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Erkenntnisse zu Kältemitteln | Klimaanlagen werden bereits seit langer Zeit mit Kältemitteln betrieben und daran wird sich auch in nächster Zukunft nichts ändern. Soweit derzeit vorhergesagt werden kann, werden Kompressionskälteanlagen bis auf Weiteres die primäre Technologie bleiben. Aus diesem Grund wird der Kältemittelverbrauch angesichts der wachsenden Nachfrage aus den Schwellenländern aller Wahrscheinlichkeit nach ansteigen. In diesem Szenario ist es für die Benutzer immer wichtiger, das für ihre Systeme und Technologien am besten geeignete Kältemittel zu finden.
Aber fangen wir mit den Grundlagen an.
Was ist ein Kältemittel?
Kältemittel sind flüssige Stoffe/Gemische, die in einem Wärmepumpen- und Kühlkreislauf verwendet werden, um einen Raum zu kühlen oder zu heizen. Sie nehmen Wärme auf und geben sie dann in einem anderen Raum ab, indem sie die Phänomene der thermodynamischen Zustandsänderungen nutzen, in denen eine Flüssigkeit in ein Gas umgewandelt wird oder umgekehrt. Kältemittel gehen in der Regel vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über und wieder zurück in den flüssigen Zustand.
Im 20. Jahrhundert war der Einsatz von Fluorkohlenwasserstoff, insbesondere Fluorchlorkohlenwasserstoff, üblich. Diese Stoffe finden jedoch heute aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Ozonschicht immer weniger Anwendung.
Was sind die wichtigsten Aspekte, die bei der Entscheidung für ein Kältemittel zu beachten sind?
Sicherheit, Erschwinglichkeit und Umweltfreundlichkeit sind die wichtigsten Faktoren, auf die nach Meinung der Experten bei Einrichtung eines Systems zu achten ist. Es geht also darum, ein Gleichgewicht zwischen diesen verschiedenen Aspekten und Faktoren zu finden. Natürlich kann es je nach Anwendung unterschiedliche Optionen geben, da es schlicht und ergreifend keine ideale Lösung gibt, die für alle Anwendungen geeignet wäre. Die kürzlich vorgenommenen Änderungen, die mit den neuen internationalen Vorschriften eingeführt wurden, haben jedoch zu einigen interessanten Neuentwicklungen in der Welt der Kältemittel geführt.
Die Klimatechnik-Branche hat sich in den letzten Jahren sogenannten Low-GWP-Kältemitteln, d. h. Kältemitteln mit niedrigerem Treibhauspotenzial, zugewandt. Dieser Trend wird auch in den kommenden Jahren weiter anhalten.
Sowohl nationale als auch internationale Vorschriften gehören zu den wichtigsten Triebfedern für die Förderung von Investitionen in neue Technologien. So mussten HLK-Hersteller Wege finden, um sich den neuen Vorschriften anzupassen.
Erkenntnisse zu Kältemitteln: Daikin Lösungen für neue Bedürfnisse
Im Jahr 2012, als R-410a in den meisten Klimageräten für den Wohnbereich durch R-32 ersetzt wurde, hat Daikin sein Produktportfolio auf R-32 umgestellt. Seitdem engagiert sich Daikin für den Einsatz dieses Low-GWP-Kältemittels und dehnt seine Anwendung auf Angewandte Produkte aus.
In der Tat gilt das Kältemittel R-32 als das derzeit ausgewogenste Kältemittel in Bezug auf Umweltauswirkungen, Energieeffizienz, Sicherheit und Kosteneffizienz für Klima- und Wärmepumpengeräte.
Wir wollen nachstehend untersuchen, inwieweit R-32 den wichtigsten Aspekten gerecht wird, die bei der Auswahl eines Kältemittels zu beachten sind: Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und Sicherheit.
Effizienz
Da R-32 Wärme effizient überträgt, kann es den Stromverbrauch im Vergleich zu R-410A-Geräten deutlich verringern.
Die potenzielle Kühlwirkung von R-32 ist um das 1,5-fache höher als die von R-22 oder R-410A. Auch der jahreszeitenbedingte Leistungsfaktor und Energiewirkungsgrad (SEER) von R-32 ist höher als der herkömmlicher Kältemittel. Und sein Spitzenstromverbrauch ist ebenfalls geringer, was dabei hilft, Stromengpässe in Großstädten in Zeiten hoher Nachfrage zu mildern.
Umweltbelastung
Das Treibhauspotenzial (GWP) von R-32 ist um ein Drittel niedriger als das von R-410A, was sich in einer geringeren Umweltbelastung niederschlägt.
R-32 besitzt einen ODP-Wert (Ozon Depletion Potential = Ozonabbaupotenzial) von 0 und einen GWP-Wert (Global Warming Potential = Treibhauspotenzial) von 675. Die benötigte Füllmenge kann im Vergleich zu R-410A um 30% verringert werden. All dies kann zu einer Senkung der CO2-Emissionen um 76% gegenüber den herkömmlichen Technologien führen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Recyclingfähigkeit. R-32 kann in der Tat leicht recycelt werden, da es sich nicht um ein Kältemittelgemisch handelt. Es kann zum Beispiel bei Wartungsarbeiten aufgefangen und anschließend wiederverwendet werden. Auf diese Weise können die Umwelt besser geschützt und die Vorschriften eingehalten werden.
Sicherheit: Entflammbarkeit
Die Einhaltung der Sicherheitsstandards und Richtlinien für den sicheren Umgang ist die einzige Möglichkeit, Kältemittel unfallsicher zu machen, was darauf zurückzuführen ist, dass Standards einheitliche Praktiken, Technologieanpassung und Rechtskonformität gewährleisten. Es ist also wichtig, dass Kältemittel den internationalen Sicherheitsstandards entsprechen.
Was die Entflammbarkeit betrifft, so teilt die internationale Norm ISO 817:2014 die Entflammbarkeit von Kältemitteln in 4 Kategorien ein.
Klasse 1 (keine Flammenausbreitung), Klasse A2L (gering entzündlich), Klasse 2 (entzündlich) und Klasse 3 (hoch entzündlich).
Das Kältemittel R-32 ist ein Kältemittel der Klasse 2L, die das geringste Risiko unter den 4 Kategorien hat. Sie werden über die Brenngeschwindigkeit definiert, die weniger als 10 cm pro Sekunde beträgt. Hauptmerkmal dieses Kältemittels mit niedriger Brenngeschwindigkeit ist, dass sich die Flammenfront in horizontaler Richtung nicht so schnell ausbreitet, was darauf zurückzuführen ist, dass der verbrennungsbedingte Konvektionsanstieg eine höhere Geschwindigkeit erzeugt als die Brenngeschwindigkeit. Das bedeutet, dass ein Kältemittel der Klasse 2L bei Entzündung nicht explosiv ist, weil sich die Flamme von der Zündstelle aufwärts ausbreitet, während die Ausbreitung in die anderen Richtungen langsamer vonstatten geht.
Außerdem führt Daikin jede Art von Risikobewertung durch, um sicherzustellen, dass sein R-32 Kältemittel für die Endverbraucher absolut sicher ist.
Das Ziel von Daikin
Angesichts des weltweit wachsenden Kühl- und Heizbedarfs sind Kältemittel notwendiger denn je. Da Kältemittellösungen der Vergangenheit zur aktuellen Umweltproblematik beigetragen haben könnten, ist es besonders wichtig, den neuen Herausforderungen mit zukunftssicheren Lösungen zu begegnen. Daikin hat es sich als oberstes Ziel gesetzt, durch einen ganzheitlichen Ansatz während des gesamten Lebenszyklus von Kältemittel und Kälteanlage zur Minderung der Umweltauswirkungen von Kältemitteln beizutragen.