| Ammoniak
und Kohlendioxid: die natÜrliche KÄltemitteln  |
KÄLTEMITTEL
Das Kältemittel ist das “Blut” jeder Kälteanlage.
Es wird in einer Kammer mit niedrigem Druck (und Temperatur) zum Kochen
gebracht und kondensiert in einem anderen Behälter mit hohem Druck.
Bei der Wahl des Kältemittels sind zahlreiche Aspekte zu berücksichtigen.
Wir nennen hier nur einige davon:
- Energieeffizienz.
- Umweltverträglichkeit sowie kurz- und langfristige Auswirkungen auf die Umwelt.
- Wärmeaustauschfähigkeit.
- Spezifische Leistung (das Verhältnis zwischen Kälteleistung und Kältemittelmenge oder –raum).
- Einfache Leckortung und Wartungsfreundlichkeit.
- Weder zu niedrige noch zu hohe Betriebsdrücke.
- Kompatibilität mit den Baustoffen.
- Verfügbarkeit und Kosten.
Ammoniak
Ammoniak ist ein natürliches Kältemittel, das von Anfang
an (Carré, 1859) in Kältemaschinen eingesetzt wurde und
auch heute noch zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Kältemitteln
bietet.
Ammoniak besitzt vor allem einen höheren Wirkungsgrad (C.O.P.). Die
spezifische Leistung ist ebenfalls sehr hoch, wodurch die Abmessungen
der Anlage verringert werden können.
Auf Grund der hocheffizienten Wärmeaustauschleistung können
kleinere Wärmeaustauscher eingesetzt werden.
Ammoniak
kostet nur einen Bruchteil dessen, was Fluorkohlenwasserstoffe kosten,
und obwohl es als toxisches Gas klassifiziert ist, schädigt
es die Umwelt und die Ozonschicht nicht. Außerdem verringert
es die Auswirkungen auf die globale Erwärmung sowohl direkt, weil
es kein Treibhausgas ist, als auch indirekt durch den geringeren Energieverbrauch.
Wenn es in die Umwelt gelangt, wird es wieder in den natürlichen
Stickstoffkreislauf aufgenommen.
Der stechende Geruch von Ammoniak ist ein Sicherheitsfaktor. Denn die
Geruchsschwelle von Ammoniakliegt bei etwa 5 Teilen pro Million (5
ppm oder 0,0005%) und die Erträglichkeitsgrenze bei circa 50 ppm;
bei Werten über 500 ppm besteht Vergiftungsgefahr.
Im Falle eines Lecks ist der Austritt von Ammoniak sofort wahrnehmbar.
Die Abbildung enthält eine Vergleichstabelle der Leitungsquerschnitte bei gleicher Kälteleistung. Die Ammoniak- und CO2-Leitungen sind am leichtesten und erfordern eine geringere Wärmeisolierung.
CO2 in industriellen KÄlteanlagen
CO2 oder Kohlendioxid eignet sich hervorragend als Kältemittel.
Die herausragende Eigenschaft von CO2 ist der hohe Druck, der während
des Betriebs aufgebaut wird. Dies erfordert einerseits robustere Gehäuse
und Anlagen, ermöglicht aber andererseits wegen der höheren
Gasdichte kleinere Rohrabmessungen. Unter Umweltaspekten ist Kohlendioxid
nicht ozonschädlich, wenn es versehentlich austritt oderin die
Umwelt gelangt. Es ist zwar nicht umweltneutral wie Ammoniak, aber
es hat deutlich geringere Auswirkungen auf den Treibhauseffekt als
fluorierte Kältemittel. Außerdem ist Kohlendioxid nicht
toxisch.
Aus wirtschaftlicher Sicht kostet Kohlendioxid etwa ein Zehntel im
Vergleich zu Ammoniak und ein Hundertstel im Vergleich zu Freon.