In der letzten Ausgabe unseres Fachmagazins Refrigeration Club haben wir über den Betriebsdruck von Kühlgasen in Haushaltskühlschränken gesprochen (Klicken Sie hier und lesen Sie mehr).
In diesem Artikel werden wir über den Betriebsdruck der Kältegase R404A und R290 (Propan) sprechen, die häufig bei gewerblichen Kühlgeräten zum Einsatz kommen.
Kältekreislauf in gewerblichen Kühlgeräten
Der Kältekreislauf in gewerblichen Kühlgeräten ähnelte dem in Haushaltskühlschränken, doch ist er größer und besitzt eine höhere Kühlleistung.
Das Kältemittel bewegt sich in einem geschlossenen Kreislauf:
Beim Durchfluss durch jede dieser Komponenten ändern sich die Temperatur und der Druck. Bei niedrigen Temperaturen verdampft es und bei hohem Druck (hohen Temperaturen) kondensiert es.
Durch diese Änderungen entzieht das Kältemittel dem Kühlsystem (Verdampfer) Wärme und gibt diese an die äußere Umgebung ab (Verdichter), wodurch der Kühlkreislauf geschlossen wird.
Verdampfungstemperatur von R290 und R404A und Niederdruck
Wie wir oben gesehen haben, beeinflusst die Temperaturänderung in einem Kühlsystem den Aggregatszustand des Kältemittels. Das flüssige Kältemittel wird im Verdampfer gasförmig, und das gasförmige Kältemittel im Verdichter flüssig. Auf diese Weise wird Wärme aus dem Kühlschrankinnenraum an die Umgebung abgegeben, dadurch wird Kälte erzeugt.
Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die Temperatur- und Druckunterschiede bei verschiedenen Geräten:
Außerdem zeichnet sich jedes Kühlmittel durch einen spezifischen Betriebsdruck aus. Wird ein Kühlgerät mit Kältemittel befüllt (hier erfahren Sie, wie das geht), muss der Installateur darauf achten, um was für ein Gerät es sich handelt und welchen speziellen Betriebsdruck das verwendete Kältemittel hat. Das Gas R404A arbeitet zum Beispiel mit einem höheren Verdampfungsdruck als R290.
Warum hat R290 (Propan) in gewerblichen Geräten R404A ersetzt?
Der wichtigste Grund sind die spezifischen thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften der beiden Kältemittel. Beim Verdichtungsprozess erreicht R290 einen Wirkungsgrad von bis zu 60 % mehr als andere HFKWs. Dies bedeutet, dass der Kompressor energieeffizienter ist.
Außerdem handelt es sich bei dem Kältemittel R404A um ein synthetisches Mittel, das in der Umwelt nur schwer abgebaut wird. R290 dagegen ist ein natürliches Kältemittel. R290 schädigt die Ozonschicht nicht und das Erderwärmungspotenzial ist vernachlässigbar. Daher erfüllt dieses Kältemittel die neuen Marktanforderungen und die nordamerikanischen und europäischen Vorschriften.
Aus technischer Sicht besitzt R290 die idealen physikalischen und chemischen Eigenschaften für ein Kältemittel: eine geringe Toxizität, chemische Kompatibilität und Stabilität mit Öl und anderen Komponenten des Verdichters sowie geeignete Betriebsdrücke in Abhängigkeit von den Temperaturen für Verdichtung und Verdampfung.
Doch dieses Kältemittel darf nur in begrenzten Mengen verwendet werden. Aus Sicherheitsgründen dürfen in einer Kühlanlage nur maximal 150 g des Kältemittels R290 verwendet werden. Für Systeme, die eine höhere Menge an Kältemitteln benötigen oder mehr als eine gekapselte Baugruppe pro Gerät aufweisen, wird R404A verwendet.
