Das sollten Sie wissen

Molare Masse & Volumen

Frage Es existieren unterschiedliche Einheiten für die Kältemittelkonzentrationen. Der PL-Wert (Practical Limit) wird in der DIN EN 378 in kg/m³ angegeben. Für die Empfindlichkeit von Gassensoren findet man dagegen meist Angaben in ppm oder Volumen-%. Wie erfolgt eigentlich die Umrechnung dieser Werte?

Antwort Die Konzentration (c) eines Stoffes in der Luft ist die in der Einheit des Luftvolumens befindliche Menge dieses Stoffes. Sie wird angegeben als Masse pro Volumeneinheit oder bei Gasen und Dämpfen auch als Volumen pro Volumeneinheit.

Die Angabe von Konzentrationen von Gasen in der Luft kann also als Massenkonzentration (z.B. g/m³) oder als Volumenkonzentration (z.B. ppm, ml/m³ oder Vol.-%) erfolgen. Bei der Volumenkonzentration wird häufig die Einheit ppm (parts per million Teile pro Million) verwendet. Diese Einheit kann mit ml/m³ gleichgesetzt werden. Es entspricht somit 1 ppm = 0,0001 Vol.-% bzw. 1 Vol.-% = 10000 ppm.

Um die Volumenkonzentration in die Massenkonzentration umzurechnen, werden die molare Masse und das molare Volumen benötigt. Das molare Volumen kann dazu auch für reale Gase annäherungsweise mit dem molaren Volumen idealer Gase bei Normalbedingungen (0 °C, 1 013 mbar) von 22,41 Liter bzw. rund 24,1 Liter bei 20 °C gleichgesetzt werden. Die Umrechnung erfolgt bei einer Temperatur von 20 °C und Normaldruck (1013 mbar) nach der Formel:

c_v = Volumenkonzentration in ml/m³ bzw. ppm

c_m = Massenkonzentration (g/l)

M_m = Molare Masse (g/mol)

V_m = Molvolumen (l/mol) = 24,1 l/mol

Die molare Masse kann mit ein paar grundlegenden Kenntnissen in Chemie selbst berechnet oder aus der Kältemitteltabelle in der DIN EN 378 Teil 1 abgelesen werden.

Da der Umgang mit der Formel nicht ganz einfach ist, beachten Sie die nachfolgende Tabelle mit den Umrechnungen für ein paar wichtige Kältemittel am Beispiel des Arbeitsplatzgrenzwertes (AGW) und desPractical Limit (PL), berechnet für 20 °C:

EG-Druckgeräterichtlinie

Frage Warum sind Kupferrohre nicht bereits vom Hersteller mit einer CE-Kennzeichnung versehen, sodass der Kälteanlagenbauer diese nicht in eigener Verantwortung kennzeichnen muss?

Antwort Am 29. Mai 1997 wurde die Richtlinie 97/23/EG des Europäischen Parlaments und des Rates zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten über Druckgeräte für EU-Länder veröffentlicht. Die Veröffentlichung erfolgte im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften Nr. L181 vom 9.7.1997. Diese Richtlinie konnte ab dem 29. November 1999 angewendet werden. Die Übergangsfrist endete am 29. Mai 2002.

Spätestens seit diesem Datum müssen alle nach dieser Vorschrift als Druckgerät eingestuften Anlagenteile oder Baugruppen mit der CE-Kennzeichnung versehen sein.

Laut der Begriffsbestimmung nach EG-Druckgeräterichtlinie wird ein Druckgerät wie folgt definiert:

Druckgeräte Behälter, Rohrleitungen, Ausrüstungsteile mit Sicherheitsfunktion und druckhaltende Ausrüstungsteile.

Rohrleitungen zur Durchleitung von Fluiden bestimmte Leitungsbauteile, die für den Einbau in ein Drucksystem miteinander verbunden sind. Zu Rohrleitungen zählen insbesondere Rohre oder Rohrsysteme, Rohrformteile, Ausrüstungsteile, Ausdehnungs­stücke, Schlauchleitungen oder gegebenenfalls andere druckhaltende Teile. Wärmeübertrager aus Rohren zum Kühlen oder Erhitzen von Luft sind Rohrleitungen gleichgestellt.

Die drucklosen Kupferrohre der Hersteller sind keine in dieser Vorschrift als Druckgerät eingestufte Einheit. Druckgerät bzw. funktionale Einheit ist nicht das Rohr, sondern erst die Rohrleitung mit ihren Verbindungselementen als Gesamtsystem, wenn sie die Durchleitung von Fluiden mit einem Überdruck von mehr als 0,5 bar ermöglicht.

Ein beidseitig offenes Rohr (und nur das wird durch Hersteller geliefert) ist im Rohrinneren immer drucklos bzw. hat einen Innendruck, der dem Atmosphärendruck gleich ist. Erst durch Installationsarbeiten, z. B. den Einbau des Rohres in eine Kälteanlage, entsteht ein System, welches die Anwendung der Druckgeräterichtlinie zur Folge haben kann.

Die Tatsache, dass die o.g. Rohre nicht von den Bestimmungen der Druckgeräterichtlinie erfasst werden, führt dazu, dass auch keine Berechtigung vorliegt, das CE-Kennzeichen zu verwenden. Die Rohre bereits mit der CE-Kennzeichnung auszuliefern ist daher unzulässig.

Das Anbringen des CE-Kennzeichens und die damit verbundenen Pflichten und Maßnahmen liegen eindeutig in der Verantwortung der die Installation ausführenden Firmen. Erst die Fachfirma verarbeitet das hergestellte Rohr zu einer Rohrleitung im Sinne der EG-Druckgeräterichtlinie und muss das Inverkehrbringen (also die Übergabe an den Betreiber) und damit die CE-Kennzeichnung verantworten.

Der Hersteller der Kälteanlage bringt aber nur ein CE-Kennzeichen an die Gesamtanlage an (üblicherweise auf oder in der Nähe des Typenschildes). Dieses Zeichen steht für die Konformität mit allen geltenden Richtlinien. Die Rohrleitung selbst erhält daher kein eigenes oder zusätzliches CE-Kennzeichen.

Hilfreiche Leitlinien

Frage Ich habe ein Verständnisproblem bei der Anwendung der Betriebssicherheitsverordnung bzw. EG-Druckgeräterichtlinie in der Praxis. Gibt es erklärende Hilfetexte zur Umsetzung?

Antwort 

Um den Anwendern den Umgang mit der Betriebssicherheitsverordnung und EG-Druckgeräterichtlinie 97/23/EG zu erleichtern, wurden die sogenannten Leitlinien erstellt. Diese sind auf verschiedenen Internetseiten zu finden. Besonders empfehlenswert sind folgende Seiten:

https://www.druckgeraete-online.de/

oder die Seite des Länderausschuss für Arbeitsschutz und Sicherheitstechnik (LASI)

http://lasi.osha.de/publications

Die Leitlinien sollen zur Klärung gewisser Fragen und Verfahren im Zusammenhang mit Verordnungen und Richtlinien dienen. Sie enthalten eine Reihe von thematisch geordneten Orientierungsdokumenten. Diese spiegeln die Ansichten der Arbeitsgruppe, der Mitgliedsstaaten wider und umfassen Fragen, die dieser Gruppe von den Mitgliedsstaaten unterbreitet wurden.

Die Leitlinien haben nur einen informativen Status und sind unverbindlich. Rechtskräftig bleiben hierzu immer die jeweilige Verordnung oder Richtlinie. Obwohl sie Informationen über Fragen im Zusammenhang mit der Richtlinie enthalten, sind sie nur als Orientierung gedacht und sollen helfen, den Verpflichtungen der Richtlinie bzw. Verordnung nachzukommen.

Im Internet sind unter https://www.diekaelte.de/ alle Themen der letzten Jahre gesammelt.

Die Technologie-Transfer-Stelle wird gefördert mit Mitteln vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).