Die 38. Informatory Note on Refrigeration Technologies, die vom International Institute of Refrigeration veröffentlicht wurde, sagt aus, dass 20 Prozent der weltweit verwendeten Energie für kälte- und klimatechnische Lösungen verbraucht wird [1]. Die F-Gase-Verordnung, das Protokoll von Kigali, und auf nationaler Ebene umgesetzte Standards fordern die zunehmende Verwendung von Kältemitteln mit geringem GWP (Global Warming Potential). Frascold hat seine Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten dementsprechend ausgerichtet und will zudem einen Mehrwert für die Anwender erreichen.
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HFC-Kältemittel werden weltweit reduziert
Auf globaler Ebene wurden bereits konkrete Maßnahmen zugunsten einer drastischen Reduzierung der Produktion und des Verbrauchs der HFC-Kältemittel umgesetzt. So sieht das Protokoll von Kigali seit 2019 den Beginn der Down Phase in den Industrieländern vor; dem 2024 wichtige Entwicklungsländer wie China, Brasilien und Südafrika und 2028 weitere wie Indien und die Golfstaaten folgen sollen. Bis zum Jahr 2047 sollen höchstens noch 15 bis 20 Prozent der jeweiligen Basisquoten verbraucht werden [2].
Europa hat wegen der bereits seit 2015 wirksamen F-Gase-Verordnung bei der Anwendung von Alternativlösungen zu HFC-Kältemitteln eine Vorreiterrolle übernommen, um bis 2030 noch ambitioniertere Ziele zu erreichen. Seit dem 1. Januar 2020 ist z. B. der Verkauf von ortsfesten Kühlsystemen nicht mehr zulässig, die HFC mit einem GWP von 2500 oder höher enthalten oder deren Betrieb auf diesen beruht. Ausnahmen gibt es für wenige gesetzlich geregelte Einsatzfälle.
So will Frascold die Kältemittelwende schaffen
Die Nachfrage nach Kälte- und Klimaanlagen wächst kontinuierlich, weswegen die Suche nach klimafreundlichen oder durch einen geringen GWP-Wert gekennzeichneten Kältemittel-Alternativen oberste Priorität genießt, um alle einschlägigen Vorschriften einzuhalten. Frascold investiert daher in die Entwicklung neuer Kältekompressoren, die sich für die beschriebenen Kältemittel eignen, ohne bei Zuverlässigkeit, Performance und Effizienz Abstriche zu machen. Derzeit gibt es bereits Alternativen zu R 404 A und R 507 A, nämlich Einzel-, Multikompressor- und Kaskadensysteme für den Betrieb mit natürlichen Kältemitteln wie Kohlenwasserstoffen (HC) oder CO2.
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insbesondere für den Betrieb mit Kohlenwasserstoffen wie Propan (R290).
Vorteile von Kohlenwasserstoffen (HC)
Kohlenwasserstoffe ohne Ozone Depletation Potential (ODP) und mit einem nur geringen GWP-Wert sind eine geeignete Option sowohl im Bereich der Kühlung als auch bei der Klimatisierung. Sie sind fast alle ungiftig, haben günstige thermodynamischen Eigenschaften im Vergleich z. B. mit R 404 A und sind bezüglich ihrer Leistung bei den meisten Anwendungen mit den HFC vergleichbar, in einigen Fällen sogar besser. Darüber hinaus sind sie effizienter und erlauben einen geringeren Arbeitsdruck, was die Kältekompressoren weniger beansprucht und eine längere Lebensdauer ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil der gängigsten Kohlenwasserstoffe ist die Kompatibilität mit den bei HFC-Anlagen verwendeten Kälteölen und Materialien. Die HC-Kältemittel entsprechen der Sicherheitsklasse A3 und müssen daher von kompetentem Personal gehandhabt werden.
Frascold hat diverse Verdichterlinien mit Schraube und Zylindern für den Betrieb mit den wesentlichen HC (R 290, R 1270, R 600 a, etc.) entwickelt, die sicher, zuverlässig, effizient und umweltfreundlich arbeiten, den Anforderungen der europäischen ATEX-Richtlinie 2014 / 34 / EU (Gruppe 2) entsprechen und sich zur Verwendung mit Kohlenwasserstoffen der Gruppe IIB eignen.
Vorteile von CO2-Anlagen
Das natürliche Kältemittel, in das die größten Erwartungen gesetzt werden, ist aktuell das Kohlendioxid (CO2). Es hat zahlreiche umwelttechnische Vorteile, darunter einen ODP-Wert von Null und einen GWP-Wert von 1. Es ist ungiftig, nicht brennbar und hat darüber hinaus vorteilhafte thermodynamische Eigenschaften, darunter einen günstigen Wärmeübertragungskoeffizienten, weniger Sensibilität für Druckverluste sowie eine sehr geringe Viskosität.
CO2-Anlagen erreichen durch ihre im Vergleich zu R 404 A bessere Wärmeübertragung hohe Leistungen und erfordern weniger Pumpleistung, wenn das CO2 als Sekundärkältemittel verwendet wird. Außerdem muss nur mit einem sehr geringen Kondensationsdruck gearbeitet werden, vor allen Dingen bei kältetechnischen Anwendungen.
Diese Eigenschaften ermöglichen den CO2-Anlagen eine höhere Effizienz als HFC-Anlagen. Zusätzlich kann die Effizienz der gesamten R 744-Anlage mittels Wärmerückgewinnung auf Heizzwecke
ausgeweitet werden.
Frascold hat eine umfassende Verdichterpalette für unterkritische und transkritische CO2-Systeme im Programm, das noch kontinuierlich erweitert wird. Die Lösungen weisen eine minimale Ölmitnahme auf, was auf eine besondere Kolbenform mit drei Dichtungsringen und einem vierten Ölschaber zurückzuführen ist, was eine hohe Zuverlässigkeit und Effizienz bewirkt. Weitere Merkmale der Kompressoren sind geringe Vibrationen, ein besseres „Smooth Running“ und ein leiser Betrieb.
Vorteile von HFO-Anlagen
Aktuelle internationale Vorschriften haben die Suche nach Ersatzkältemitteln gefördert, die Leistung, Energieverbrauch und thermodynamische Eigenschaften aufweisen (z. B. die Eintrittstemperatur des Kompressors), die den derzeit noch am meisten verwendeten Kältegasen ähneln, dabei jedoch einen deutlich geringeren GWP-Wert aufweisen.
HFO-Kältemittel entsprechen diesen Anforderungen. Wegen ihrer geringen direkten und indirekten Emissionen arbeiten sie sehr effizient und erlauben hohe Betriebskosteneinsparungen. Nachrüstungen vorhandener Anlagen oder Neuinstallationen sind unproblematisch, was Neuinvestitionen und Fortbildungsanforderungen im Rahmen hält. Durch ihre geringe Toxizität und Brennbarkeit eignen sich HFO-Anlagen für jeden Anwendungsbereich. Frascold führt in Kooperation mit Unternehmen des kälte- und klimatechnischen Sektors Tests und Pilotprojekte mit verschiedenen synthetischen Kältemitteln durch und prüft dabei die Notwendigkeit einer Aktualisierung der verwendeten Komponenten und Öle.
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Bild: Frascold / Calabrese
