Was sind Kältemittel? Das sind spezielle Flüssigkeiten. Sie werden in Klimaanlagen und Kühlschränken verwendet. Das Kältemittel erfährt Phasenänderungen von flüssig zu gasförmig, wenn es Wärme absorbiert, und zurück zu flüssig, wenn der Kompressor das Gas komprimiert. Die Auswahl des idealen Kältemittels basiert auf thermodynamischen Eigenschaften. Es muss nicht ätzend, sicher, ungiftig und nicht brennbar sein.
Eine kurze Geschichte der Kältemittel
Der belgische Wissenschaftler Frederic Sworths leistete Ende der 1890er-Jahre Pionierarbeit bei der Synthese von FCKW. Seine Entdeckung erfolgte nach dem Ersatz von Chlorid in Tetrachlorkohlenstoff durch Futurid für die Synthese von CFC-11 und CFC-12. In den späten 1920er Jahren verbesserte Thomas Midgley Jr. den Syntheseprozess und stellte die Verwendung von FCKW als Kältemittel in Frage, um das damals übliche Ammoniak, Chlormethan und Schwefeldioxid zu ersetzen.
Sie waren schädlich, brennbar und manche sogar giftig. Das ÜblichsteDas Kältemittel war ein FCKW namens Freon – DuPonts Markenname für den „R-12“-Kühlschrank. Nach den Anforderungen der 30er Jahre des letzten Jahrhunderts schienen diese Kältemittel ideal, wissenschaftlich fundiert und sicherer, nicht korrosive Gase und billig in der Herstellung.
Erst in den 1970er Jahren wurde festgestellt, dass Chlormoleküle die Ozonschicht vollständig zerstören und verboten wurden. In den 1970er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass das Kältemittel Ammoniak das Eindringen von Infrarotstrahlen in sie stört, da sie sich in der Atmosphäre ansammeln und eine Wärmeübertragung verursachen, die zum Klimawandel führt, weshalb diese Verbindung verboten wurde.
In den 1990er und 2000er Jahren wurden CFCs durch HCFCs (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) ersetzt, und das häufigste HCFC ist "R-22", das viel weniger verheerende Auswirkungen auf Ozon hatte, aber immer noch gefährlich war. Um das Problem des Ozonabbaus zu lösen, entwickelten Wissenschaftler HFKW, die kein Chlor enthielten. Später stellten sie jedoch fest, dass HFC immer noch die Umwelt durch Treibhausgase schädigt.
Moderne Kältemedien
Die Europäische Kommission hat angeordnet, dass das Kältemittel R134A nicht für zertifizierte Personenkraftwagen verwendet werden darf, die in der Europäischen Union verkauft werden. Dieses Mandat war ursprünglich für den 1. Januar 2011 vorgesehen. Da das neue Kältemittel jedoch noch nicht für den allgemeinen Markt verfügbar war, wurde diese Frist bis zum 1. Januar 2013 verlängert.
Ab Januar 2017 alle neu registriertFahrzeuge mussten ein alternatives Kältemittel verwenden. Im Jahr 2018 verwenden nur 60 % der neuen in Europa hergestellten Personenkraftwagen ein sicheres Kältemittel. Fahrzeuge, die außerhalb der Europäischen Union verkauft werden, verwenden weiterhin R134A oder ein noch gefährlicheres Kältemittel.
Hauptarten von Kältemitteln:
- FCKW - Fluorchlorkohlenwasserstoffe.
- HCFC – HydroChloroFluoroCarbons.
- HFKW – Fluorkohlenwasserstoffe.
Allerdings wurden oder werden sie aufgrund von Umwelteinflüssen alle in naher Zukunft ersetzt. HFO-Kältemittel beginnen nun, FCKW zu ersetzen, da sie ein viel geringeres Treibhauspotenzial haben und das Ozon nicht abbauen, obwohl einige hochentzündlich sind. Aktuell kommt die 4. Generation von Kältemitteln auf den Markt, die hervorragende thermodynamische Eigenschaften haben und umweltfreundlich sind.
Auswahl einer Alternative für R12
R12-Kältemittel wird in Kälteanwendungen immer noch häufig verwendet. Tatsächlich war es sehr schwierig, eines zu finden, das dieses universelle Kältemittel unter Betriebsbedingungen ersetzen konnte. R134A ist für diese Zwecke am besten geeignet.
Vergleich von R134A und R12:
- Die Kapazität bei -7°C Verdampfertemperatur ist für beide Kältemittel gleich, und unter -7°C, wenn R12 durch das Kältemittel r134A ersetzt wird, kommt es zu einem erheblichen Verlust der Kühlwirkung. In solchen Fällen wird empfohlen, anstelle von R134A Kältemittelgemische zu verwenden. Freon 134 kann auch für niedrige Temperaturen verwendet werdenSituationen.
- Die Wärmedurchgangskoeffizienten für R134A sind höher als für R12. Liegen sie in der gleichen flüssigen Phase vor, ist der Wärmeübergangskoeffizient des Kältemittels R134A um 27–37 % höher, in der Gasphase um 37–45 % höher. Wenn sie in zwei Phasen vorliegen, flüssig und gasförmig, ist der Wärmeübergangskoeffizient für R134A im Verdampfer um 28 % bis 34 % und im Kondensator um 35 bis 41 % höher.
- Die Kühlwirkung von R134A ist etwa 22 % höher als die von R12. Somit liegt der erforderliche Massenstrom von R134A pro Tonne Kälte um etwa 18 % unter dem von R12. Dies bedeutet, dass für eine gegebene Kapazität der Kälteanlage die erforderliche Menge davon 18 % geringer ist als bei Verwendung von R12. Das heißt, dass in allen Geräten, in denen R12 durch Freon 134 ersetzt wird, die Kältemittelmenge, die eingefüllt werden sollte, geringer als R12 ist. Das spezifische Volumen von R134A ist jedoch etwas größer als das von R12, sodass bei gleicher Kältemittelmenge das von R134A eingenommene Volumen größer ist als das von R12.
- Die Erhöhung der Kühlwirkung von R134A wird durch eine Erhöhung seines spezifischen Volumens kompensiert. Daher sollte R134a in modifizierten Systemen 5–10 % weniger als R12 eingefüllt werden.
R12 auf R134A umstellen
Einige frühe Installationen verwendeten Ammoniak als Kältemittel. Die meisten modernen Autos, die vor 1995 gebaut wurden, verwendeten jedoch den R12. R12 war ein technologisch fortschrittliches und effizientes ic2-Kältemittel, wurde jedoch später als ozonabbauendes Gas entdeckt und seine Produktion und Verwendung war eingeschränkt.
Nach 1995 wurde es durch das R134A ersetzt, und das ist es immer nochin vielen Autos verwendet. Wenn der Haush alt ein altes Auto mit einer R12-Klimaanlage hat, dann haben Autofahrer große Probleme, eine solche Anlage im Falle von Undichtigkeiten oder Wartungsarbeiten wieder aufzufüllen. Die Industrie begann mit der Herstellung spezieller Adapter, wonach die Umstellung des Systems auf R134A einfach wurde.
Änderungen am Kühlsystem
Um R12 auf R134A umzustellen, müssen nur wenige kleine Änderungen an der Anlage vorgenommen werden. Glücklicherweise arbeitet der im alten R12-System verwendete Kompressor immer noch mit dem Kältemittel R134A und ist genauso effizient. Kondensator und Verdampfer sind nur Wärmetauscher, müssen also auch nicht ausgetauscht werden, um ein anderes Kältemittel zu betreiben.
Eine der Komponenten, die ausgetauscht werden müssen, ist der Trockner. Das letzte Element des Systems, das geändert werden muss, sind die Druckanschlüsse. Das R134A verwendet verschiedene Anschlüsse für die Systembefüllung und Druckmessung, sodass die alten R12-Anschlüsse entfernt und ersetzt oder durch Adapter ergänzt werden müssen. Entfernen Sie nach dem Kauf der erforderlichen Ausrüstung das alte Kältemittel und Öl. Bei der Installation eines neuen ic2-Kältemittels muss auch R134A-kompatibles PAG-Öl hinzugefügt werden, um den Kompressor geschmiert zu h alten.
Nach der Umstellung einer Anlage von R12 auf R134A ist es wichtig, den Anlagendruck einige Tage lang zu prüfen, um sicherzustellen, dass alles ordnungsgemäß funktioniert. Wenn im System kleine Lecks festgestellt wurden, tragen Sie Red Angel A/C Stop Leak zum Abdichten aufsystem.
Kältemittel sind sicherer als Freon
Das jahrzehntelang verwendete HCFC R-22 ist nicht so gut für die Umwelt, wie Experten einst dachten. Die Environmental Protection Agency arbeitete daran, das Kältemittel auslaufen zu lassen und es schließlich vollständig zu verbieten. Der Ausstieg aus R-22 begann 2010. Bis 2020 wird die Verwendung des Kältemittels stark eingeschränkt und bis 2030 vollständig verboten.
Die derzeit umweltfreundlichsten Kältemittel auf dem Markt sind "R-290" und "R-600A". Sie sind HCs oder Kohlenwasserstoffe und ihre chemischen Namen sind „Propan“für R-290 und „Isobutan“für R-600A. Sie sind 100 % halogenfrei, haben kein Ozonabbaupotential und sind am wenigsten gefährlich in Bezug auf eine mögliche globale Erwärmung. Sie sind auch sehr energieeffizient, aber leicht entzündlich, da sie Kohlenwasserstoffe sind. Derzeit sind die "grünsten" Kältemittelarten R134A, R-407C, R-410A. Die Hersteller dieser Kältemittel behaupten, dass die Stoffe absolut sicher sind.
Zylinder mit Freon R134A
Mit der Entdeckung der schädlichen Auswirkungen von CFC- und HCFC-Kältemitteln auf die Ozonschicht wurde diese Gruppe weithin als Ersatz verwendet. Das Kältemittel im R134A-Kühlschrank ist Fluorkohlenwasserstoff (HFC), der kein Ozonabbaupotential und wenig bis keinen Treibhauseffekt hat.
Kältemittel R134Aist eine chemische Verbindung Tetrafluorethan, bestehend aus zwei Kohlenstoffatomen, zwei Wasserstoffatomen und vier Fluoratomen. Seine chemische Formel ist CF3CH2F. Das Molekulargewicht des Kältemittels R134A beträgt 133,4 und sein Siedepunkt 26,1 °C. R134A ist nicht brennbar und nicht explosiv, hat eine normale Toxizität und eine gute chemische Stabilität, etwas hohe Affinität zu Feuchtigkeit.
R134A ist R12 in den allgemeinen physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften sehr ähnlich. Daher gilt es als ausgezeichneter Ersatz. Die Eigenschaften von R134-Kältemitteln sind wie folgt:
- Selbstentzündungstemperatur - 770 °C.
- Ozonabbaurate - 04.
- Löslichkeit in Wasser 0,11 Gew.-% 25 C.
- Kritische Temperatur - 122 °C.
- Farbcode: hellblau.
- Treibhauspotential (GWP)1200.
- Kältemitteltemperatur, Siedepunkt -26,1 °C.
Thermodynamische Eigenschaften von R-407C
Entspricht in seinen Eigenschaften den Eigenschaften von R-22. R-407C ist ein gängiger Kältemittelersatz für diejenigen, die R-22-Geräte aufrüsten möchten. Das Gemisch aus Fluorkohlenwasserstoffen umfasst Pentafluorethan, Difluormethan und 1,1,1,2-Tetrafluorethan. Ein weit verbreitetes alternatives Kältemittel, das in kompakten Klimaanlagen und bürstenlosen Abscheidesystemen sowie in leichten Klimaanlagen und Direktverdampfungssystemen in Wohn-, Gewerbe- und Industrieanwendungen beliebt ist. R-407C funktioniert auch in Kühlsystemen mit mittlerer Temperatur und in vielenneue Geräte.
Neue Geräte, die Stickstoff als H alteladung verwenden, funktionieren aufgrund der Verwendung von ätherischem Polyolöl am besten mit R-407C. Während neue Geräte und Kühlsysteme am häufigsten vorkommen, kann R-407C bei einigen R-22-Systemen aufgerüstet werden, wenn ein Ölwechsel in das Verfahren einbezogen wird. Diese Alternative zu Freon gilt aufgrund ihres Null-Ozonabbaupotentials als umweltfreundlich.
Ozonabbaupotential R-404A
Es ist 0 in diesem Kältemittel, genau wie R-407C und R-134A. Es wird häufig für Kühlsysteme verwendet, die -45 °C bis 15 °C benötigen. Es ist aufgrund seines breiten Betriebstemperaturbereichs am nützlichsten in kommerziellen und industriellen Transportanwendungen. Es ist dem R-22 sehr ähnlich und bietet eine bessere Leistung. Da R-404A nicht schnell auf Luft oder Wasser reagiert, gilt es für viele Anwendungen als sicher. Es ist außerdem nicht brennbar, farb- und geruchlos.
Wie bei jedem Kältemittel sollten Benutzer jedoch immer geeignete Vorkehrungen treffen, um sich zu schützen. Direkter Kontakt mit R-404A kann immer noch Erfrierungen verursachen, und übermäßige Einwirkung von Feuer oder Hitze kann dazu führen, dass der Behälter platzt. R-404A ist weit verbreitet und in Geschäften erhältlich, die auf die Bereitstellung von Heiz- und Kühlprodukten spezialisiert sind.
Eine Mischung aus zwei Fluorkohlenwasserstoff-Kältemitteln, Difluormethan und Pentafluorethan, istein Neozonen abbauendes Kältemittel, das eine bessere Energieeffizienz als R-22 und R-407C bietet und in seiner Formulierung kein Chlor verwendet. Es gilt aufgrund seines höheren Drucks und seiner Kühlleistung als besser geeigneter Ersatz für R-22.
Funktion R-410A
Wenn sich Benutzer für den Kauf von Geräten entscheiden, die R-410A verwenden, ist der Vorgang normalerweise recht einfach. Tatsächlich stellen viele Hersteller von Klimaanlagen und Kälteanlagen Geräte speziell für die Verwendung mit R-410A her. Obwohl es in gewerblichen Kühlgeräten, Klimaanlagen und Kühlschränken am beliebtesten ist, ist es wichtig zu beachten, dass diese Freon-Alternative nicht in A/CR-22-Geräten funktioniert.
R-410A-Kältemittel haben einen höheren Nenndruck, daher ist ein anderes Manometer erforderlich als das, das normalerweise für R-22 verwendet wird. Das Kältemittel muss in flüssiger Form und nur in kurzen Stößen eingefüllt werden. R-410A wird unter mehreren Markennamen verkauft: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 und Puron. Es ist ganz einfach online und in Fachgeschäften zu kaufen.
Fahrzeugklimatisierung
Eine EU-Richtlinie aus dem Jahr 2006 verlangt, dass alle in der EU verkauften Neufahrzeuge mit Kältemitteln mit niedrigem Treibhauspotenzial (GWP) ausgestattet sind. Das Limit ist auf GWP 150 festgelegt, die YF derzeit bereitstellen kann. Sein Vorteil ist die Eigenschaft der Selbstentsorgung – es zersetzt sich in etwa vollständig in der Atmosphäreelf Tage.
Trotz der Tatsache, dass HFO1234yf als neues Kältemittel akzeptiert wurde, hatte Deutschland Zweifel. Daimler und einige andere deutsche Hersteller sowie Aufsichtsbehörden h alten YF aufgrund seiner leichten Entflammbarkeit für gefährlich. Als Reaktion darauf genehmigte Deutschland einigen Daimler-Fahrzeugen, entgegen der EU-Richtlinie weiterhin mit R134A zu fahren.
Die Europäische Kommission hat sogar mit rechtlichen Schritten gegen Deutschland gedroht, weil es die neuen Kältemittelemissionsvorschriften nicht vollständig umgesetzt hat. GM und Toyota haben öffentlich ihre Unterstützung für YF zum Ausdruck gebracht und erklärt, dass sie den Stoff für sicher h alten.
Kosten neuer Systeme
Die zusätzlichen Kosten für das neue YF-Kältemittel liegen zwischen 30 und 50 EUR. YF-Systeme sind weniger effizient und erfordern den zusätzlichen Einsatz eines internen Wärmetauschers.
Da die Herstellungsprozesskosten für YF höher sind als für R134A, wird für dieses Produkt für viele Jahre eine Einspeisevergütung erwartet, insbesondere ab 2018, wenn alle neu zugelassenen Fahrzeuge in der Europäischen Union ein Kältemittel verwenden müssen andere als R134A. von R134A.
Preiserhöhung ab 1. Februar 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernisierung des R-22-Systems
Das Ersetzen von R22 durch R134A ist ein ziemlich einfacher Vorgang. Zunächst sollte das volle R22 aus dem System entfernt werden. Dann ist es notwendig, das gesamte Schmieröl aus dem System zu entfernen(die maximale Ölmenge, die im System verbleibt, beträgt 5 % der darin vorhandenen Gesamtmenge). Mineralöl sollte durch synthetisches Esteröl ersetzt werden. Der Trockner und der Ölfilter sollten ebenfalls ersetzt werden.
Die im System benötigte R134A-Menge beträgt 90 bis 95 % R22. An Systemen, die mit R134A aufgerüstet wurden, sollten Etiketten angebracht werden, die das neue Kältemittel und Schmieröl beschreiben. Obwohl der Prozess einfach ist, ist es wichtig, ihn sorgfältig durchzuführen. Reste von R-22 im System können zu Kreuzkontaminationen führen. Es für R-22 und R-134A kann das Kühlsystem des Autos weniger zuverlässig machen und den Kompressorkopfdruck auf gefährliche Werte erhöhen, was zu einem vollständigen Systemausfall führt. Außerdem erfordert R-134A eine spezielle Ölmischung - Polyarylen.
1987 wurde das Montrealer Protokoll angekündigt, das in vielen Ländern ein internationales Abkommen zur Bekämpfung der beschädigten Schicht der O-Zone darstellt. Eine seiner Initiativen war der weltweite Ausstieg aus FCKW. 1994 beendeten die USA die Verwendung von R-12 in der Automobilindustrie. R-12 wurde durch die HFKW-Alternative R-134a ersetzt. Im Jahr 2010 gaben die USA im Rahmen des Montrealer Protokolls bekannt, dass sie die Verwendung von R-22 in zukünftigen Anwendungen auslaufen lassen würden. Alle neuen Maschinen werden auf HFC R-410A ausgerichtet sein, das kein Chlor enthält.
