HFO-Kältemittel mit Potenzial

Der Klimaschutz ist in Europa und besonders in Deutschland schon seit Jahren ein großes Thema. Besonders die Reduktion von klimaschädigenden Stoffen steht im Mittelpunkt der Klimaschutzpolitik. Im Zuge dessen wurde am 16.04.2014 die neue F-Gase Verordnung (Verordnung (EU) Nr.517/2014) vom Europäischen Parlament verabschiedet, in der unter anderem ein „Phase-Down“ bei den H-FKW im CO2 – Äquivalent beschlossen wurde. Dies bedeutet ein Verbot von Kältemitteln mit einem hohen Treibhauspotenzial (GWP-Wert).

Bis 2030 soll auf diesem Wege die Menge an CO2 -Äquivalent der H-FKW, die jährlich neu auf den europäischen Markt kommen, um 79% gesenkt werden!

Ein vielversprechende Gruppe von Kältemitteln sind die synthetischen HFO-Kältemittel, mit denen dieses ehrgeizige Ziel erreicht werden soll. Die HFO (Hydrofluoroolefine) gehören zu einer Klasse von nicht gesättigten Molekülen, die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweisen. Hierdurch sind sie sehr reaktionsfreudig in der Atmosphäre und haben dort eine geringe Lebensdauer, wodurch sie die Atmosphäre deutlich weniger belasten als herkömmliche H-FKW. Weiterhin sind sie als Ersatz für die traditionellen Kältemittel entwickelt worden, wodurch sich für alle Anwendung eine umweltfreundliche Alternative unter den HFO finden lässt. Sie besitzen ähnliche Eigenschaften und vergleichbare Leistungen wie die klassischen Kältemittel und können sowohl in luft- als auch wassergekühlten Systemen zur Anwendung kommen. Durch die vergleichbaren Eigenschaften lassen sich bestehende Anlagen zumeist mit nur wenig Aufwand und Investitionskosten auf die neuen Kältemittel umrüsten und der CO2 –Abdruck hierdurch reduzieren. Inzwischen haben die meisten Verdichter- und Kältetechnikhersteller die HFO für ihre Produkte uneingeschränkt freigegeben.

Besonders aus dieser Gruppe neuer Kältemittel hervorzuheben ist das HFO-1234ze mit einem GWP < 1. Dieses soll vor allem das weitverbreitete Kältemittel R 134a (GWP=1430) in der Normalkühlung ersetzen. Es besitzt, trotz des erheblich geringeren CO2 – Äquivalent, dem R134a sehr ähnliche thermodynamische Eigenschaften und kann dieses in so gut wie allen Anwendungen ersetzen. Trotz einer leicht geringeren Kälteleistung, ist es dank einer höhere Leistungszahl in der Theorie sogar etwas effizienter.

Das HFO-1234ze gehört in die neu entstandene Sicherheitsgruppe A2L (schwer entflammbar) und ist als solches zunächst mit etwas mehr Umsicht zu handhaben. Tatsächlich kann sich bei Temperaturen unter 30°C laut den Herstellern jedoch kein entflammbares Gemisch mit Luft bilden. Bei der Lagerung und im Bau kann es daher zumeist als nicht entflammbar gehandhabt werden. Sollte sich doch ein zündfähiges Gemisch bilden, zum Beispiel durch Austritt des Kältemittels aus der Anlage, wird ein Konzentration von min. 250 g/m³ benötigt um den unteren Flammpunkt zu erreichen. Dies entspricht etwa der zehnfachen Menge die bei Kohlenwasserstoffen nötig ist. Hinzu kommt eine sehr hohe Zündenergie von ca. dem  250.000-fachen der Zündenergie von Benzin. Eine niedrige Flammgeschwindigkeit und die geringe Menge an freiwerdender Energie sind dafür verantwortlich, dass im unwahrscheinlichen Fall der Zündung des HFO-1234ze es zu keiner Ausbreitung der Flamme kommt.

Das HFO-1234ze wurde von uns bereits in Anlagen verbaut und getestet. Unter anderem wird es in der UfaBäckerei im Normalkühlkreislauf einer Kühlkaskade erfolgreich eingesetzt. Zusammen mit dem natürlichen Kältemittel R744, besser bekannt als CO2, können hier auf umweltfreundliche Art und Weise 3 Plus- und eine Tiefkühlzelle mit Kälte versorgt werden.

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