Natürliche Kältemittel: Eigenschaften und Hersteller im Überblick
Zahlreiche Unternehmen aus verschiedenen Wirtschaftsbereichen setzen auf Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln. Fünf Kältemittel im Kurzprofil.
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Zahlreiche Unternehmen aus verschiedenen Wirtschaftsbereichen setzen auf Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln. Fünf Kältemittel im Kurzprofil.
Die Vorteile von Wasser (R-718): Es ist nicht giftig und nicht brennbar. Außerdem zeichnet es sich durch eine hohe Energieeffizienz aus. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von Wasser hat es nur einen geringen Dampfdruck. Daher ist der Einsatz von Kompressoren für große Volumenströme wie die von Turboverdichtern notwendig. Das Umweltbundesamt macht darauf aufmerksam, dass sich Wasser als Kältemittel bei Anwendungen von über 0°C in der Praxis bewährt hat. Wasser wird im Regelfall für die Kühlung von IT-Servern sowie in der Gebäudekühlung eingesetzt.
Der Absatz für natürliche Kältemittel in Deutschland wird auf rund 4.000 bis 8.000 t pro Jahr geschätzt. Der Marktwert der einzelnen Hersteller beträgt etwa 25–50 Mio. EUR. Die meisten Hersteller geben jedoch keine Auskunft zu ihren Produktions- und Vertriebsmengen aus Gründen der Geheimhaltung.
Der weltweite Markt für natürliche Kältemittel wird aktuell auf rund 1,8–2,0 Mrd. USD geschätzt und wächst mit etwa drei bis sieben Prozent jährlich. In Deutschland werden weniger natürliche Kältemittel wie Propan, CO₂ und Ammoniak produziert. Vielmehr werden sie hierzulande aufbereitet und vertrieben.
Natürliche Kältemittel sind längst in der Kälte- und Klimatechnik angekommen. Nach und nach ersetzen die Low-GWP-Kältemittel die High-GWP-Kältemittel, vor allem in Bestandsanlagen. In Neuanlagen sind die Low-GWP-Kältemittel oft Standard. Vor allem CO₂ und Propan gewinnen an Bedeutung.
Laut Angaben des Umweltbundesamtes (UBA) gibt es zahlreiche Vorteile bei der Verwendung von natürlichen Kältemitteln. Sie seien nicht nur in unbegrenzter Menge verfügbar und deshalb preiswert. Das UBA hebt zudem den Klimaschutz und die hohe Umweltverträglichkeit der natürlichen Kältemittel hervor.
Die Bezeichnung ist R-290. Der größte Vorteil des Kältemittels ist das geringe Treibhauspotenzial (GWP) gegenüber HFKW-Kältemitteln. Darüber hinaus hält das Gas zunehmend Einzug in den Lebensmittelhandel. Immer mehr Kälteanlagen in Supermärkten arbeiten mit Propan. R290 ist ein leicht entzündliches Gas und gehört zur Sicherheitsgruppe A3 (ISO 817:2024). Aus diesem Grund benötigen kältetechnische Anlagen sowie Wärmepumpen ein mehrstufiges Sicherheitskonzept, damit das Kältemittel im Fall eines Defekts nicht in den Kühl- oder in den Wohnraum gelangen kann.
CO₂ (R-744) zeichnet sich durch seine Geruchlosigkeit sowie durch die Nichtbrennbarkeit aus. Laut UBA gilt CO₂ als weniger klimaschädlich als synthetische und andere natürliche Kältemittel. Zudem ist es preisgünstiger und als natürlich vorkommender Stoff nahezu unbegrenzt verfügbar. Gleichzeitig macht das UBA auf die Nachteile von CO₂ aufmerksam. Demnach sinkt die Effizienz bei hohen Umgebungstemperaturen.
Das Kältemittel trägt die Bezeichnung R-717 und ist laut Aussage des Bundesverbandes Geothermie das Standardkältemittel in der Lebensmittelindustrie, vor allem in Brauereien, Molkereien und bei den Fleischverarbeitern. Außerdem verweist der Verband darauf, dass der GWP bei Ammoniak bei 0 liegt und das Kältemittel über hervorragende thermodynamische Eigenschaften verfügt. Im Vergleich zu anderen Kältemitteln zeichnet sich Ammoniak durch einen stechenden Geruch aus, was wiederum als Sicherheitsvorteil gewertet werden kann. Allerdings liegt darin eine Gesundheitsgefahr, denn Ammoniak schädigt in konzentrierter Form Augen- und Atemwege und führt zu Verletzungen der Schleimhäute und der Lunge.
Hierbei handelt es sich um eine Ammoniak-Alternative mit der Bezeichnung R-723. Die Besonderheit bei diesem Kühlmittel: Es besteht aus zwei Bestandteilen (Ammoniak und Dimethylether), bei deren Verdampfung und Kondensation keine Konzentrationsverschiebung auftritt. Beide Stoffbestandteile haben den gleichen Siedepunkt. Ein wesentlicher Vorteil des Gasgemisches: Aufgrund des Dimethylether-Anteils (DME) sind herkömmliche Öle in dem Gemisch löslich. Außerdem hat die Alternative eine um 15 bis 20°C geringere Verdichtungstemperatur als Ammoniak.
