Das BITZER Web-Forum: Unsere Antworten auf Ihre Fragen

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Am 29. und 30. September 2020 fand das erste BITZER Web-Forum statt – eine Online-Diskussion der BITZER Experten zu den wichtigsten Kältemitteln von heute und morgen. Interessierte konnten die Veranstaltung in Echtzeit mitverfolgen und per Chat Fragen stellen. Da aus Zeitgründen nicht alle gestellten Fragen live beantwortet werden konnten, finden Sie die entsprechenden Antworten nun an dieser Stelle

Am 29. und 30. September diskutieren unsere Experten Hermann Renz, Technical Programs Manager, Dr. Heinz Jürgensen, Director Application Engineering und Product Performance und Julian Pfaffl, Head of Product Performance, in drei Livestreams über das Thema Kältemittel und präsentierten dabei erste Einblicke in den neuen BITZER Kältemittel-Report 21. Moderiert wurde das Live-Event von Volker Stamer, dem Direktor der SCHAUFLER Academy.

Leider konnten unsere Experten aus Zeitgründen während der Live-Diskussion nicht auf alle eingegangenen Fragen eingehen. Deshalb finden Sie hier die entsprechenden Antworten auf wichtige Fragen rund um die neusten Kältemittel.

Der BITZER Kältemittel-Report Nummer 21 gab Anlass für das BITZER Web-Forum am 29. und 30. September 2020
Der BITZER Kältemittel-Report Nummer 21 gab Anlass für das BITZER Web-Forum am 29. und 30. September 2020

Alle älteren Reports können hier heruntergeladen werden.

Die Berechnung der GWP-Werte hat schon eine erhebliche Unsicherheit. Der IPCC-Report IV nennt hier etwa ±35 Prozent und erwähnt, dass der direkte Treibhauseffekt der Abbauprodukte nicht signifikant ist und weitere Prozesse nur wesentlich ungenauer abgeschätzt werden könnten.

BITZER beobachtet die Entwicklung von R469A in der Ultra-Tiefkühlung genau. Auslegungen für R469A und Anwendungsempfehlungen können jederzeit direkt bei BITZER Niederlassungen angefragt werden. Eine Aufnahme in unser Auslegungsprogramm, die BITZER Software, ist kurzfristig nicht geplant.

Zwischen wettergeschützter Einhausung und einem Maschinenraum muss sicher unterschieden werden. Eine Aufstellung mit etwas Abstand zum Gebäude mit Kühlbedarf kann technisch sinnvoll sein. Es kann auch eine Anforderung der Versicherung sein, um das Kühlgut zusätzlich zu schützen, auch wenn die Normen für die Kälteanlage es nicht verlangen. Die Frage geht über die Anlagen- und Gerätenormen hinaus und sollte in einer Risikobeurteilung für den Anwendungsfall geklärt werden.

Hermann Renz, Technical Programs Manager und ausgewiesener Experte für Kältemittel und energieeffiziente Anwendungen
Hermann Renz, Technical Programs Manager und ausgewiesener Experte für Kältemittel und energieeffiziente Anwendungen

In der EN60335-2-34 werden Sie für den Einsatz von brennbaren Kältemitteln eine ganze Reihe von Maßnahmen zur Sicherheit finden, ohne Begrenzung der Menge nach unten. Auch bei einem Kühlgerät mit 19 g R600a ist die Brennbarkeit berücksichtigt und zusätzliche Prüfungen wurden durchgeführt.

Unsere halbhermetischen Hubkolbenverdichter der ECOLINE P Baureihe sind für den Einsatz mit Propylen (R1270) und Propan (R290) freigegeben. Weitere Informationen dazu finden Sie hier.

Unsere halbhermetische Serie ECOLINE P ist für Propan (R290) und Propylen (R1270) zugelassen. Auf Anfrage können unsere halbhermetischen Schraubenverdichter der Serie HS ebenfalls mit R1270 betrieben werden. Wenden Sie sich für weitere Anwendungsinformationen bitte Ihren BITZER Ansprechpartner.

R448A/R449A haben einen größeren Isentropenexponenten und somit eine höhere Druckgastemperatur als R404A/507A. Im ersten Schritt wäre mit der BITZER Software und dem neuen Kältemittel die höchste zu erwartende Verflüssigungstemperatur zu errechnen und die Druckgastemperatur zu überprüfen.

Falls die Einsatzgrenze eine Zusatzkühlung erforderlich macht oder die Druckgastemperatur über 140 °C ist, kann ein Zylinderkopflüfter oder eine RI-Flüssigkeitseinspritzung mit CM Modul eingesetzt werden. Mehr Informationen und ein kompletter Leitfaden stehen hier zur Verfügung.

Wir beobachten als Branchenführer seit der Einführung von R134a die Veröffentlichungen und Recherchen zum Thema Abbauprodukte, unter anderem Trifluoressigsäure. Nach unserem aktuellen Stand gibt es an einigen Stellen der Welt Gewässer ohne Abfluss und mit hoher Verdunstung, wo es in einigen Jahrzehnten zu Akkumulationen kommen könnte. Diese Beobachtungen nutzen wir als Indikatoren für die Notwendigkeit von Maßnahmen.

Dr. Heinz Jürgensen, Director Application Engineering and Product Performance
Dr. Heinz Jürgensen, Director Application Engineering and Product Performance

Es gibt zurzeit keinen uns bekannten technisch oder umwelttechnisch signifikanten Grund, diese Stoffe nicht zu verwenden. Sie sind für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen (ausgedrückt in CO2-Äquivalenten) ein wichtiges Werkzeug und hoffentlich noch recht lange verfügbar. Wir begrüßen, dass die Diskussion nicht aufhört und dass neue Untersuchungsergebnisse dazukommen und bewertet werden können.

Die Diskussion hat ihren Grund sicher in der Sorge um Folgekosten durch Schadensereignisse, die durchaus vorstellbar sind. Es ist gut, dass es eben auch diese positiven Erfahrungen gibt, denn wir brauchen immer mehr Anlagen mit R290 und anderen Kohlenwasserstoffen, um unsere Umwelt zu schonen. Dazu müssen wir uns auch die Erfahrungsgrundlage im sicheren Umgang mit Kohlenwasserstoffen erarbeiten.

Laut ASHRAE 34 Datenblatt ist R470B eine Mischung aus sechs Bestandteilen, unter anderem CO2, und hat einen Temperaturgleit von über 30 K bei Umgebungsdruck. Mit diesem Temperaturgleit halten wir es für sehr schwierig, funktionsfähige und effiziente Anlagen zu bauen, und sehen keine breitere Nutzung in praktischen Anwendungen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, den sicheren Betrieb von Anlagen mit A3-Kältemitteln sicherzustellen. In Haushaltsgeräten und, abhängig vom Betriebsstandort, auch in kleinen gewerblichen Anlagen sind Gassensoren nicht unbedingt erforderlich. Die Notwendigkeit ist abhängig von dem Sicherheitskonzept und der Risikobeurteilung von Hersteller und Betreiber.

NH3 ist eines der effizientesten Kältemittel und es gibt keinen Grund, Ammoniak nicht in industriellen Anwendungen zu verwenden. Wir unterstützen das mit unseren neu entwickelten Ammonia Compressor Packs (ACPs) und der Entwicklung größerer Ammoniakverdichter speziell für industrielle Anwendungen. Neben Ammoniak können auch R744-Verbundsysteme eine effiziente Lösung für diese Anwendungen sein.

Julian Pfaffl, Head of Product Performance
Julian Pfaffl, Head of Product Performance

R448A und R449A haben einen höheren Isentropenexponenten und daher eine höhere Verflüssigungstemperatur als R404A. Der erste Schritt wäre eine Neuberechnung der Verdichterleistung in der BITZER Software mit der höchsten voraussichtlichen Verflüssigungstemperatur und die Prüfung der Druckgastemperatur mit dem neuen Kältemittel.

Wenn die Einsatzgrenzen eine zusätzliche Kühlung nahelegen oder wenn die Verflüssigungstemperatur über 140 °C liegt, können ein Zusatzventilator für die Zylinderkühlung oder die Kältemitteleinspritzung RI mit CM Modul verwendet werden. Weitere Informationen und eine vollständige Anleitung finden Sie in dieser Nachrüstanleitung.

Die Serie ECOLINE H wird für R1234ze(E) auf eine Verflüssigungstemperatur von 95 °C und eine Verdampfungstemperatur von 35 °C erweitert werden. Weitere Erweiterungen sind mit diesem Kältemittel aufgrund des hohen Verdichtungsdrucks und des Betriebs nah an der kritischen Temperatur nicht möglich. Für höhere Verflüssigungstemperaturen könnte R1233zd(E) eine Lösung sein. Wenden Sie sich für weitere Informationen bitte an BITZER.

Große Industrieanlagen werden häufig große Kältemittelfüllungen haben und eine gute Auslegung ist immer erforderlich für eine große Anlage. Bei der Wahl des Kältemittels muss bei diesen Anwendungen die langfristige Verfügbarkeit für 30 Jahre oder mehr berücksichtigt werden. Der Einsatz von R717 (Ammoniak) oder R290 (Propan) in größeren Mengen kann je nach Umgebung der Anlage Beschränkungen unterliegen.

Es gibt nur wenige Alternativkältemittel für R22 in Anlagen mit überflutetem Verdampfer. Bei alternativen Kältemittelgemischen besteht in Anlagen mit überflutetem Verdampfer immer die Gefahr der Abscheidung einzelner Bestandteile. R134a scheint eine geeignete Lösung zu sein, erfordert aber größere Verdichter, um dieselbe Kälteleistung zu erzielen.

In der Normalkühlung für die Schifffahrt mit DX-Verdampfern sehen wir überwiegend den Einsatz von R407C, da es auch in den Klimaanlagen verwendet werden kann und gut verfügbar ist. Als Alternativen mit niedrigem Treibhauspotenzial können R134a oder R513A effizient in Normalkühlanlagen eingesetzt werden, aber die Anlagen werden dadurch etwas größer.

Volker Stamer, Director der SCHAUFLER Academy, war der Moderator und Gastgeber des BITZER Web-Forums
Volker Stamer, Director der SCHAUFLER Academy, war der Moderator und Gastgeber des BITZER Web-Forums

R729 (Luft) und R718 (Wasser) sind vermutlich die natürlichsten Kältemittel. Sie sind jedoch für die typischen Anwendungen, mit denen sich der Kältemittel-Report befasst, im Allgemeinen nicht verwendbar. Der Kältemittel-Report erhebt nicht den Anspruch, alle potenziellen Kältemittel abzudecken. Er konzentriert sich auf die üblicherweise verwendeten Kältemittel und ihre Alternativen für stationäre Kälteanlagen, Klimatisierung, Wärmepumpenanwendungen und ORC.

Natürlich gibt es Potenzial für den Einsatz von R718 oder R729 in sehr spezifischen Anlagen, die jedoch eher ein Nischensegment darstellen. Aber auch da sind das benötigte technische Know-how, die Anlagentechnologie und die Anwendung selbst sehr anspruchsvoll und geeignete Bauteile sind nicht allgemein verfügbar.

R729 ist übrigens allgemeiner bekannt geworden, als es in der Klimaanlage des deutschen Schnellzuges ICE 3 eingesetzt wurde. Studien haben gezeigt, dass der Energiebedarf unter diesen spezifischen Bedingungen um das Zwei- bis Dreifache höher als bei herkömmlichen Kompressionskältemaschinen ist (Die Kälte & Klimatechnik, Ausgabe 6/2004).

Das Kältemittel Luft (R729) könnte beispielsweise in Ultra-Tieftemperaturanwendungen eingesetzt werden. Allerdings sind uns keine belastbaren Quellen bekannt, die einen mit Kompressionskälteanlagen vergleichbar effizienten Einsatz von Luft als Kältemittel in Tieftemperatursystemen oder anderen Anwendungen nachweisen können.

BITZER hat R466A in seinen Scrollverdichtern der Serie GSD erprobt, um den Wirkungsgrad und die Materialverträglichkeit zu prüfen, hat die Verdichter aber nicht für R466A freigegeben. R466A enthält CF3I, ein halogenmethanhaltiges Jod, das zu einem niedrigeren Ozonabbaupotenzial führt. Das Jod ist außerdem hochreaktiv in Verbindung mit Legierungen und Schmierstoffen.

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