Kältemittel

Kältemittel sind Flüssigkeiten oder Gase, die in Kühl- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen eingesetzt werden. Dank ihrer Eigenschaften kann Wärmenergie von einem kälteren zu einem wärmeren Ort gebracht werden.

Der Kältekreislauf

Der Prozess, in dem Kältemittel arbeiten, basiert auf physikalischen Zustandsänderungen. Bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur – Propan hat eine Siedetemperatur von minus 42 Grad Celsius – nehmen sie im flüssigen Zustand Wärme auf und verdampfen dabei. Anschließend werden sie komprimiert, wodurch Temperatur und Druck steigen. Nachdem sie die aufgenommene Wärme an das Heizsystem (oder die Umgebung im Fall des Kühlschranks) abgegeben haben, werden sie wieder flüssig. Der Druck wird abgesenkt und der Kreislauf wiederholt sich.

Ideale Eigenschaften von Kältemitteln

Kältemittel sollten einen Siedepunkt unterhalb der Zieltemperatur aufweisen. Darüber hinaus sollten sie nicht brennbar, explosiv, giftig oder korrosiv sein. Weitere wichtige Aspekte sind ein geringes Treibhauspotenzial und kein Ozonabbaupotential. Die wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften sind:

• Große spezifische Verdampfungsenthalpie: Hohe Energieaufnahme beim Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand
• Hohe kritische Temperatur (der höchste Punkt, an dem ein Gas durch Druckerhöhung verflüssigt werden kann): effizienter Betrieb auch bei höheren Temperaturen
• Hohe volumetrische Kälteleistung: Viel Kühlleistung in einem kleinen Raum

Synthetische und natürliche Kältemittel

Synthetische Kältemittel, auch als (teil-)fluorierte Gase oder F-Gase bekannt, stehen zunehmend in der Kritik, denn sie können bei der Entsorgung erhebliche Mengen an Treibhausgasen freisetzen. Aufgrund dieser Umweltauswirkungen erfolgt eine schrittweise Reduzierung der F-Gase. Hersteller von Kälteanlagen und Wärmepumpen stellen daher vermehrt auf natürliche Kältemittel wie Isobutan, Ammoniak, CO2 oder Propan um. Sie schädigen die Ozonschicht nicht und haben nur einen geringen oder gar keinen Einfluss auf den Treibhauseffekt.

Obwohl die leichte Entflammbarkeit natürlicher Kältemittel oft diskutiert wird, lässt sich ein Vergleich zum alltäglichen Haushaltskühlschrank ziehen, der ebenfalls einen Kohlenwasserstoff (Isobutan) als Kältemittel verwendet. Dies verdeutlicht, dass die Technologie von Wärmepumpen auf Basis von Propan R290 absolut sicher beherrschbar ist.