Kältemittel

Alternativen zu R134a

Bei Kfz-Klimaanlagen mit offenen Verdichtern und Schlauchverbindungen im Kältekreislauf ist das Leckagerisiko ungleich höher als bei stationären Systemen. Mit Blick auf die Reduzierung direkter Emissionen in diesem Anwendungsbereich wurde deshalb eine EU-Richtlinie (2006/40/EG) verabschiedet. Darin werden u.a. im Rahmen von Typgenehmigungen neuer Fahrzeuge seit 2011 nur noch Kältemittel mit einem GWP < 150 zugelassen. Damit scheidet das in diesen Anlagen bisher verwendete R134a (GWP = 1430) aus.

Inzwischen wurden Alternativ-Kältemittel sowie neue Technologien entwickelt und erprobt. In diesem Zusammenhang wurde auch der Einsatz von R152a näher untersucht. Seit einiger Zeit hat sich jedoch die Automobil-Industrie auf Systemlösungen mit sog. "Low GWP" Kältemitteln geeinigt. Letztere werden im Folgenden behandelt.

R152a – eine Alternative zu R134a (?)

R152a ist im Vergleich zu R134a hinsichtlich volumetrischer Kälteleistung (ca. -5%), Drucklagen (ca. -10%) und Energie-Effizienz sehr ähnlich. Massenstrom, Dampfdichte und damit auch der Druckabfall sind sogar günstiger (ca. -40%). R152a wird seit vielen Jahren als Komponente in Gemischen, aber bisher nicht als Einstoff-Kältemittel eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist das äußerst geringe Treibhauspotenzial (GWP = 124).

R152a ist jedoch brennbar – bedingt durch den geringen Fluor-Anteil – und in Sicherheitsgruppe A2 eingestuft. Damit gelten erhöhte Sicherheitsanforderungen, die individuelle konstruktive Lösungen und Absicherungsmaßnahmen sowie entsprechende Risikoanalysen erfordern. Aus diesem Grund ist der Einsatz von R152a in Fahrzeug-Klimaanlagen eher unwahrscheinlich.

„Low GWP“ HFO-Kältemittel R1234yf und R1234ze(E)

Das Verwendungsverbot von R134a in Kfz- Klimaanlagen innerhalb der EU hat eine Reihe von Forschungsprojekten iniziiert. Neben CO2-Technologie (Seite 35) wurden inzwischen Kältemittel mit sehr geringen GWP-Werten und ähnlichen thermodynamischen Eigenschaften wie R134a entwickelt. Anfang 2006 wurden zunächst zwei Kältemittel-Gemische unter den Bezeichnungen "Blend H" (Honeywell) und "DP-1" (DuPont) vorgestellt. INEOS Fluor folgte mit einer weiteren Variante unter dem Handelsnamen AC-1. Bei allen Kältemitteln handelte es sich im weitesten Sinne um Gemische aus verschiedenen fluorierten Molekülen.

Während der Entwicklungs- und Testphase wurde offensichtlich, dass nicht alle Akzeptanzkriterien erfüllt werden konnten. Weitere Untersuchungen mit diesen Gemischen wurden deshalb eingestellt.

DuPont (inzwischen Chemours) und Honey- well bündelten darauf hin ihre Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in einem Joint Venture mit Fokus auf 2,3,3,3-Tetrafluorpro- pen (CF3CF=CH2). Dieses Kältemittel mit der Bezeichnung R1234yf gehört zur Gruppe der Hydro-Fluor-Olefine (HFO). Es handelt sich dabei um ungesättigte HFKW mit chemischer Doppelbindung.

Das Treibhauspotenzial ist außerordentlich gering (GWP 100 = 4). Bei Freisetzung in die Atmosphäre erfolgt ein rascher Zerfall des Moleküls innerhalb weniger Tage mit der Folge eines sehr geringen GWP. Hieraus ergeben sich allerdings gewisse Bedenken hinsichtlich der Langzeitstabilität im Kältekreislauf unter realen Bedingungen. Umfangreiche Tests haben jedoch gezeigt, dass die für Kfz-Klimaanlagen geforderte Stabilität erfüllt wird.

konnte inzwischen ermittelt werden, dass bei Kfz-Klimaanlagen die potenziell erhöhte Gefährdung durch Entflammbarkeit des Kältemittels mit entsprechenden konstruktiven Maßnahmen vermieden werden kann. Allerdings gibt es auch Untersuchungen (z.B. von Daimler-Benz), bei denen ein erhöhtes Risiko festgestellt wurde. Verschiedene Hersteller haben deshalb die Entwicklung alternativer Technologien wieder intensiviert.

Toxizitätsuntersuchungen zeigen sehr positive Ergebnisse. Gleiches gilt für Verträglichkeitstests mit den im Kältekreislauf verwendeten Kunststoff- und Elastomermaterialien. Bei Schmierstoffen zeigt sich teilweise eine erhöhte chemische Reaktivität, die jedoch durch entsprechende Formulierung und/ oder Zusatz von "Stabilisatoren" unterdrückt werden kann.

Die bisher in Labor- und Feldversuchen gewonnenen Betriebserfahrungen geben Anlass für eine positive Bewertung, insbesondere mit Blick auf das Leistungs- und Effizienzverhalten. Kälteleistung und Leistungszahl (COP) liegen bei den üblichen Anwendungsbereichen des Kfz-Klimabetriebs innerhalb einer Bandbreite von etwa 5% im Vergleich zu R134a. Bei entsprechender Anpassung des Systems kann deshalb dieselbe Leistung und Effizienz wie mit R134a erreicht werden.

Kritische Temperatur und Drucklagen sind ebenfalls ähnlich, Dampfdichten und Massenstrom etwa 20% höher. Die Druckgastemperatur ist bei dieser Anwendung bis zu 10 K niedriger.

Mit Blick auf die relativ einfache Umstellung von Kfz-Klimaanlagen hat sich bisher diese Technologie gegenüber den im Wettbewerb stehenden CO2-Systemen durchgesetzt.

Wie zuvor bereits erläutert, rücken jedoch auf Grund der Brennbarkeit von R1234yf weitere technische Lösungen in den Fokus.

Dazu gehören aktive Löscheinrichtungen (z.B. mit Argon), aber auch die Weiterentwicklung von CO2-Systemen.

Weitere Anwendungen für HFO-Kältemittel

Der Einsatz von R1234yf in anderen mobilen Klimaanwendungen wird ebenfalls in Erwägung gezogen, ebenso in stationären Klima- und Wärmepumpensystemen. Zu berücksichtigen sind dabei jedoch die Füllmengenbegrenzungen für A2L Kältemittel (z.B. EN378), die den Einsatz entsprechend einschränken. Hinzu kommen noch Fragen zur Langzeitstabilität im Kältekreislauf bei den üblicherweise sehr langen Lebenszyklen solcher Anlagen.

Für Anwendungen, die den Betrieb mit Kältemitteln der Sicherheitsgruppe A1 (weder brennbar noch toxisch) erfordern, wurden bereits R134a-Alternativen mit geringerem GWP auf Basis von HFO/HFKW-Gemischen entwickelt. Sie werden seit einiger Zeit in realen Anlagen eingesetzt.

R1234yf, wie auch das im Folgenden beschriebene R1234ze(E), werden ebenfalls als Basiskomponenten in HFO/HFKW- Gemischen verwendet. Diese Gemische wurden mit Blick auf gesetzliche Vorgaben zur Reduzierung von F-Gas Emissionen (z.B. EU F-Gase Verordnung) als "Low GWP"-Alternativen zu R134a, R404A/R507A, R22/R407C und R410A entwickelt. Ein Teil dieser Kältemittel wurde bereits im Rahmen des von AHRI initiierten "Alternative Refrigerants Evaluation Program" (AREP) hinsichtlich Kälteleistung und Effizienz getestet und ebenfalls in realen Anlagen eingesetzt.

Aus der Gruppe der Hydro-Fluor-Olefine steht eine weitere Substanz mit der Bezeichnung R1234ze(E) zur Verfügung, die bisher vorwiegend als Treibmittel für PU-Schaum und Aerosol verwendet wurde. R1234ze(E) unterscheidet sich von R1234yf durch eine andere Molekülstruktur. Die thermodynamischen Eigenschaften bieten auch günstige Voraussetzungen zur Verwendung als Kältemittel. Das Treibhauspotenzial ist ebenfalls sehr gering (GWP100 = 7).

Eine gewisse Unsicherheit besteht häufig hinsichtlich Brennbarkeit. In Sicherheitsdatenblättern wird R1234ze(E) als nicht brennbar deklariert. Dies gilt allerdings nur für Transport und Lagerung. Bei Einsatz als Kältemittel gilt eine höhere Bezugstemperatur für Entflammbarkeitstests von 60°C. Bei dieser Temperatur ist R1234ze(E) brennbar und daher wie R1234yf in Sicherheitsgruppe A2L eingestuft.

R1234ze(E) wird teilweise als R134a-Substitut bezeichnet, liegt jedoch in der volumetrischen Kälteleistung um mehr als 20% unterhalb R134a oder R1234yf. Der Siedepunkt (-19°C) schränkt zudem die Anwendung bei tieferen Verdampfungstemperaturen stark ein. Der bevorzugte Einsatz liegt deshalb bei Flüssigkeitskühlsätzen und Hochtemperaturanwendungen. Weitere Informationen hierzu siehe Seite 36, "Sonderanwendungen".

Mit freundlicher Freigabe von Bitzer Kühlmaschinenbau GmbH 

Quelle: Bitzer Kältemittel Report 19 

Einführung

Das Kältemittel ist als Betriebsmittel zum Wärmetransport in Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen unerlässlich. Es gibt verschiedene Arten von Kältemittel mit unterschiedlichen Umweltauswirkungen, wenn Sie in die Atmosphäre gelangen sollten. 

Welche Kältemittel Sie benutzen dürfen, welche Kältemittel laut Verordnungen nicht mehr erlaubt sind, erläutern wir Ihnen.

Kältemitteltypen

Es gibt verschiedene Arten von Kältemittel, die im Laufe der Zeit verwendet wurden. Früher kamen häufig Treibhausgase (HFCKW) mit Chlor wie R-12 oder R-22 (Chlordifluormethan) als Kältemittel zum Einsatz. Diese wurden auf Grund ihrer schädlichen Auswirkungen auf die Ozonschicht durch chlorfreie Kältemittel ersetzt, wie beispielsweise R404A, R-134a oder R-32.

Natürliche Kältemittel wie Propan, Butan, Isobutan, CO2 oder Ammoniak haben eine bessere Umweltbilanz im Vergleich zu den synthetisch hergestellten. Selbst Wasser kann als Kältemittel verwendet werden und ist das umweltfreundlichste von allen.

Schädigung der Ozonschicht 

Ältere, chlorierte Kältemittel (HFCKW) tragen zur Zerstörung der Ozonschicht bei, was zu einem Anstieg der UV-Strahlung auf der Erdoberfläche führt. Im Montrealer Protokoll ist der schrittweise Ausstieg aus diesen ozonschichtschädigenden Kältemitteln vorgesehen. Das weltweit Einmalige an diesem Protokoll: die Ratifizierung erfolgte von allen damaligen 187 Ländern der UN-Mitgliedsstaaten im Jahre 1988.

Aktuell werden 193 Mitgliedsstaaten gezählt.

Mehrere Anpassungen des Protokolls verschärfen die Regelungen, wie zuletzt der Beschluss von Kigali im Jahr 2016. Teilfluorierte Stoffe (HFKW) werden ins Montrealer Protokoll mit aufgenommen und regeln die schrittweise Beschränkung des Verbrauchs solcher Kältemittel.

Treibhauseffekt

Neben dem Abbau der Ozonschicht ist ein weiteres Problem bei Kältemitteln bekannt. 

Diese können einen erheblichen Beitrag zur Steigerung des Treibhauseffektes in der Atmosphäre leisten. Wenn Kältemittel in die Atmosphäre gelangt, wird Wärmestrahlung der Sonne absorbiert. Das trägt zur globalen Erwärmung bei. 

Daher ist das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) ein wichtiger Faktor bei der Beurteilung der Umweltauswirkungen eines Kältemittels.

Die F-Gase Verordnung und das Montrealerer Protokoll regeln den schrittweisen Ausstieg von Kältemitteln mit einem hohen GWP-Wert.

Hersteller entwickeln mit Hochdruck alternative Kältemittel mit einen geringen GWP – Wert. 

Das schwierige daran: Die "alten" Kältemittel haben eine hohe Sicherheitsklasse, die mit Minimierung des GWP-Wertes schwerer einzuhalten ist. 

Grob gesagt: Je geringer der GWP-Wert, desto größer ist die Brennbarkeit. 

Je brennbarer ein Kältemittel ist, desto niedriger ist dessen Sicherheitsklasse.

Je niedriger die Sicherheitsklasse ist, desto höher sind die technischen Auflagen zum Betreiben von Anlagen mit solchen Kältemitteln.

Umweltfreundliche Alternativen sind gesucht

Moderne Kälte- und Klimaanlagen nutzen zunehmend umweltfreundlichere Kältemittel mit niedrigerem GWP. 

Zum Beispiel hat R-410A, ein häufig verwendetes Kältemittel in den Klimaanlagen, kein ozonschädigendes Potenzial (ODP-WERT), aber es hat einen hohen GWP-Wert von 2088. Andere Kältemittel wie z.B.: R-32 haben einen niedrigeren GWP-Wert von 675 und werden aktuell als umweltfreundlichere Alternative betrachtet.

In der F-Gase Verordnung ist durch den Phase-Down Prozess für alle Mitgliedsstaaten ist der der schrittweise Ausstieg bis 2030 geregelt, welche Kältemittel zu welchem Zeitpunkt nicht mehr erlaubt sind und wie lange Bestandsanlagen betrieben werden dürfen. Zusätzliche Erkenntnisse aktueller Forschungen können den Phase-Down-Prozess beschleunigen.

Zum Beispiel soll bis Oktober 2023 geklärt sein, wie mit fluorierte Kohlenstoffketten, bei denen die Wasserstoffatome vollständig oder teilweise durch Fluoratome ersetzt sind, umgegangen wird. Das betrifft dann vorrangig die Kältemittel der R-400er- und der R-100er - Reihe.

Die sogenannten PFAS sollen nach aktuellen Kenntnissen krebserregend und schwer vom menschlichen Körper abbaubar sein.

PFAS sind in unterschiedlichen Branchen und Anwendung verbreitet.

Das betrifft also nicht nur Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, sondern auch:

• Beschichtungen von Textilien 
• Outdoor-Kleidung
• Imprägnierungen
• Backpapier
• Feuerlöscher 
• Kosmetika 
• usw.

Leckagen und Wartung

Kältemittel kann auf Grund von Leckagen im System oder unsachgemäße Wartungsarbeiten in die Atmosphäre freigesetzt werden. Eine ordnungsgemäßer Umgang mit den Kälte- und Klimaanalgen, sowie regelmäßige Dichtheitsprüfungen sind wichtig, um die Umweltbelastung  auszuschließen, bzw. größtmöglich zu minimieren.

Das Verwenden von lösbaren Schraubverbindungen in Kältemittel Rohrleitungen ist zu vermeiden. Wo es technisch möglich ist, sollen feste Verbindung durch Schweißen oder Löten im Rohrnetzt hergestellt werden.

Je nach Füllmenge der Anlage, bzw. CO2-Äquivalent des Kältemittels ist eine Anlagendokumentation Pflicht.

Entsorgung

Beim Austausch oder der Entsorgung von Kälte- und Klimaanlagen müssen die örtlichen Umweltschutzvorschriften und Entsorgungsrichtlinien für das darin befindliche Kältemittel eingehalten werden. Kältemittel muss aus dem Kältemittelkreislauf zurückgewonnen und ordnungsgemäß entsorgt oder recycelt werden. 

Fazit:

Es ist wichtig, umweltfreundliche Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen zu verwenden, um die Umweltbelastung zu reduzieren. 

Wenn es technisch möglich ist, der Anwendungsfall es zulässt, sind natürliche Kältemittel am ehesten zu verwenden.

Die Pflege und Wartung von Kälte- und Klimaanlagen ist unerlässlich. Sie sollte von Fachkräften ausgeführt werden, bzw. von Personen die über das notwendige Know-How, Werkzeug und über die neuesten umweltfreundlichen Technologien informiert und zertifiziert sind.

Wenn Defekte auffallen, melden Sie diese schnellstmöglich Ihren Servicepartner.

Die regelmäßige Wartung der Anlagen ist das a.o.. Nicht nur für die Umwelt, sondern das schont auch Ihr Geldbeutel.

Eigenschaften von Ammoniak

Ammoniak ist giftig. Es ist ein stechend riechendes Gas, das auf die Atmungsorgane und die Schleimhäute wirkt.

Ammoniak ist brennbar. Die Zündgrenze liegt bei 630°C, in Abwesenheit von katalytisch wirkendem Stahl sogar bei 850°C.

Mit einem brennenden Span kann Ammoniak nicht entzündet werden, wohl aber mit einem Schweißbrenner.

Ammoniak ist explosibel. Die untere Explosionsgrenze in Verbindung mit Luft beträgt 15,0 %, die obere Explosionsgrenze 30,2% (bezogen auf 20°C und 1,013 bar).

Weshalb wird ein derart gefährlicher Stoff seit 120 Jahren als Kältemittel verwendet?

• Die Herstellkosten sind gering.
• Die thermodynamischen Eigenschaften sind, verglichen mit anderen Kältemitteln, günstig.
• Die ökologischen Werte sind in Ordnung: ODP = 0, GWP = 0.
• Wahrnehmung ab Geruchsschwellenwert von 5 -10 ppm (Volumen in Luft)

ppm - parts per million -  der millionsten Teil einer Einheit

Verwendbare Materialien

Hauptsächlich verwendeter Werkstoff ist Stahl und seine Legierungen, Galvanische Oberflächen werden durch Ammoniak zerstört.

Zink wird durch Ammoniak in Gegenwart von Wasser vollkommen aufgelöst.

Kupfer kann als Werkstoff nicht verwendet werden. In Gegenwart von Wasser bildet sich Ammoniumhydroxid. Dieses löst unter Bildung des charakteristischen blaufarbigen Kupfer-Ammoniumkomplexes Kupfer leicht auf.

Phosphorbronze ist gegenüber Ammoniak am beständigsten. Es wird in Wellenabdichtungen eingesetzt. Alternatives Material ist Kohle und Siliziumkarbid.

Quecksilber bildet mit Ammoniak explosive Gemische, Abhilfe bietet Wismutamalgamzusatz.

Welche Konzentrationensgrenzen gibt es?

• MAK-Wert 50 ppm
• 300 ppm kaum erträglich. Bei Einwirkung von mehr als einer Stunde noch unschädlich.
• 700 - 1.000 ppm unerträglich. Bei längerer Einwirkung Schädigung der Atmungswege.
• 2.000 - 3.000 ppm nach 0,5 - 1 Stunde tödlich. An den Augen treten Hornhautentzündungen auf.
• 5.000 - 6.000 ppm führen nach 30 Minuten zu Erblindung und zum Tode

Anfang der 1980er Jahre begann die internationale Debatte zur Abschaffung von H-FCKW und FCKW-Kältemittel und damit verbunden die Suche nach Alternativen. Beschlossen wurde, die Verwendung dieser Kältemittel bis 2040 schrittweise zu reduzieren und danach ganz zu verbieten.

R22 war ausdrücklich Teil dieser Lösung. In den USA stieg die Verwendung von R22 danach sogar an, da die vereinbarten Ziele allgemein als unrealistisch gesehen wurden und man glaubte, die Entwicklungsländer bräuchten mehr Zeit für einen völligen FCKW-Ausstieg.

Inzwischen hat ein globaler Sinneswandel eingesetzt, dementsprechend hat die 19. Vertragsstaatenkonferenz des Montrealer Protokolls im September 2007 striktere Regeln für Ausstiegsfristen festgelegt:

Industriestaaten bzw. nicht in Artikel 5 genannten Staaten:
Reduzierung von Produktion und Verwendung von H-FCKW (R22) um 75% bis 2010 sowie um 90% bis 2015; FCKW-Verbot ab 2020.

Entwicklungsländer laut Artikel 5:
Reduzierung der Produktion und Verwendung von H-FCKW (R22) um 1% bis 2010, um 35% bis Anfang 2020 sowie um 67,5% bis 2025. Vollständiger Ausstieg 2030. 2,5% der ursprünglichen FCKW-Menge sind noch bis 2040 zugelassen.

Der beschleunigte FCKW-Ausstieg im Laufe der nächsten zehn Jahre bedeutet, dass danach sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern keine neuen Anlagen mit FCKW mehr betrieben werden dürfen. 

In den USA hat die Umweltbehörde Environmental Protection Agency (EPA) spezielle Bestimmungen zur Umsetzung des Montrealer Protokolls festgelegt, die den Ausstieg aus der R22-Verwendung bis 2010 zum Ziel haben. Vor 2010 produzierte Geräte können jedoch bis 2020 weiterbetrieben werden.

Um das Ziel zu erreichen, wurden mehrere Initiativen gestartet, darunter die GreenChill Advanced Refrigeration Partnership der EPA. An ihr beteiligen sich Unternehmen der Lebensmittelbranche sowie Kühlgeräte- und Kältemittelhersteller. Die Partnerschaft soll Supermärkten helfen, R22 aus dem Verkehr zu ziehen. Derzeit wird es noch in mehr als 70% der US-amerikanischen Supermärkte verwendet. HFKW wird in den USA als Alternative klar favorisiert, dies wird etwa an der Eröffnung der weltgrößten Produktionsstätte für R32 im September 2007 deutlich. Das Werk in Colvert City/Kentucky produziert 25.000 Tonnen R32 pro Jahr. R32 ist eine Komponente von HFKW-Kältemittelgemischen wie R410A.

Die neuen Bestimmungen haben keinen Einfluss auf die europäische Gesetzgebung. Stichtag für das völlige R22-Verbot in bestehenden Anlagen ist der 31.12.2014. Die Verwendung in neuen Kühl-, Klima- oder Wärmepumpenanlagen ist bereits seit Januar 2001 verboten. Der Einsatz in kombinierten Klimaanlagen- und Wärmepumpensystemen seit Januar 2004 untersagt.

Das Kältemittel R1234ze(E) ist ein schwer entzündbares Kältemittel und besitzt ein Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von weniger als 1. R1234ze(E)  ist ein HFO (Hydrofluorolefin) Kältemittel . 

Es eignet sich für den Betrieb in Chillern / Kaltwassersätzen und Wärmepumpen für gewerbliche und industrielle Anlagen mit Verdrängungsverdichtern und Direktverdampfung. Es ist nach ISO/ASHRAE in die Sicherheitsklasse A2L (schwer entzündbar) eingestuft und ermöglicht daher deutlich höhere Füllmengen als andere, leichter entzündbare Kältemittel .

Mit seinem GWP-Wert von weniger als 1 unterschreitet R1234ze(E) den in der F-Gase-Verordnung 517/2014 und Ökodesign-Richtlinie vorgesehenen Grenzwert von 150. Damit ist es nicht von dem in der F-Gase-Verordnung vorgesehenen Phase-Down-Szenario betroffen, denn für dieses Kältemittel werden keine CO2-Äquivalente auf die Menge der in Verkehr gebrachten Kältemittel angerechnet. R1234ze(E) ist ein schwer entzündbares Kältemittel der Sicherheitsklasse 2L. Die erlaubten Füllmengen, Anlagenkonfigurationen und Richtlinien für den sicheren Umgang für die jeweilige Anwendungen finden Sie in den für Ihre Region geltenden Vorschriften und Normen, z. B. PED, EN 378 oder ISO 5149.

Anwendungen für HFO-Kältemittel

R1234ze(E) wird u.a. als Basiskomponente in HFO/HFKWGemischen verwendet. Diese Gemische wurden mit Blick auf gesetzliche Vorgaben zur Reduzierung von F-Gas Emissionen (z.B. EU F-Gase Verordnung) als "Low GWP"-Alternativen zu R404A/R507, R22/R407C und R410A entwickelt. Ein Teil dieser Kältemittel wurde bereits im Rahmen des von AHRI initiierten "Alternative Refrigerants Evaluation Program" (AREP) hinsichtlich Kälteleistung und Effizienz erprobt und ebenfalls in Testananlagen eingesetzt.

Aus der Gruppe der Hydro-Fluor-Olefine steht eine weitere Substanz mit der Bezeichnung R1234ze(E) zur Verfügung, die bisher vorwiegend als Treibmittel für PUSchaum und Aerosol verwendet wurde. R1234ze(E) unterscheidet sich von R1234yf durch eine andere Molekülstruktur. Die thermodynamischen Eigenschaften bieten auch günstige Voraussetzungen zur Verwendung als Kältemittel. Das Treibhauspotenzial

ist ebenfalls sehr gering (GWP100 = 7).

Eine gewisse Unsicherheit besteht häufig hinsichtlich Brennbarkeit. In Sicherheitsdatenblättern wird R1234ze(E) als nicht brennbar deklariert. Dies gilt allerdings nur für Transport und Lagerung. Bei Einsatz als Kältemittel gilt eine höhere Bezugstemperatur für Entflammbarkeitstests von 60°C. Bei dieser Temperatur ist R1234ze(E) brennbar und daher wie R1234yf in Sicherheitsgruppe A2L eingestuft.

R1234ze(E) wird teilweise als R134a-Substitut bezeichnet, liegt jedoch in der volumetrischen Kälteleistung um mehr als 20% unterhalb R134a oder R1234yf. Der Siedepunkt (-18°C) schränkt zudem die Anwendung bei tieferen Verdampfungstemperaturen stark ein. Mit Verdrängerverdichtern liegt deshalb der bevorzugte Einsatz bei Hochtemperaturanwendungen.

Anwendungsgebiete

1. Klimatisierung
2. Wärmepumpen
3. Gewerbekälte
4. Kaltwassersätze
5. industrielle Klimatisierung

Kälteanlage

1. Direktverdampfung
2. Neuanlagen

Technische Daten

Kohlendioxyd R744 (CO2) als Alternativ-Kältemittel und Sekundär-Fluid

CO2 hat eine lange Tradition in der Kältetechnik, die bis weit ins vorletzte Jahrhundert reicht. Es hat kein Ozonabbaupotenzial, einen vernachlässigbaren direkten Treibhauseffekt (GWP = 1), ist chemisch inaktiv, nicht brennbar und im klassischen Sinne nicht toxisch. CO2 unterliegt deshalb auch nicht den stringenten Anforderungen hinsichtlich Anlagendichtheit wie z.B. HFKWs (F-Gase Verordnung) und brennbare oder toxische Kältemittel. Zu berücksichtigen ist jedoch der im Vergleich zu HFKWs geringere Grenzwert in Luft. In geschlossenen Räumen können entsprechende Sicherheits- und Überwachungseinrichtungen erforderlich werden.

CO2 ist auch kostengünstig und es gibt keine Notwendigkeit zur Rückgewinnung und Entsorgung. Hinzu kommt eine sehr hohe volumetrische Kälteleistung, die je nach Betriebsbedingungen etwa dem 5- bis 8- fachen von R22 und NH3 entspricht.

Vor allem die sicherheitsrelevanten Eigenschaften waren ein wesentlicher Grund für den anfangs weit verbreiteten Einsatz. Schwerpunkt in der Anwendung waren z.B. Schiffs-Kälteanlagen. Mit Einführung der "(H)FCKW-Sicherheitskältemittel" wurde CO2 zurückgedrängt und war seit den 1950er- Jahren nahezu vom Markt verschwunden. Wesentliche Ursachen sind die für übliche Anwendungen in der Kälte- und Klimatechnik relativ ungünstigen thermodynamischen Eigenschaften.

Die Drucklage von CO2 ist extrem hoch und die kritische Temperatur mit 31°C (74 bar) sehr niedrig. Je nach Wärmeträgertemperatur auf der Hochdruckseite erfordert dies eine transkritische Betriebsweise mit Drücken bis weit über 100 bar. Unter diesen Bedingungen ist die Wirtschaftlichkeit gegenüber einem klassischen Kaltdampfprozess (mit Verflüssigung) meist geringer und damit der indirekte Treibhauseffekt entsprechend höher.

Dennoch gibt es eine Reihe von Anwendungen, bei denen CO2 sehr wirtschaftlich und mit günstiger Öko-Effizienz eingesetzt werden kann. Dazu gehören z.B. subkritisch betriebene Kaskadenanlagen, aber auch transkritische Systeme, bei denen der Temperaturgleit auf der Hochdruckseite vorteilhaft nutzbar ist oder die Systembedingungen über lange Betriebsperioden einen subkritischen Betrieb erlauben. In diesem Zusammenhang ist auch anzumerken, dass die Wärmeübergangswerte von CO2 wesentlich höher sind als bei anderen Kältemitteln mit dem Potential sehr geringer Temperaturdifferenzen in Verdampfern, Verflüssigern und Gaskühlern. Außerdem sind die erforderlichen Rohrleitungsquerschnitte sehr klein und der Einfluss des Druckabfalls vergleichsweise gering. Bei Einsatz als Sekundärfluid ist zudem der Energiebedarf für Umwälzpumpen äußerst niedrig.

In den folgenden Ausführungen werden zunächst einige Beispiele für subkritische Systeme und die resultierenden Auslegungskriterien behandelt. In einem zusätzlichen Abschnitt folgen noch Erläuterungen zu transkritischen Anwendungen.

Abb. 29/1 R744(CO2) – Druck-/Enthalpie-Diagramm

Abb. 29/2 R744(CO2)/R22 – Vergleich der Drucklagen

Subkritische Anwendung

Eine auch aus energetischer Sicht und hinsichtlich Drucklagen sehr vorteilhafte Anwendung bietet sich für industrielle und größere gewerbliche Kälteanlagen an. Hierfür kann CO2 als Sekundärfluid in einem Kaskadensystem verwendet werden – bei Bedarf in Kombination mit einer weiteren Verdichtungsstufe für tiefere Verdampfungstemperaturen (Abb. 30/1). 

Die Betriebsweise ist jeweils subkritisch und damit auch eine gute Wirtschaftlichkeit gewährleistet. Im dafür günstigen Anwendungsbereich (ca. -10 bis -50°C) sind auch die Drucklagen noch auf einem Niveau, für das bereits verfügbare oder in Entwicklung befindliche Komponenten (z.B. für R410A) mit vertretbarem Aufwand angepasst werden können.

Resultierende Auslegungs- und Ausführungskriterien

Für die Hochtemperaturstufe einer solchen Kaskade lässt sich ein kompakter Kühlsatz verwenden, dessen Verdampfer auf der Sekundärseite als Verflüssiger für CO2 dient. Als Kältemittel eignen sich chlorfreie Stoffe (NH3, KW oder auch HFKW, HFO und HFO/ HFKW-Gemische).

Bei NH3 sollte der Kaskadenkühler so ausgeführt werden, dass die gefürchtete Bildung von Hirschhornsalz im Falle der Leckage verhindert wird. In Brauereien wird diese Technik seit langem eingesetzt.

In Großkälteanlagen entspricht der Sekundärkreis für CO2 in seinem prinzipiellen Aufbau weitgehend einem Niederdruck-Pumpensystem, wie es häufig bei NH3-Systemen ausgeführt wird. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die Verflüssigung des CO2 im Kaskadenkühler erfolgt und der Sammelbehälter (Abscheider) nur als Vorratsbehälter dient. Die äußerst hohe volumetrische Kälteleistung von CO2 (latente Wärme durch Phasenwechsel) führt dabei zu einem sehr geringen Massenstrom und ermöglicht kleine Rohrquerschnitte und minimalen Energiebedarf für die Umwälzpumpen. Bei der Kombination mit einer weiteren Verdichtungsstufe (z.B. für Tiefkühlung) gibt es verschiedene Lösungen.

Abb. 30/1 zeigt eine Variante mit zusätzlichem Sammler, der von einem oder mehreren Booster-Verdichtern auf den erforderlichen Verdampfungsdruck abgesaugt wird. Das Druckgas wird ebenfalls in den Kaskadenkühler eingespeist, verflüssigt und in den nachgeschalteten Sammler abgeleitet. Von dort aus erfolgt die Einspeisung in den Niederdruckabscheider (TK) über eine Schwimmereinrichtung. An Stelle klassischer Pumpenzirkulation kann die Booster-Stufe auch als sog. LPR- System (Low Pressure Receiver) ausgeführt sein. Dadurch erübrigen sich Umwälzpumpen, wobei aber die Anzahl der Verdampfer mit Rücksicht auf eine gleichmäßige Einspritzverteilung des CO2 stärker eingeschränkt ist.

Für den Fall eines längeren Anlagenausfalls mit starkem Druckanstieg kann das CO2 über Sicherheitsventile an die Atmosphäre abgelassen werden. Alternativ hierzu werden auch zusätzliche Kühlsätze zur CO2 Verflüssigung verwendet, mit denen längere Abschaltperioden ohne kritische Druckerhöhung überbrückt werden können. Für Systeme in gewerblichen Anwendungen ist auch eine Ausführung mit Direkt-Expansion möglich.

Hierfür bieten Supermarktanlagen mit ihrem üblicherweise weit verzweigten Rohrnetz und Schockfroster ein besonders gutes Potenzial. Das Normalkühlsystem wird dann konventionell oder mittels Sekundärkreislauf ausgeführt und für die Tiefkühlung mit einem CO2-Kaskadensystem (für subkritische Betriebsweise) kombiniert. Ein Systembeispiel ist in Abb. 30/2 dargestellt.

Für eine allgemeine Anwendung sind allerdings derzeit noch nicht alle Voraussetzungen erfüllt. Es gilt zu berücksichtigen, dass eine in vielfacher Hinsicht veränderte Anlagentechnik und auch speziell abgestimmte Komponenten erforderlich werden.

Abb. 30/1 Kaskadensystem mit CO2 für industrielle Anwendung

Abb. 30/2 Konventionelle Kälteanlage kombiniert mit CO2-Tiefkühlkaskade

Auch die Schmierstoffe sind sehr hohen Anforderungen ausgesetzt. Konventionelle Öle sind meist nicht mischbar und erfordern deshalb aufwändige Maßnahmen für die Rückführung aus dem System. Andererseits ist beim Einsatz mischbarer bzw. gut löslicher POE eine starke Viskositätsminderung zu berücksichtigen. Für subkritische CO2 Anwendungen bietet BITZER zwei Baureihen spezieller Verdichter an.

Transkritische Anwendung

Der transkritische Prozess ist u.a. dadurch charakterisiert, dass die Wärmeabfuhr auf der Hochdruckseite isobar, aber nicht isotherm verläuft. Im Gegensatz zum Verflüssigungsvorgang bei subkritischem Betrieb erfolgt hierbei eine Gaskühlung (Enthitzung) mit entsprechendem Temperaturgleit. Der Wärmeübertrager wird deshalb als Gaskühler bezeichnet. Solange der Betrieb oberhalb des kritischen Drucks (74 bar) erfolgt, wird nur Dampf hoher Dichte gefördert. Eine Verflüssigung stellt sich erst nach Expansion auf ein niedrigeres Druckniveau ein z.B. durch Zwischenentspannung in einen Mitteldrucksammler. Je nach Temperaturverlauf der Wärmesenke kann ein für transkritischen Betrieb ausgelegtes System auch subkritisch und unter diesen Bedingungen mit verbessertem Wirkungsgrad betrieben werden. In diesem Fall wird der Gaskühler zum Verflüssiger.

Eine weitere Besonderheit des transkritischen Betriebs ist die notwendige Regelung des Hochdrucks auf ein definiertes Niveau. Dieser "optimale Druck" wird in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Gaskühlers durch Bilanzierung zwischen größt möglicher Enthalpiedifferenz bei gleichzeitig minimaler Verdichtungsarbeit ermittelt. Er muss durch eine intelligente Steuerung modulierend an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepasst werden (siehe Systembeispiel, Abb. 31).

Wie eingangs beschrieben, erscheint die transkritische Betriebsweise bei rein thermodynamischer Betrachtung hinsichtlich Energie-Effizienz eher ungünstig. Dies trifft auch tatsächlich auf Systeme mit einem relativ hohen Temperaturniveau der Wärmesenke auf der Hochdruckseite zu. Allerdings können dabei zur Effizienzverbesserung zusätzliche Maßnahmen getroffen werden wie z.B. der Einsatz von Parallelverdichtung (Economiser-System) und/oder Injektoren sowie Expander zur Rückgewinnung der Drosselverluste bei der Expansion des Kältemittels. Abgesehen davon gibt es Einsatzgebiete, bei denen der transkritische Prozess energetisch generell vorteilhaft ist. Dazu gehören z.B. Wärmepumpen für Brauchwasser- Erwärmung oder Trocknungsprozesse.

Bei den üblicherweise sehr hohen Temperaturgradienten zwischen Druckgaseintritt in den Gaskühler und Eintrittstemperatur der Wärmesenke kann eine sehr niedrige Gasaustrittstemperatur erreicht werden. Begünstigt wird dies durch den Verlauf des Temperaturgleit und die relativ hohe mittlere Temperaturdifferenz zwischen CO2-Dampf und Wärmeträger-Fluid. Die niedrige Gasaustrittstemperatur führt zu einer besonders hohen Enthalpiedifferenz und damit zu einer hohen System-Leistungszahl. Brauchwasser-Wärmepumpen kleinerer Leistung werden bereits in hohen Stückzahlen produziert und eingesetzt. Anlagen für mittlere bis größere Leistungen (z.B. Hotels, Schwimmbäder, Trocknungssysteme) müssen individuell geplant und ausgeführt werden. Deren Anzahl ist deshalb noch begrenzt, jedoch bei gutem Aufwärtstrend. Neben diesen spezifischen Anwendungen gibt es auch eine Reihe von Entwicklungen für die klassischen Bereiche der Kälte- und Klimatechnik. Hierzu gehören z.B. Supermarkt-Kälteanlagen. Inzwischen werden Anlagen mit Verdichtern im Parallelverbund bereits in größerem Umfang eingesetzt.

Es handelt sich dabei überwiegend um sog. Booster-Systeme, bei denen der Normal- und Tiefkühlkreislauf direkt (ohne Wärmeübertrager) miteinander verbunden ist. Die Betriebserfahrungen und dort ermittelten Energiekosten zeigen vielversprechende Ergebnisse. Allerdings liegen die Investitionskosten noch deutlich über klassischen Anlagen mit HFKWs und Direktverdampfung. Gründe für die günstigen Energiekosten liegen einerseits an den bereits weitgehend optimierten Komponenten und der Systemsteuerung sowie den zuvor beschriebenen Vorteilen hinsichtlich Wärmeübertragung und Druckabfall. Andererseits werden diese Anlagen bevorzugt in Klimazonen eingesetzt, die auf Grund des jahreszeitlichen Temperaturprofils sehr hohe Laufzeiten bei subkritischer Betriebsweise erlauben.

Zur weiteren Steigerung der Effizienz von CO2 Supermarktsystemen und bei deren Einsatz in wärmeren Klimazonen kommen auch zunehmend die zuvor beschriebenen Technologien mit Parallelverdichtung und/oder Injektoren zur Anwendung. Insofern, aber auch mit Blick auf die sehr anspruchsvolle Technik und die hohen Anforderungen an die Qualifikation von Planern und Service-Fachleuten, kann die CO -Technologie nicht pauschal als Ersatz 2 für Anlagen mit HFKW-Kältemitteln angesehen werden.

Resultierende Auslegungs- und Ausführungskriterien

Detaillierte Informationen hierzu würden den Rahmen dieser Informationsschrift sprengen. Jedenfalls unterscheiden sich Systemtechnik und -Steuerung wesentlich von üblichen Anlagen. Bereits mit Blick auf Drucklagen, Volumen- und Massenstromverhältnisse müssen speziell entwickelte Komponenten, Regelgeräte und Sicherheitseinrichtungen sowie entsprechend ausgelegte Rohrleitungen verwendet werden. Besonders anspruchsvoll ist die Verdichtertechnik. Die besonderen Anforderungen bedingen eine vollkommen eigenständige Konstruktion. Dies betrifft u.a. Design, Materialien (Berstsicherheit), Fördervolumen, Triebwerk, Auslegung der Arbeitsventile, Schmiersystem sowie Verdichter- und Motorkühlung. Die hohe thermische Belastung schränkt dabei den Einsatzbereich für einstufige Verdichtung stark ein. Tiefkühlung erfordert zweistufige Betriebsweise, wobei eine Aufteilung in getrennte Hoch- und Niederdruckverdichter bei Verbundsystemen besonders vorteilhaft ist.

Für die Schmierstoffe gelten in noch stärkerem Maße die zuvor im Zusammenhang mit subrkritischen Systemen beschriebenen Kriterien. 

In verschiedenen Bereichen ist noch Entwicklungsaufwand erforderlich, transkritische CO2-Technologie kann noch nicht generell als Stand der Technik bezeichnet werden. Für transkritische CO2 Anwendungen bie- tet BITZER eine weitreichende Palette spezieller Verdichter an. Der Einsatz ist auf bestimmte Anwendungen ausgerichtet, individuelle Prüfung und Bewertung sind deshalb erforderlich.

CO2 in Kfz-Klimaanlagen

Im Rahmen der bereits seit längerem diskutierten Maßnahmen zur Reduzierung von direkten Kältemittel-Emissionen und dem in der EU bestehenden Verwendungsverbot von R134a in PKW-Klimaanlagen*, wird bereits seit Jahren die Entwicklung von CO2-Systemen sehr intensiv betrieben. Auf den ersten Blick erscheinen Effizienz und damit indirekte Emissionen von CO2- Systemen bei den typischen Umgebungsbedingungen vergleichweise ungünstig. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die aktuellen R134a-Systeme geringere Wirkungsgrade aufweisen als leistungsgleiche stationäre Anlagen. Gründe dafür liegen in den spezifischen Einbauverhältnissen und den relativ hohen Druckverlusten in Rohrleitungen und Wärmeübertragern. Bei CO2 hat der Druckabfall einen wesentlich geringeren Einfluss. Außerdem wird der Systemwirkungsgrad noch zusätzlich durch die hohen Wärmeübergangswerte in den Wärmeübertragern begünstigt.

Aus diesem Grund können mit optimierten CO2-Klimaanlagen in etwa vergleichbare Wirkungsgrade erreicht werden wie mit R134a. Mit Blick auf die üblichen Leckraten solcher Systeme ergibt sich dabei eine günstigere Bilanz hinsichtlich des TEWI. Aus heutiger Sicht ist keine Prognose darüber möglich, ob sich die CO2 Technologie in dieser Anwendung auf längere Sicht durchsetzen kann. Dies ist sicherlich auch von den Erfahrungen mit den von der Automobil-Industrie inzwischeneingeführten "LowGWP" Kältemitteln abhängig. Dabei werden u.a. Betriebssicherheit, Kosten und die weltweite Logistik eine gewichtige Rolle spielen.

Abb. 31 Beispiel für transkritisches CO2 Booster System

Mit freundlicher Freigabe von Bitzer Kühlmaschinenbau GmbH 

Quelle: Bitzer Kältemittel Report 19 

CO2 - R744 das Kältemittel der Zukunft?

Die Bedeutung von CO2 für Kälteanwendungen hat in den letzten Jahren zugenommen und der Markt fokussiert sich zunehmend auf das Kältemittel R744.

CO2 ist ein natürliches Kältemittel und im Vergleich zu den fluorierten Kältemitteln umweltfreundlich und kostengünstig. Es ist nicht brennbar, nicht toxisch und farblos.

CO2 dient als Grundlage zur Berechnung des CO2-Äquivalents aller Kältemittel. R744 hat einen GWP-Wert von 1 und ist von dem in der F-Gase-Verordnung vorgesehenen Phase-Down-Szenario ausgeschlossen. Nach der F-Gase-Verordnung ist die Kontrolle der Dichtheit der Kälteanlage ab einem CO2 Äquivalent von 5 Tonnen erforderlich. Dadurch entfällt für Kälteanlagen mit R744 unter einer Füllmenge von 5 Tonnen die Dichtheitskontrolle. Bei Servicearbeiten, Neubefüllungen oder Außerbetriebnahmen von Kälteanlagen mit CO2 darf das Kältemittel in die Umwelt gelangen. Eine aufwendige Rückgewinnung des Kältemittels ist nicht notwendig.

Nachteilig ist der hohe Betriebsdruck des Kältemittels, der niedrige ktirische 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. 

R744 ist für die KFZ-Branche ebenfalls eine interessante Alternative. Die Klimaanlage im Fahrzeug kann mit dem umweldfreundlichen Kältemittel betrieben werden. Im Vergleich zu dem jetzigen Niederdruckkältemittel R134a müssen alle Komponenten der Klimaanlage einen hohem Druck von bis zu 135bar standhalten. DIe guten thermodynamischen Eigenschaften sprechen für den Einsatz in automobile Klimaanlagen. 

Das Kältemittel R744 ist nicht brennbar, nicht toxisch und farblos. R744 besitzt ein Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von 1 (GWP = 1).  

R744 besitzt einen ODP - Wert (Ozone Depletion Potential) von 0. 

R744 ist nach ISO/ASHRAE in die Sicherheitsklasse A1 eingestuft.

Anwendungsgebiete

• Gewerbekälte
• KFZ-Klimaanlagen
• Industriekälte
• Wärmepumpe
• 20°C bis -40°C

Kälteanlage

• Direktverdampfung
• überflutete Verdampfung
• Neuanlagen

Technische Daten

Das Kältemittel R448A ist ein zeotropes Kältemittelgemisch, dass aus drei Komponenten mit unterschiedlichen Siedetemperaturen besteht. Dies führt zu einem Temperaturglide von 6,2K bei der Phasenänderung. R448A eignet sich als Ersatz- und Drop-In-Kältemittel für R404A-Kälteanlagen und hat einen niedrigeren GWP-Wert. R448A eignet sich besonders für Anwendungen bei niedrigen und mittleren Temperaturen. Bei einstufigen Kühlsystemen im Tiefkühlbereich muss auf die Verdichtungsendtemperatur geachtet werden. Aufgrund erhöhter Zylinderkopftemperaturen kann die Verwendung eines Zylinderkopfventilators erforderlich sein. Hierbei sind die technischen Spezifikationen der Verdichterhersteller zu beachten. 

Das Kältemittel R448A ist nicht brennbar, ungiftig und farblos. R448A hat ein globales Erwärmungspotenzial ( GWP ) von mehr als 1 (GWP = 1387).  

R448A hat ein ODP ( Ozonabbaupotential ) von 0. 

R448A ist nach ISO / ASHRAE in die Sicherheitsklasse A1 eingestuft.

Mit einem GWP-Wert von mehr als 150 unterliegt R448A der F-Gase-Verordnung 517/2014. Daher ist es von dem in der F-Gase-Verordnung vorgesehenen Phase-Down-Szenario betroffen..

Anwendungsbereiche

1. Kommerzielle Kühlung
2. Industriekälte
3. industrielle Klimatisierung
4. 20 ° C bis -30 ° C

Kälteanlage

1. Direktverdampfung
2. Neuanlagen
3. Drop-in

Technische Spezifikationen

Das Kältemittel R32 ist ein Einstoffkältemittel. Es eignet sich sehr gut für Klimaanwendungen, für den Kühl- und Heizbetrieb. R32 soll u.a. das Kältemittel R410A ersetzen. Der Sättigungsdruck von R32 ist R410A sehr ähnlich. Dadurch kann die Entwicklung einer R32-Anlage auf Grundlage von R410A-Anlage basieren. Dabei hat R32 eine größere spezifische Kälteleistung als R410A. 

Das Kältemittel R32 ist schwer entflasmmbar, nicht toxisch und farblos. R32 besitzt ein Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von mehr als 1 (GWP = 675).  

R32 besitzt einen ODP - Wert (Ozone Depletion Potential) von 0. 

R32 ist nach ISO/ASHRAE in die Sicherheitsklasse A2L eingestuft.

Mit seinem GWP-Wert von mehr als 150 obliegt R32 der F-Gase-Verordnung 517/2014. Damit ist es von dem in der F-Gase-Verordnung vorgesehenen Phase-Down-Szenario betroffen, erfüllt jedoch die Anforderungen bis zum Jahr 2025.

Anwendungsgebiete

1. Klimatisierung (Kühl- und Heizbetrieb)
2. Gewerbekälte
3. Kaltwassersätze
4. industrielle Klimatisierung
5. 20°C bis -30°C

Kälteanlage

1. Direktverdampfung
2. Neuanlagen

Technische Daten

Das Kältemittel R407F ist ein zeotropes Kältemittelgemisch, bestehend aus drei Komponenten mit unterschiedlichen Siedetemperaturen. Dadurch ergibt sich ein Temperaturgleit von 6,4K beim Phasenwechsel. R407F eignet sich als Ersatz- und Drop-in-Kältemittel für R22 Bestandskälteanlagen. R407F bietet sich besonderrs für Tief- und Mitteltemperaturanwendungen an. Bei einstufigen Kälteanlagen im Tiefkühlbereich ist auf die Verdichtungsendtemperatur zu achten. Aufgrund von erhöhter Zylinderkopftempereaturen, kann der Einsatz von einem Zylinderkopflüfter notwendig werden. Hier sollten die technischen Angaben der Verdichterhersteller beachtet werden. 

Das Kältemittel R407F ist nicht brennbar, nicht toxisch und farblos. R407C besitzt ein Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von mehr als 1 (GWP = 1825).  

R407F besitzt einen ODP - Wert (Ozone Depletion Potential) von 0. 

R407F ist nach ISO/ASHRAE in die Sicherheitsklasse A1 eingestuft.

Mit seinem GWP-Wert von mehr als 150 obliegt R407F der F-Gase-Verordnung 517/2014. Damit ist es von dem in der F-Gase-Verordnung vorgesehenen Phase-Down-Szenario betroffen.

Anwendungsgebiete

1. Klimaisierung
2. Gewerbekälte
3. Kaltwassersätze
4. industrielle Klimatisierung
5. 20°C bis -30°C

Kälteanlage

1. Direktverdampfung
2. Neuanlagen
3. Drop-in

Technische Daten