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Was sind Kältemittel?
Ein Kältemittel kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, dessen Funktion in der Übertragung von Wärme von einem System auf ein anderes liegt. Durchgeführt werden kann diese Art der Energieübertragung über den Austausch latenter Wärme (Verdunstung, Kondensation) und/oder über den Austausch sensibler Wärme (Erwärmung, Abkühlung).
Flüssigkeiten dieser Art können jedoch auch bei anderen Anwendungen eingesetzt werden: Basierend auf Marktanforderungen werden neue Formeln von Kältemitteln entwickelt, die z. B. als Blähmittel für die Herstellung von Schaumstoffen und Aerosolen verwendet werden oder aber als Ersatzprodukte für bestimmte andere Substanzen, die nicht mehr verwendet werden dürfen.
Was ist der Unterschied zwischen primären Kältemitteln und Wärmeträgerflüssigkeiten?
Der Anwendungsbereich von Primärflüssigkeiten liegt in Kompressionskältekreisläufen, in denen die Phasen von Kompression, Kondensation, Expansion und Verdunstung ablaufen; sie sind daher direkte Expansionsflüssigkeiten, da sie direkt in die zu kühlende Vorrichtung verdunsten. .
Wärmeträgerflüssigkeiten sind ungefährliche Flüssigkeiten, die den Wärmeaustausch mit den Primärflüssigkeiten übernehmen: Sie geben die Kälte an weitläufig dimensionierte Kreisläufe ab und sorgen somit für optimierte Kosten und Sicherheit, da sie die Menge der zirkulierenden Primärflüssigkeiten verringern und somit das Unfallrisiko senken.
Die gängigen primären Kältemittel zählen zu der Familie der halogenierten Kohlenwasserstoffe; bei dieser Form der Kohlenwasserstoffe werden einige Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt (Chlor und Fluor. Zu dieser Familie gehören sowohl die FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), die HFCKW (teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe) als auch die HFKW (teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe). Neben den halogenierten Kohlenwasserstoffen werden auch einige Kohlenwasserstoffe (Methan, Propan, Butan, etc.), wasserfreies Ammoniak und Kohlenstoffdioxid als primäre Kältemittel verwendet.
Wie werden Kältemittel klassifiziert?
Halogenierte Kohlenwasserstoffe können mit Hilfe entsprechender Kürzel gemäß der Nomenklatur ASHRAE (amercian Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers) eindeutig bestimmt werden. ASHRAE ist ebenso wie AHRI (Air-Conditioning and Refrigeration Institute) keine Normungseinrichtung zur Definition der Spezifikationen von Kältemitteln, stellt jedoch einen weltweit von Kältemittel-Unternehmen anerkannten Referenzrahmen zur Identifizierung entsprechender Kältemittel dar.
Kältemittel werden in aller Regel mit dem Buchstaben R und drei darauffolgenden Ziffern bezeichnet: z. B. R 134, R 404
Die erste Ziffer entspricht der um eine Einheit verringerten Anzahl der in dem Molekül enthaltenen Kohlenstoffatome; die zweite Ziffer entspricht der um eine Einheit erhöhten Anzahl der in dem Molekül enthaltenen Wasserstoffatome; die dritte Ziffer entspricht der Anzahl der Fluoratome, während sich die Anzahl eventuell enthaltener Chloratome aus der Differenz ergibt, wenn die Gesamtanzahl der Bindungen des Moleküls bekannt ist (entspricht der um zwei Einheiten erhöhten doppelten Anzahl der Kohlenstoffatome).
Ist die erste Ziffer eine 4 oder gar eine 5, so beschreibt das Kürzel ein geotropes (d.h. nicht azeotropes), bzw. azeotropes Kältemittelgemisch.
Für den Fall, dass Doppelbindungen von Kohlenstoff vorhanden sind, gibt eine vierte Ziffer Aufschluss über die Anzahl dieser Bindungen; sie steht vor den anderen Ziffern. Zu guter Letzt weist bei Ethan-Derivaten (erste Ziffer gleich 1) ein Kleinbuchstabe (a, b, ...) nach den Ziffern auf zunehmende Asymmetrie der Moleküle hin.
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