Kühlmittel Klimaanlage

r Autoklimaanlagen des US-Herstellers Honeywell. Das bisher eingesetzte und umweltbelastendere Kühlmittel R134a soll durch die Chemie ersetzt werden, zunächst in neuen Fahrzeugen und später in allen PKW.

Allerdings ist das Modell 1234yf sehr umstritten: Es gibt neben einer hellen Sommerblume auch Fotos von einer kräftig geätzten Schweinshachse und Reportagen über das "Killer-Kühlmittel" oder das "klassifizierte Kühlmittel". In der Auseinandersetzung um das Produkt W1234yf geht es um eine hochgiftige Substanz, die das neue Kühlmittel bei hoher Wärme oder Luftfeuchtigkeit bildet: Es ist jedoch nicht einfach, die Frage zu klären, welche Risiken das neue Material für Personen und Rettungskräfte bei Unfällen aufzeigt.

Nicht einmal die Berufsfeuerwehren sind sich einig: Die Berufsgenossenschaft Berufsfeuerwehr verlangt ein Sperrzeichen von R 1234yf. Olaf Reichelt, Mitglied des Vorstands des Verbandes, bemängelt, dass die Automobilhersteller und die Automobilindustrie nicht genügend über die Risiken informieren. Im Gegensatz dazu sieht sich der DfFV " ganzheitlich " aufgeklärt und kommt zu dem Schluss, dass das Mischgut für die Rettungsdienste kein höheres Sicherheitsrisiko birgt als das bisher verwendete Kühlmittel.

Nichtsdestotrotz mahnt er: "Die grösste Gefährdung liegt vor, wenn sich der Werkstoff 1234yf entflamm. "Eine Autoklimaanlage enthält ungefähr zwischen 800 und 1000 g Kühlmittel. "Mit einer so großen Stückzahl kann es für Bewohner oder Rettungspersonal eine Gefährdung darstellen", sagt der BAM-Prüfer. In ihrem sicherheitstechnischen Datenblatt für 1234yf hatte der Produzent selbst zunächst darauf verwiesen, dass zur Bekämpfung von Bränden Chemikalienschutzanzüge zu tragen sind, wie Olaf Reichelt vom Fachverband der Freiwilligendienste betonte.

Klimatisierung von Gebäuden in Deutschland

Die Bundesrepublik Deutschland befindet sich in der gemässigten Klimazone. Der Kältebedarf ist aufgrund der durchschnittlichen Jahrestemperaturen um zehn Prozent beherrschbar und daher für Wohngebäude auf wenige warme Sommertage beschränk. Im Vergleich zu Klimatisierungssystemen sind Rollläden im Außenbereich oft die wirtschaftlichere und leistungsfähigere Alternative für ein behagliches Innenraumklima. Aufgrund der strukturellen Gegebenheiten (hoher Glasgehalt, keine oder ungenügende Beschattung) und der erhöhten Innenlasten ist der Bedarf an Klimatisierung deutlich höher.

Im Gegensatz dazu ist etwa die Hälfe der Büro- und Verwaltungs- gebäude mit einer Klimaanlage ausgerüstet (Bettgenhäuser et al. 2011). Klimasysteme, die nach dem Verdichtungsprinzip arbeiten, verschmutzen das Raumklima neben den CO2-Emissionen auch mit Treibhausgasemissionen. Bei den Kältemitteln handelt es sich um teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFC), die entweder als reine Stoffe oder als Substanzgemische (Mischungen) eingesetzt werden.

Beim Verdampfen der Kühlmittel in einem abgeschlossenen Regelkreis wird dem Wohnraum durch mechanische Verdichtung und anschließende Flüssigkeitsverflüssigung (Kondensation) Energie entnommen und an die Umwelt abgegeben. Dabei wird die Wärmemenge reduziert. Anschließend wird das Flüssigkältemittel über eine Drosselklappe freigegeben und wieder verflogen, wobei der Stromkreis geschlossen wird. Im Jahr 2010 betrugen die HFC-Emissionen aus der ortsfesten Raumlufttechnik in Deutschland 405 t, was 717.400 t CO ²-Äquivalenten ausmacht.

Die HFC-Mischungen R407C und R410A werden hauptsächlich in geteilten Klimaanlagen (Mono- und Multisplit- oder VRF-Anlagen; VRF: variable Kältemittelmassenströme) eingesetzt. Sie besteht aus einem Außenteil, das Verdichter und Verflüssiger beinhaltet, und einem oder mehreren Innenteilen (Verdampfern), die durch Kühlmittelleitungen untereinander in Verbindung stehen. Allerdings kühlen diese Gerätetypen Zimmer weit weniger wirkungsvoll als Split-Klimageräte, da die dem Zimmer entnommene Abwärme über einen Rohr nach außen geleitet wird.

Dadurch entsteht ein negativer Druck, bei dem die erwärmte Raumluft von außen in den Innenraum strömt. Werden Abluftschläuche nicht durch ein Wandloch, sondern durch ein geöffnetes Sichtfenster geleitet, ist die Kühlwirkung sehr niedrig. Für größere Kühlleistungsanforderungen (ab ca. 50 kW) werden Zentralsysteme mit Kältemaschinen mit R407C und R4010A als Kühlmittel eingesetzt.

Sie enthalten als Kühlmittel die Bezeichnung S134a. Die Wärmeabfuhr des erzeugten Kaltwassers aus den Räumlichkeiten erfolgt entweder unmittelbar, z.B. durch Ventilatorkonvektoren oder Komponentenansteuerung, oder mittelbar über eine Lüftungsanlage, bei der kühle Raumluft über ein Kanalnetz in die Räumlichkeiten eingelassen wird. Seit 2012 ist in Indien eine Monosplitanlage mit dem Kühlmittel Propan (R290) auf dem indischen Festland erhältlich, die mit Hilfe der GIZ (Deutsche Vereinigung für Technische Zusammenarbeit) erarbeitet wurde.

Die Verwendung von fossilen Brennstoffen in Multisplit- oder VRF-Systemen, in denen eine Verknüpfung zwischen Kältemitteltragenden Bauteilen und Aufenthaltsräumen (Wohnungen, Büros) hergestellt wird, ist aus sicherheitstechnischen Gründen wegen der höheren Abfüllmengen nicht zulässig. Ein VRF-System mit dem Kühlmittel Kohlendioxid auf R744 ist seit neuestem erhältlich, aber mit einem Leistungskoeffizienten von 2,5 arbeitet es nicht so gut wie die HFC-Standardvariante in energetischer Hinsicht.

Alternativ zu den Multisplit- oder VRF-Systemen können jedoch auch Zentralsysteme eingesetzt werden, die aufgrund der indirekt kalten Versorgung über kaltes Wasser mit einer Vielzahl von natürlichen Kältemitteln wie R290 oder R717 (Ammoniak) ausgestattet werden können. Aufgrund seiner vorteilhaften thermophysikalischen Eigenschaft wird Ammoniak vor allem in Großanlagen wie am Standort Stuttgart oder am Bahnhof Berlin Ost eingesetzt.

Zusätzlich zu den Verdichtungskühlern mit natürlichem Kühlmittel stehen auch sorptionsbasierte Einheiten (Desorptions- und Adsorptionskältemaschinen) zur Verfügung. Sie werden durch thermische statt durch elektrische Energien mittels Thermokompression betrieben. Das Kühlmittel für Klimaanlagen wird mit Hilfe von Trinkwasser betrieben. Eine (!) Abwärmequelle von 65 Graden reicht bereits für den Betreiben einer Absorptionskälteanlage aus, so dass diese auch für den Antriebe durch Solarthermie geeignet sind.

Zusätzlich zur Komfort Klimatisierung in Wohn- und Geschäftsgebäuden gibt es auch einen Bedarf an Klimatisierung in anderen Bereichen oder Gebäude, wie Reinräumen, Labors oder Rechenzentren, die durch die dargestellten Technologien abgedeckt wird. Die Verwendung von Systemen mit natÃ?rlichen KÃ?ltemitteln wie Ammoniak oder Kohlenwasserstoffen ist in diesen Anwendungsbereichen möglich. In der Untersuchung des ILK Dresden (Institut für Luft- und Kältetechnik GmbH ) werden mit dem TEWI-Ansatz die Klimawirkungen von Kälteanlagen in der gewerblichen Gebäudeklimatisierung und Prozesskühlung verglichen.

Auf der Grundlage von Simulationsberechnungen konnten die Verfasser nachweisen, dass Kälteanlagen mit halogenfreiem, natürlichem Kältemittel wesentlich klimaschonender arbeiten als HFC-Anlagen, da diese einerseits energiesparender sind und andererseits keine oder nur geringfügige, klimarelevante Direktemissionen (Kältemittelemissionen) haben. Zusätzlich zum Betriebsvergleich, der auch sorptionsfähige Kühlsysteme (z.B. Absorptionskälteanlagen) umfasst, wird auch der Kältebedarfsanteil in den Anwendungsbereichen Gebäudeklima und industrielle Kältetechnik bestimmt, der durch wärmegetriebene Kühlsysteme anstelle von Kompressionskälteanlagen abgedeckt werden kann.

Bei Nutzung von Solar- oder Abwärmenutzung sind Absorptionskältemaschinen besonders energiesparend und haben die niedrigsten Treibhausgas-Emissionen aller in der Untersuchung betrachteten Systeme.