Was sind die wichtigsten Arten von Kältemitteln?

Kältemittel sind das Herzstück der gewerblichen Kältetechnik. Sie sorgen dafür, dass Lebensmittel frisch, Getränke kalt und Produkte in Supermärkten, Restaurants und Lagerhäusern sicher aufbewahrt werden. Die Wahl des richtigen Kältemittels ist jedoch nicht mehr so einfach wie früher. Da neue Umweltvorschriften ältere, weniger umweltfreundliche Optionen schrittweise verbieten, müssen Unternehmen wissen, welche Alternativen es gibt und welche für ihre spezifischen Anforderungen am besten geeignet sind.

Dieser Leitfaden erläutert die Funktionsweise von Kältemitteln, vergleicht die gängigsten Typen, die in gewerblichen Anlagen zum Einsatz kommen, und hilft Ihnen dabei, bei der Modernisierung oder dem Austausch Ihrer Anlage eine fundierte Entscheidung zu treffen.

1. Was ist Kältemittel und wie funktioniert es?

Ein Kältemittel ist ein Kühlmittel, das Wärme aus dem Inneren eines Geräts aufnimmt und nach außen abgibt. Es zirkuliert durch einen geschlossenen Kreislauf und wechselt dabei zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand. Dieser kontinuierliche Kreislauf sorgt dafür, dass das Innere eines Kühlschranks, Gefrierschranks oder einer Klimaanlage kalt bleibt.

So läuft der Vorgang Schritt für Schritt ab:

(1) Das Kältemittel liegt zunächst in flüssiger Form vor und durchströmt eine Expansionsvorrichtung. Durch den plötzlichen Druckabfall kühlt es ab und geht in den gasförmigen Zustand über.

(2) Das gasförmige Kältemittel strömt durch den Verdampfer im Inneren des Geräts. Dabei entzieht es der Luft oder den darin befindlichen Gegenständen Wärme und kühlt so den Raum.

(3) Der Kompressor saugt das Kältemittelgas und die aufgenommene Wärme aus dem Innenraum ab. Er verdichtet das Gas, wodurch dessen Druck und Temperatur ansteigen.

(4) Das heiße Hochdruck-Kältemittel strömt anschließend durch die Kondensatorspulen an der Außenseite des Geräts. Dort gibt es die aufgenommene Wärme an die Umgebungsluft ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.

(5) Das flüssige Kältemittel fließt zurück zur Expansionsvorrichtung, und der Kreislauf wiederholt sich.

2. Wie die Umweltauswirkungen von Kältemitteln gemessen werden

Nicht alle Kältemittel sind hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt gleich. Zur Bewertung werden zwei wichtige Kennzahlen herangezogen.

Ozonabbaupotenzial (ODP) misst, inwieweit ein Kältemittel die Ozonschicht schädigt. Kältemittel mit Chloratomen, wie beispielsweise FCKW und H-FCKW, weisen hohe ODP-Werte auf und wurden verboten oder werden schrittweise aus dem Verkehr gezogen.

Treibhauspotenzial (GWP) misst, inwieweit ein Kältemittel im Vergleich zu Kohlendioxid über einen Zeitraum von 100 Jahren zur globalen Erwärmung beiträgt. Je höher der GWP-Wert, desto klimaschädlicher ist das Kältemittel. CO₂ hat einen GWP-Wert von 1. Kältemittel mit GWP-Werten im vierstelligen Bereich gelten als besonders klimaschädlich und werden derzeit ersetzt.

3. Arten von Kältemitteln, die in gewerblichen Anlagen verwendet werden

Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die gängigsten Kältemittel, die in gewerblichen Kälte- und Klimaanlagen zum Einsatz kommen.

(1) R-12 (Dichlordifluormethan)

R-12 war einst das am häufigsten verwendete Kältemittel in Kühlschränken und Fahrzeugklimaanlagen. Es gehört zur Familie der FCKW und enthält Chlor, das die Ozonschicht schädigt. Sein ODP-Wert beträgt 1,0, und sein GWP-Wert ist mit 10.900 extrem hoch. Die Produktion von R-12 wurde 1994 verboten. In neuen Geräten wird es nicht mehr verwendet.

(2) R-22 (Chlordifluormethan)

R-22 wurde als vorübergehender Ersatz für R-12 entwickelt, da es einen niedrigeren ODP-Wert (0,055) aufweist. Es enthält jedoch weiterhin Chlor und trägt zum Ozonabbau bei. Es wurde häufig in älteren Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet. Gemäß dem Clean Air Act wurde die Produktion von R-22 im Jahr 2020 eingestellt, und ab 2030 wird seine Verwendung vollständig verboten sein. Unternehmen, die noch Geräte mit R-22 einsetzen, sollten den Austausch oder die Nachrüstung planen.

(3) R-134a (Tetrafluorethan)

R-134a ist ein chlorfreies HFKW-Kältemittel, dessen ODP daher bei null liegt. Es ist ungiftig und nicht brennbar, was es zu einer beliebten Wahl für Anwendungen im mittleren und hohen Temperaturbereich macht, wie beispielsweise Kühlschränke, Kältemaschinen und Fahrzeugklimaanlagen. Sein GWP beträgt 1.430, was als moderat gilt. Obwohl es nach wie vor weit verbreitet ist, wird R-134a in einigen Regionen aufgrund seiner Auswirkungen auf das Klima schrittweise aus dem Verkehr gezogen.

(4) R-404A

R-404A ist eine Mischung aus HFC-Kältemitteln, die üblicherweise in Supermarktkühlanlagen, Kühlhäusern und industriellen Tiefkühlanlagen zum Einsatz kommen. Es hat einen ODP-Wert von null, jedoch ein sehr hohes GWP von 3.922. Obwohl es bei Niedertemperaturanwendungen eine hervorragende Effizienz bietet, gilt es als umweltschädlich und wird derzeit durch Alternativen mit niedrigerem GWP ersetzt.

(5) R-410A (Puron)

R-410A ist ein HFC-Gemisch, das in vielen gewerblichen Klimaanlagen und einigen Kälteanlagen zum Einsatz kommt. Es hat einen ODP-Wert von null und ein GWP von 2.088. Es ist nicht brennbar und hat sich als beliebter Ersatz für R-22 etabliert. Allerdings gilt unter EPA-Vorschriften, R-410A soll in den Vereinigten Staaten bis 2025 aus dem Verkehr gezogen werden.

(6) R-290 (Propan)

R-290 ist ein aus Propan hergestelltes Kohlenwasserstoff-Kältemittel. Es hat einen ODP-Wert von null und ein außergewöhnlich niedriges GWP von nur 3. Es ist äußerst effizient und gewinnt als Ersatz für R-22, R-134a und R-404A in kleinen bis mittelgroßen gewerblichen Anlagen zunehmend an Beliebtheit. Viele ENERGY STAR-zertifizierte Geräte verwenden R-290. Der größte Nachteil ist, dass es leicht entflammbar ist, was eine besondere Handhabung und Sicherheitsvorkehrungen erfordert. Möglicherweise gelten auch bestimmte Versandbeschränkungen.

(7) R-600a (Isobutan)

R-600a ist ein weiteres Kohlenwasserstoff-Kältemittel, das häufig in Kühlgeräten für Privathaushalte und kleine Gewerbebetriebe zum Einsatz kommt. Es hat einen ODP-Wert von null und ein GWP von nur 3, was es zu einer der umweltfreundlichsten verfügbaren Optionen macht. Es ist äußerst effizient und kostengünstig. Wie R-290 ist es brennbar, weshalb eine ordnungsgemäße Installation und Handhabung unerlässlich sind.

(8) R-450A

R-450A ist ein HFO-Gemisch, das als direkter Ersatz für R-134a entwickelt wurde. Es ist nicht brennbar und hat ein GWP von 547, was deutlich unter dem Wert von R-134a liegt. Es eignet sich gut für Kühlschränke, Getränkespender, Verkaufsautomaten und Wasserkühler. Es bietet einen guten Wirkungsgrad und gilt als umweltfreundliche Alternative.

(9) R-513A (Opteon XP10)

R-513A ist ein HFO-Kältemittel, das als Ersatz für R-134a in gewerblichen Kälte- und Klimaanlagen entwickelt wurde. Es hat ein GWP von etwa 573 und ist nicht brennbar. Es bietet eine ähnliche Leistung wie R-134a und reduziert gleichzeitig den CO₂-Fußabdruck. Es ist eine nachhaltige Wahl für Unternehmen, die Umweltvorschriften einhalten möchten.

(10) R-454B

R-454B ist ein neueres zeotropes Gemisch, das als Ersatz für R-410A in Klimaanlagen und Wärmepumpen entwickelt wurde. Es hat ein GWP von 466 und ist ungiftig. Da es leicht entflammbar ist, sind entsprechende Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung erforderlich. Es gilt als umweltfreundliche Alternative mit niedrigem ODP und geringerem GWP.

4. Die Wahl des richtigen Kältemittels für Ihr Unternehmen

Die Wahl des richtigen Kältemittels hängt von mehreren Faktoren ab.

Berücksichtigen Sie die Art Ihrer Anlage. Ältere Geräte sind möglicherweise ohne Umrüstung nicht mit neueren Kältemitteln kompatibel. Prüfen Sie die Herstellerangaben, bevor Sie Änderungen vornehmen.

Überlegen Sie sich, welchen Temperaturbereich Sie benötigen. Manche Kältemittel erzielen bei niedrigen Temperaturen eine bessere Leistung, während andere für mittlere oder hohe Temperaturen optimiert sind.

Prüfen Sie die Einhaltung der Umweltvorschriften. In vielen Regionen sind Kältemittel mit hohem GWP bereits verboten oder werden schrittweise aus dem Verkehr gezogen. Wenn Sie sich jetzt für eine Alternative mit niedrigerem GWP entscheiden, können Sie sich später kostspielige Nachrüstungen ersparen.

Berücksichtigen Sie Sicherheitsaspekte. Einige umweltfreundliche Kältemittel sind brennbar. Stellen Sie sicher, dass Ihre Anlage für den sicheren Umgang mit diesen Kältemitteln ausgerüstet ist.

5. Über FlyCheng

Die im Jahr 2010 gegründete FlyCheng Cooling Technology (Qingdao) Co., Ltd. entwickelt und fertigt gewerbliche und industrielle Eisherstellungsanlagen, die mit einer Vielzahl moderner Kältemittel kompatibel sind. Die Produktpalette des Unternehmens umfasst Würfeleismaschinen, Flockeneismaschinen, Röhreneismaschinen und Blockeismaschinen, die alle aus lebensmitteltauglichem Edelstahl gefertigt und für den Dauerbetrieb ausgelegt sind.

FlyCheng arbeitet eng mit seinen Kunden zusammen, um das richtige Kältemittel für deren spezifische Anwendung und die jeweiligen gesetzlichen Rahmenbedingungen zu empfehlen. Mit CE-, RoHS- und ISO-Zertifizierungen sind die Maschinen von FlyCheng so konzipiert, dass sie internationale Qualitäts- und Sicherheitsstandards erfüllen und Tag für Tag zuverlässige Leistung liefern. Da sich die Vorschriften für Kältemittel ständig weiterentwickeln, ist FlyCheng der Zeit immer einen Schritt voraus und bietet Anlagen an, die für die nächste Generation von Kältemitteln mit niedrigem GWP gerüstet sind.