Drücken verflüssigt und bei den gewünschten tiefen Temperaturen verdampft werden kann. Voraussetzung ist lediglich, dass bei Kältemitteln die kritische Temperatur und der kritische Druck ausreichend weit oberhalb und die Erstarrungstemperatur unterhalb der üblichen Betriebsbedingungen liegen. Ausnahmen hierzu sind überkritische Anwendungen wie zum Beispiel beim Einsatz von R-744.

Rudolph Plank schreibt 1956 im Handbuch der Kältetechnik: „Ein ideales Kältemittel, das alle erwähnten Forderungen erfüllt, ist bisher nicht gefunden worden und wird wahrscheinlich auch in Zukunft nicht zu finden sein. Man wird sich daher von Fall zu Fall damit begnügen müssen, die jeweils wichtigsten Anforderungen erfüllt zu sehen und sich mit den nicht erfüllbaren, so gut es geht, abzufinden.“

Der wissenschaftliche Erkenntnisstand ist, dass aus dem Periodensystem der Elemente im Wesentlichen nur acht Elemente geeignet sind, Kältemittel zu bilden. Die möglichen Kombinationen sind in den letzten 50 Jahren intensiv und mehrfach untersucht worden. Daher weiß man, dass heute Lösungen nur in den Gemischen zu finden sind. Die Erwartung, das neue Kältemittel zu finden, ist wohl nur Wunsch beziehungsweise Träumerei.

Low GWP – Was ist darunter zu verstehen?

Die zulässigen Verkaufsquoten basieren auf den GWP Werten der Kältemittel. Daher ist das Zauberwort: Low GWP. Was ist darunter zu verstehen? Low GWP ist nirgends definiert. Betrachtet man die GWP Werte für verschiedene Stoffe, findet man den Bereich zwischen 0 und weit über 20.000. Neben dem GWP Wert sollte die Lebensdauer in der Atmosphäre betrachtet werden. Der Begriff Low GWP wurde zu Beginn der Diskussion benutzt, um aufzuzeigen, dass man gegenüber dem bisher verwendeten Kältemittel eine Lösung gefunden hatte, die einen deutlich niedrigeren Wert aufweist:

R-404A (3.922) à R-452A (1.950)

R-404A (3.922) à R-407F (1.825)

R-410A (2.088) à R-32 (675)

Bei der gewünschten Lösung muss weiterhin bewertet werden, ob der Ersatz brennbar beziehungsweise toxisch ist. Bei einer angestrebten direkten Lösung A1 fällt schnell auf, dass die Lösungen Low GWP bei 1.000-1.100 oder 500-600 liegen, für den Ersatz von R-404A beziehungsweise R-134a.

Daher werden verstärkt weitere Lösungen A2, A2L, A3 verwendet und somit der Schritt von der Sicherheit A1 zu brennbar gegangen. Der Trend zu A2L ist im globalen Markt deutlich zu erkennen und erscheint auch sehr sinnvoll, um das Risiko zu minimieren.

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