Kältemittel

Im Dampfkompressionszyklus, muss das Kältemittel mehrere (und manchmal widersprüchliche) Anforderungen erfüllen:

1. Das Kältemittel muss im flüssigen und dampfförmigen Zustand chemisch stabil sein.
2. Kältemittel für HVAC-Anwendungen müssen nicht brennbar und von geringer Toxizität sein.
3. Schließlich müssen die thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels den für die Anwendung erforderlichen Temperatur- und Druckbereichen entsprechen

Die Produktion von FCKW-Kältemitteln wurde in den Vereinigten Staaten und den meisten anderen Industrienationen gemäß dem internationalen Abkommen von 1996 eingestellt. Während es immer noch Kühlgeräte gibt, die FCKW-Kältemittel verwenden, ist in den Vereinigten Staaten derzeit keine neue Hardware verfügbar, die diese Kältemittel verwendet.

Die Forscher fanden heraus, dass eine Änderung der chemischen Zusammensetzung von FCKW, bei der ein oder mehrere Chlor- oder Fluoratome durch ein Wasserstoffatom ersetzt werden, zu einer erheblichen Verkürzung der Lebensdauer von Molekülen und damit zu einer Verringerung der negativen Auswirkungen auf die Umwelt führen kann. Diese neuen Verbindungen, sogenannte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFCs), werden derzeit in Kühl- und Klimaanlagen sowie in Systemen mit R-22 und R-123 verwendet.

Während H-FCKW die potenzielle Umweltschädlichkeit von Kältemitteln in der Atmosphäre verringerten, wurde das Schadenspotenzial noch nicht vollständig beseitigt. Auch hier ist in Übereinstimmung mit einer internationalen Vereinbarung für den Zeitraum 2010–2020 der Austausch dieser Kältemittelklasse für die Installation neuer Geräte geplant, mit einem vollständigen Stopp der Herstellung und des Imports bis 2030, wie in Tabelle 1.1 dargestellt.

Die dritte Klasse von Kältemitteln, sogenannte Fluorkohlenwasserstoffe (HFC), ist nicht durch internationale Verträge geregelt und gilt zumindest vorübergehend als die harmlosesten Verbindungen und wird heute häufig in HVAC-Kühlsystemen verwendet.

Bei der Kühlung und Konditionierung der Geräte findet derzeit ein Wandel bei der Verwendung von Kältemitteln statt. R-22 war das Arbeitspferd für Kolben Kompressor HVAC-Systeme. Führender Ersatz für R-22 in neuen Geräten, R-410A und in geringerem Maße R-407C, bei denen es sich jeweils um Mischungen von HFC-Verbindungen handelt.

R-134A, HFC-Kältemittel, das im Überdruckkompressorsystem verwendet wird. Mindestens ein Hersteller verfügt weiterhin über einen Unterdruck-Radialkompressor für Wasser Chiller mit R-123 (H-FCKW), es wird jedoch erwartet, dass bis 2010 die Produktion neuer Unterdruckkühler mit H-FCKW eingestellt wird. Dieselben Hersteller vermarkten bereits Überdruck-Radialkompressoren mit R-134A (obwohl ein Hersteller derzeit den Verkauf außerhalb der Vereinigten Staaten einschränkt, da in vielen Ländern, insbesondere in Europa, der Ersatz von H-FCKW beschleunigt wurde).

Basierend auf der durchschnittlichen Lebensdauer des Wasserkühlers von 20 bis 25 Jahren (siehe Kapitel 8) und den in Tabelle 1.1 gezeigten Diagrammen zum Austausch des H-FCKW-Kältemittels sollten Besitzer den Kauf neuer R-22-Kühler vermeiden. Nach 2005 sollten Besitzer den Kauf neuer Kältemaschinen mit R-123 vermeiden.

Der ASHRAE-Standard 34-1989 klassifiziert Kältemittel nach ihrer Toxizität (A = ungiftig und B = Nachweis der Toxizität definiert) und ihrer Entflammbarkeit (1 = keine Flammenausbreitung, 2 = geringe Entflammbarkeit und 3 = hohe Entflammbarkeit). Somit fallen alle Kältemittel unter eine der sechs Sicherheitsgruppen A1, A2, A3, B1, B2, B3 oder. Für Kälte- und Klimaanlagen sollten nur A1-Kältemittel in Betracht gezogen werden. Gegeben in der Tabelle 1.2 Sicherheitsgruppe Klassifizierung von Kältemitteln weit verbreitet in HVAC-Anwendungen...