Worldwide China

Nachhaltig und zukunftssicher

Die Vorteile des Temperierens mit natürlichen Kältemitteln

| Autor / Redakteur: Michael Sauer* / Marc Platthaus

Worauf müssen Sie beim Einsatz von natürlichen Kältemitteln in der Temperierung achten?
Worauf müssen Sie beim Einsatz von natürlichen Kältemitteln in der Temperierung achten? (Bild: Peter Huber Kältemaschinenbau; © Romolo Tavani - stock.adobe.com; [M]Tscherwitschke)

Im Alltag finden Kohlenwasserstoffgase vielfach Verwendung, u.a. in Küchenherden, als umweltfreundliches Autogas oder in den Propangasflaschen von Campingwagen und Grill. Auch in der Temperiertechnik erleben natürliche Kohlenwasserstoffe ein Comeback als klimaschonende Kältemittel – jedoch nicht ohne die Skepsis der Anwender. Warum Vorbehalte gegen Kohlenwasserstoff-Kältemittel in Temperiergeräten unbegründet sind, zeigt ein Temperierspezialist aus Offenburg.

Die Entscheidung für ein Kältemittel in einem Temperiergerät ist oftmals komplex und ein Kompromiss zwischen verschiedenen Faktoren. Je nach Anwendung müssen chemische, thermodynamische, fluiddynamische und physikalische Eigenschaften berücksichtigt werden. Darüber hinaus wird der Umwelteinfluss zunehmend relevanter – und das nicht erst seit Inkrafttreten der EU-F-Gase-Verordnung. Eine ausgezeichnete Energieeffizienz bei gleichzeitig bekannter Umweltverträglichkeit bieten natürliche Kältemittel. Die Peter Huber Kältemaschinenbau AG setzt seit vielen Jahren auf Kohlenwasserstoffe in ihren Kältemaschinen und zählt damit zu den Wegbereitern für umweltverträgliche Temperiertechnik. In der Vergangenheit wurden in der Kälteindustrie vor allem FKW-Kältemittel wie R134a, R507A und R404A eingesetzt. Diese Kältemittel sind nicht brennbar und weisen gute thermodynamische Eigenschaften im Tieftemperaturbereich bis ca. -50 °C auf. Für diese synthetisch hergestellten fluorierten Gase (F-Gase) wird die Umweltverträglichkeit anhand des Ozonabbaupotenzials ODP (Ozone Depletion Potential) und des Erderwärmungspotenzials GWP (Global Warming Potential) bestimmt.

Alternative Kältemittel für Temperiergeräte

Bereits in den frühen 70er Jahren sammelte Unternehmensgründer Peter Huber erste Erfahrungen mit natürlichen Kältemitteln. In den Folgejahren wurden zahlreiche Seriengeräte mit Propan R290 und Propen R1270 entwickelt und international auf den Markt gebracht. Diese Kältemittel besitzen kein Ozon­abbaupotenzial und nur ein geringes Treibhauspotenzial (GWPCO = 2 bis 3). Doch trotz aller Pionierarbeit stehen manche Anwender den natürlichen Kältemitteln noch immer skeptisch gegenüber. Hauptgrund hierfür sind Sicherheitsbedenken aufgrund der Entflammbarkeit. Dass diese Bedenken unbegründet sind, belegen die tausendfach verkauften und unfallfreien Laborgeräte von Huber. Die kompakten Umwälzkühler (Unichiller, Minichiller), Prozessthermostate (Petite Fleur, Tango) und Kältethermostate (KISS, Ministat, etc.) werden seit vielen Jahren serienmäßig mit Propan R290 oder Propen R1270 ausgestattet. Die Kältemittelfüllmengen bei diesen Modellen liegen unter 150 g, weshalb in der Regel keine Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind. Auch größere Temperiersysteme, z.B. der Unistat 610 mit einer Füllmenge von 2,2 kg, sind auf Kundenwunsch mit natürlichem Kältemittel erhältlich. Hierbei sind jedoch betreiberseitige Maßnahmen zur Einhaltung der Sicherheitsvorschriften notwendig. Je nach Aufstellungsort und Verwendungszweck muss u.a. eine geeignete Belüftung gewährleistet sein und ein Gaswarnsensor installiert werden.

Eine echte Alternative zu natürlichen Kältemitteln gibt es nicht. Es sind derzeit keine nicht brennbaren und nicht giftigen synthetischen Kältemittel mit vergleichbaren physikalischen Eigenschaften bekannt. Das gilt auch für die neue Gruppe der HFO-Kältemittel (Hydrofluorolefine) z.B. R1234yf. Diese Kältemittel weisen zwar ein geringes Erderwärmungspotenzial auf, sind jedoch ebenfalls brennbar. Die Klassifizierung im Sicherheitsdatenblatt macht folglich keine Unterschiede, d.h. die Risikobetrachtung muss für brennbare synthetische Kältemittel in gleichem Umfang erfolgen, wie für brennbare natürliche Kältemittel. Insgesamt ist festzuhalten, dass die Kälteindustrie zunehmend brennbare Kältemittel einsetzt, um die Klimaschutzziele zu erreichen. Der Nachteil der Brennbarkeit ist dadurch nicht weiter den natürlichen Kältemitteln vorbehalten, sondern betrifft genauso Kältemaschinen mit synthetischen Kältemitteln.

Gegen synthetische HFO-Kältemittel spricht zudem das Zersetzungsprodukt Trifluoressigsäure (TFA). In verschiedenen Studien, die den Eintrag von Trifluoressigsäure aus dem atmosphärischen Abbau von R1234yf untersuchten, wurde eine Erhöhung der TFA-Konzentration in der Umwelt nachgewiesen. TFA ist als stark wassergefährdend eingestuft und schwer abbaubar. Obwohl der Einsatz von R1234yf das Treibhauspotenzial vermindert, ist in der Gesamtbetrachtung eine zusätzliche Umweltbelastung zu befürchten. Hinter der Zukunft von HFO-Kältemitteln steht deshalb ein Fragezeichen. Bei der Anschaffung eines Temperiergerätes ist es daher durchaus angebracht, die langfristige Investitionssicherheit zu prüfen. Dabei kann die Verfügbarkeit von synthetischen Kältemitteln zum Problem werden. Die Marktturbulenzen in jüngster Zeit haben gezeigt, dass Preise über Nacht explodieren können und im ungünstigsten Fall ein Kältemittel gänzlich vom Markt genommen wird. Ob sich die Gesetzeslage in den nächsten Jahren weiter verschärft, ggf. über die heute bekannten Beschränkungen hinaus, kann niemand vorhersagen. Es sollte deshalb genau geprüft werden, ob die Kälteanlage auch in 5, 10 oder 15 Jahren noch betrieben und gewartet werden darf. Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln sind diesbezüglich auf der sicheren Seite.

Ergänzendes zum Thema
 
EU-F-Gase-Verordnung

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 45737954 / Labortechnik)