CO2 – das zukunftssichere Kältemittel
Die wachsende umweltspezifische Besorgnis über potenziell direkt in die Atmosphäre abgelassene Emissionen von H-FKW-haltigen Kälteanlagen haben zu einer Renaissance von Kohlenstoffdioxid (CO2) im Bereich der Kältetechnik geführt. Das vor beinahe 100 Jahren als eines der ersten Kältemittel verwendete Gas liefert Umweltvorteile und weitere positive Eigenschaften, die es heute wie in Zukunft zu einer sehr guten Alternative machen.
CO2 ist aus Gründen des Umweltschutzes eine führende Option. Es konnten über viele Jahre hinweg positive Erfahrungen mit verschiedenen Systemkonfigurationen gesammelt werden, insbesondere in Zentral- und Nordeuropa. Die mit diesen Erfahrungen einhergehende Zuversicht garantiert, dass CO2 in absehbarer Zukunft als Langzeitoption gehandelt wird.
Unter Druck
Der Hauptunterschied zu herkömmlichen Kältemitteln besteht in der sehr niedrigen kritischen Temperatur von 31 °C für CO₂ (R-744). Daher erfolgt bei der Wärmeableitung an die Umwelt in der Regel keine Kondensation von Kohlendioxid. Es handelt sich stattdessen um eine progressive Kühlung für dichtes Gas bei einem konstanten Druck, der über den kritischen Druck hinausgeht (subkritischer Zyklus). Dies geschieht natürlich nur dann, wenn kein Kühlkörper bei niedrigen Temperaturen (in der Regel unter 20 °C) zur Verfügung steht. In diesem Fall ist der Kältemittelzyklus subkritisch und verhält sich ähnlich dem Zyklus des herkömmlichen Kältemittels.
CO₂-Kältesysteme erfordern höheren Verdichtungsdruck im Vergleich zu Systemen mit herkömmlichen Kältemitteln. Die gesamten Systeme und deren Komponenten müssen entsprechend konstruiert werden.
Der Tripelpunkt von CO₂ liegt bei 4,2 bar (g). Unter diesem Punkt gibt es keine Flüssigkeitsphase. Bei atmosphärischem Druck sublimiert R-744 direkt zu einem Gas. In festem Zustand hat es eine Oberflächentemperatur von -79 °C. Wenn R-744 unter hohem Druck steht und auf einen Druck unterhalb des Tripelpunkts reduziert wird, setzt es sich direkt als Feststoff ab. Dies wird als Trockeneis bezeichnet.
Was R-744 auszeichnet
Vergleiche zwischen R-744 und anderen Kältemitteln können aufgrund der niedrigen kritischen Temperatur von R-744 irreführend sein. R-744 lässt sich einigermaßen gut mit den HFKW-Kältemitteln vergleichen, wenn der Kreislauf subkritisch ist. Aber wenn der Kreislauf bei hoher Umgebungstemperatur transkritisch wird, lässt sich kein Vergleich ziehen. Was Sie außerdem wissen sollten:
CO₂ (R-744) verfügt aufgrund seiner hohen volumetrischen Kälteleistung über eine allgemein hohe Kälteleistung. Bis zu 5-mal höher als R-404A.
Dies wirkt sich positiv auf das Hubvolumen des Verdichters und die Auslegung von Wärmetauschern und Rohren aus.
Das Verdichtungsverhältnis von R-744 ist kleiner als das von HFKW. Dies kann einen höheren isentropen Wirkungsgrad des Verdichters mit sich bringen.
R-744 verfügt aufgrund des hohen Drucks, der hohen Dichte und der guten thermophysikalischen Eigenschaften über eine hohe Wärmeübertragungsleistung. Diese Eigenschaften sind eine hohe Wärmeleitfähigkeit, der hohe Wert der spezifischen Wärmekapazität der Flüssigkeit und niedrige Werte der kinematischen Viskosität.
Dadurch werden niedrigere Temperaturunterschiede zwischen dem Kältemittel und der Sekundärflüssigkeit erzielt, was die Systemeffizienz verbessert.
Das Beste aus zwei Welten
Heutzutage ist die Beschaffung der notwendigen Ausrüstung für Systeme, die mit CO₂ betrieben werden, kein Problem mehr. Frühe CO₂-Projekte waren durch hohe Investitionskosten gekennzeichnet, doch diese Kosten gehen nun tendenziell zurück. Das Kältemittel selbst ist zu einem Bruchteil der Kosten für einige dedizierte HFKW erhältlich.
CO₂ ist aufgrund dieser vielen Vorteile ein beliebtes Kältemittel. Sein kontinuierlicher Erfolg als führendes Kältemittel wird nun durch einen technologischen Sprung weiter vorangetrieben. Intensive Forschung und Entwicklung, Investitionen und technisches Know-how haben zu den am sehnlichsten herbeigesehnten Innovationen der Branche geführt: Es ist uns gelungen, die Scroll-Technologie auf das Kältemittel CO₂ in Anwendungen mit Medien- und Tieftemperaturen anzuwenden. So wird das Beste aus beiden Welten allgemein verfügbar.
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Unsere innovativen CO₂-Scrollverdichter machen dieses natürliche Kältemittel einfach und wirtschaftlich nutzbar in kleinen bis mittleren Supermarktgrößen und ermöglichen die großflächige Einführung in allen Regionen der Welt. In Verbindung mit unserer innovativen Verdichterreihe haben wir außerdem eine neue Reihe von Verflüssigungssätzen entwickelt, die hochmoderne Scroll-Technologie mit intelligenter elektronischer Regelung kombinieren.
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