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Kältemittel: Wärmetransport in Klimaanlagen

Ein Kältemittel kann Wärmeenergie von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke transportieren. Es unterscheidet sich von einfachen Kühlmitteln dadurch, dass es sich für den aktiven Wärmetransport in einer Kältemaschine eignet. Im Kältekreislauf lässt sich die Temperatur unter Energieeinsatz auf ein Niveau unterhalb der Umgebungstemperatur absenken.

Am Verdampfer nimmt es Wärme auf und geht dabei vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Durch die Kältemittelleitung strömt es zum Kondensator, wo es verdichtet und verflüssigt wird. Dabei gibt es die aufgenommene Wärme ab und fließt mit niedriger Temperatur wieder zurück zur Wärmequelle.

Das Kältemittel ist das Arbeitsmedium für Kälteanlagen und Wärmepumpen. Zu den wichtigsten Eigenschaften eines Kältemittels gehören die hohe Verdampfungsenthalpie und eine hohe kritische Temperatur.

 

 

Viele Substanzen eignen sich als Kältemittel

Als Kältemittel kommen zahlreiche Substanzen zum Einsatz. Deren Eigenschaften bestimmen maßgeblich die Effizienz, Sicherheit und Umweltverträglichkeit der Anlage. Halogenierte Kohlenwasserstoffe besitzen sehr günstige Eigenschaften und sind nicht gesundheitsschädlich. FCKWs und Halone sind allerdings verantwortlich für den Ozonabbau und daher auf Grundlage internationaler Abkommen weltweit nicht mehr in Verwendung. Fluorbasierte FKW können als Ersatz dienen, sind allerdings hochwirksame Treibgase, die ebenfalls große Umweltschäden verursachen. Auch ihre Verwendung ist deswegen stark eingeschränkt.

Ammoniak, Propan oder Butan sind weniger umweltschädlich, aber wegen ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit beziehungsweise der Brennbarkeit und Explosionsgefahr anspruchsvoll in der Handhabung. Natürliche Kältemittel wie Kohlendioxid stellen wiederum größere Herausforderungen für die einfache und energieeffiziente Anwendung.

 

 

Benennung von Kältemitteln

Die Bezeichnung von Kältemitteln erfolgt durch ein R gefolgt von einer Ziffernfolge und angehängten Kurzzeichen zur näheren Bestimmung. So steht R744 zum Beispiel für CO2.

Bei organischen Kältemitteln geben die Ziffern Aufschluss über die Anzahl von Kohlenstoffatomen, Wasserstoffatomen und Halogenen. R135a ist beispielsweise die für Tetraflourethan: Ein Kältemittel in vielen Autoklimaanlagen. Aufgrund des hohen Treibhauspotenzials soll zukünftig ein anderes Kältemittel zum Einsatz kommen. Ein Kandidat ist Tetraflourpropen oder R1234yf.

 

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