So sind viele von ihnen brennbar oder giftig, was einen direkten Einsatz in Gebäuden erschwert oder gar unmöglich macht.
Ein klassisches Beispiel ist Ammoniak, welches oft zur Kühlung von Eisflächen verwendet wird und dabei direkt unter der Oberfläche verdampft. Bei einer Leckage kann das Gas in direkten Kontakt mit den sich auf dem Eis befindenden Personen kommen und gesundheitliche Schäden verursachen.
Die bessere und sicherere Lösung ist in diesem Fall, die Ammoniakanlage in einem gesicherten Maschinenraum zu installieren (Primärkreislauf) und die „Kälte“, mittels eines flüssigen Mediums, über einen Wärmetauscher unter das Eis zu pumpen (Sekundärkreislauf).
Für den Wärmetransport eigenen sich besonders Wasser-Glykol-Gemische. Diese werden unter anderem in klassischen Kälteanlagen, Kaltwassersätzen und Waterloop-Systemen in Supermärkten eingesetzt, aber auch in Wärmepumpen, Warmwassersystemen sowie Fußbodenheizungen und Solaranlagen.
Neben dem Frostschutz steht vor allem die Antikorrosionswirkung als eines der zentralen Qualitätsmerkmale für Kühlsolen im Vordergrund, da sich reines Glykol aggressiv gegenüber Metallen verhält. Es greift deren Oberflächen an und verursacht Rost.
Um die Aggressivität des Glykols zu testen, gibt es den standardisierten Korrosionstest ASTM D 1384, bei dem sich verschiedene Metallplättchen in dem auf 88 °C erwärmten Glykol befinden. Zusätzlich werden 6 l/h Luft eingedüst. Nach 336 Stunden werden die Metallplättchen gewogen, um den Massenabtrag zu bestimmen. Je höher die Differenz zum Ausgangsgewicht der Plättchen ist, desto aggressiver ist das Glykol.
Um den Abtrag von Metall und somit auch Rostablagerungen im System zu vermeiden, gibt Tyczka Industrie-Gase der eigenen Kühlsole TIGSol Inhibitoren (Hemmstoffe) bei. Diese bilden eine Art Schutzschicht auf den Metallen und verhindern somit den Kontakt zu den aggressiven Komponenten. Zusätzlich sind Sauerstofffänger, Härtestabilisatoren, Entschäumer, UV - Tracer und Puffer zum Schutz von sauren Komponenten im Inhibitoren-Paket enthalten.
Verschiedene Arten
Die Effizienz und Langlebigkeit der Kühlsole hängt entscheidend von der Qualität des Korrosionspaketes ab. Deshalb sollte immer ein Produkt verwendet werden, das speziell für die Anwendung in Kälte- und Klimaanlagen konzipiert und freigegeben ist. Dabei bietet TIG zwei verschiedene Kühlsolen an.
TIGSol N ist eine klassische Allzweck-Kühlsole auf Basis von Monoethylenglykol und Korrosionsinhibitoren. Es kann universell eingesetzt werden und ist rot eingefärbt. TIGSol L ist eine klassische Allzweck-Kühlsole für lebensmittelnahe Anwendungen. Seine Basis besteht aus Propylenglykol und Korrosionsinhibitoren und es ist neben dem Lebensmittelsektor auch für Solaranlagen und den Pharmabereich geeignet. Um auch optisch eine Unterscheidung zwischen beiden Produkten zu schaffen, ist TIGSol L grün eingefärbt.
Bild: Tyczka Industrie-Gase
Kühlsolen richtig mischen
Bei der selbstständigen Mischung des Konzentrats mit Wasser gibt es einige Aspekte, denen man Beachtung schenken sollte.
Um einen ausreichenden Schutz gewährleisten zu können, muss die vorgegebene Mindesteinsatzkonzentration von TIGSol eingehalten werden. Diese liegt bei 20 % für TIGSol N und bei 25 % für TIGSol L.
Das Konzentrat sollte unter ständigem Rühren dem Wasser zugegeben werden, bis die Mischung eine gleichmäßige, homogene Farbe aufweist. Um das genaue Mischungsverhältnis der Kühlsole zu bestimmen und somit den Frost- und Rostschutz zu gewährleisten, empfehlen wir den Einsatz eines Refraktometers. Anhand der Lichtbrechung und unter Zuhilfenahme der TIGSol Umrechnungstabelle, kann die genaue Temperatur / Einsatzgrenze der Kühlsole bestimmt werden. Alternativ ist auch ein Fertiggemisch verfügbar.
Tipps zur richtigen Anwendung von Kühlsolen
Generell gilt, dass Wasser in der praktischen Anwendung der Stoff mit der besten spezifischen Wärmekapazität ist und somit am effizientesten Wärmeenergie transportiert. Wenn Wasser jedoch mit einem anderen Stoff vermischt wird, reduziert sich zwangsläufig die Effizienz. Deshalb ist es wichtig, das Mischungsverhältnis dem Einsatzpunkt der Kühlsole anzupassen.
So nimmt zum Beispiel die Viskosität bei sinkender Temperatur zu, was bedeutet, dass die Sole zähflüssiger wird und mehr Pumpenleistung erbracht werden muss. TIGSol L verfügt von Haus aus über höhere Viskositätswerte als TIGSol N. Deshalb sollte TIGSol L vorrangig bei lebensmittelnahen Anwendungen eingesetzt werden.
Bild: Tyczka Industrie-Gase
Zudem unterscheidet sich der Gefrierpunkt der Kühlsolen. So bilden sich bei Wasser-Glykol - Gemischen zunächst nur erste Eiskristalle, die sich zu einem Eisbrei weiter entwickeln können, der jedoch immer noch pumpbar ist, bis es letztendlich zu einer Sprengwirkung kommt. Die Differenz im Temperaturverlauf kann dabei bis zu 10 K betragen.
Auch bei der Auslegung des Sekundärkreislaufes gilt es ein paar Punkte zu beachten. Der Dampfdruck sowie der Druckverlust verändert sich je nach Mischungsverhältnis von Wasser und TIGSol. Hier kann es bei ungünstigen Bedingungen zu einem Unterdruck auf der Pumpensaugseite kommen. Dies führt zu Kavitationsschäden, bei dem zum Beispiel Material am Pumpenlaufrad herausgesprengt werden kann. Bei der Verwendung von Wasser-Glykol - Gemischen muss also auch die Anlagenhydraulik insgesamt betrachtet und diese gegebenenfalls auf mögliche Veränderungen angepasst werden.
