Synthetische Kältemittel
Hierbei handelt es sich um künstlich hergestellte Kältemittel (Halogenkohlenwasserstoffe). Über die Jahre wurden die Kältemittel konsequent weiterentwickelt, um sie hinsichtlich Leistung, Nachhaltigkeit und Preis zu verbessern. In der Vergangenheit wurden bereits auf dem Markt gebräuchliche Kältemittel durch neuere, weiterentwickelte Varianten mit teils anderer Zusammensetzung ersetzt. Zudem wurden verschiedene Kältemittel in Kältemittelgemischen vereint.
Wichtige Messgrößen: GWP, ODP und TEWI
Das Erderwärmungspotential GWP (Global Warming Potential / Greenhouse Warming Potential) ist eine der wichtigsten Messgrößen zur Beurteilung von Kältemitteln. Die GWP-Angabe beschreibt den relativen Beitrag zum Treibhauseffekt. Mit dem GWP wird das Treibhauspotential eines Stoffes im Gegensatz zur gleichen Masse CO2 dargestellt. Der GWP-Faktor macht also eine Aussage darüber, wieviel Mal stärker im Vergleich zu CO2 der Beitrag des jeweiligen Kältemittels zum direkten Treibhauseffekt ist – über einen Zeithorizont von 100 Jahren betrachtet. Je geringer das GWP, umso geringer ist das Gefährdungspotential für die Umwelt.
Das ODP (Ozone Depletion Potential) gibt die ozonzerstörende Wirkung eines Kältemittels an. Der dimensionslose ODP-Wert beschreibt den relativen Effekt des Abbaus der Ozonschicht, der durch einen Stoff ausgelöst werden kann. Referenz für den ODP-Wert 1 ist die Substanz Trichlorfluormethan (R-11). Werte über 1 sind also stärker ozonabbauend, Werte unter 1 weniger ozonabbauend als R-11.
Der TEWI (Total Equivalent Warming Impact) berücksichtigt die Summe der direkten und indirekten Emissionen der Treibhausgase über die Betriebszeit einer Anlage. Unter den direkten Emissionen wird der GWP-Beitrag des Kältemittels bei Undichtigkeiten und Anlagenentsorgung verstanden. Indirekte Emissionen bezeichnen den Beitrag der CO2-Emissionen, die sich aus dem Energieverbrauch zum Betrieb der Anlage ergeben. Je stärker die Kältemittelfüllmengen bzw. mögliche Kältemittelverluste minimiert werden, umso geringer ist der Einfluss des GWP auf den TEWI.
Was ist was? Wichtige Definitionen und Begriffe
FCKW: Vollhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (z.B. R-11, R-12, R-13). Sie sind chemisch sehr stabil und erreichen daher nach einigen Jahren unverändert die Stratosphäre. Da sie zur Zerstörung der Ozonschicht führen, wurden im Zuge des FCKW-Ausstiegs in den 1990er-Jahren fast alle ozonabbauenden Kältemittel verboten und durch teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) ersetzt.
H-FCKW: Enthält zusätzlich Wasserstoffatome, die für einen schnelleren Abbau sorgen. Diese Kältemittel sind chemisch nicht so stabil wie FCKW. Seit 2015 gilt jedoch auch für diese Kältemittel (z.B. R-22, R-123) ein generelles Verbot.
HFKW: Hierbei handelt es sich um chlorfreie Kältemittel, die die Ozonschicht zwar nicht angreifen, aber trotzdem zum Treibhauseffekt beitragen. Beispielsweise ist das heute in stationären Klimaanlagen gebräuchliche R-410A mit einem GWP-Wert von 1.725 sehr klimaschädlich und sollte nie in die Umwelt entweichen.
Zeotrope Kältemittel bestehen aus einem Gemisch verschiedener Kältemittel, die bei jeweils gleichem Druck und unterschiedlicher Temperatur verdampfen und sich verflüssigen. Das heißt: Die Zusammensetzung von Flüssigkeit und Dampf ist hier immer unterschiedlich und die Tau- und Siedekurve berühren sich in keinem Punkt.
Azeotrope Kältemittel sind Gemische, deren Tau- und Siedekurven sich in mindestens einem Punkt berühren. Hier ist die Zusammensetzung in Dampf und Flüssigkeit also immer gleich.
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