Kältemittel

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Kältemittel transportieren Enthalpie (das heißt Wärmeenergie) von dem Kühlgut zur Umgebung. Der Unterschied zum Kühlmittel ist, dass ein Kältemittel in einem Kältezyklus dies entgegen einem Temperaturgradienten tun kann, so dass die Umgebungstemperatur sogar höher sein darf als die Temperatur des zu kühlenden Gegenstandes, während ein Kühlmittel lediglich in der Lage ist, in einem Kühlzyklus die Enthalpie entlang des Temperaturgradienten zu einer Stelle niedrigerer Temperatur zu transportieren.

Nach DIN EN 378-1 Abs. 3.7.1 ist das Kältemittel definiert als „Fluid, das zur Wärmeübertragung in einer Kälteanlage eingesetzt wird, und das bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck Wärme abgibt, wobei üblicherweise Zustandsänderungen des Fluids erfolgen.“ bzw. nach DIN 8960 Abs. 3.1 als „Arbeitsmedium, das in einem Kältemaschinenprozess bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck Wärme abgibt.“ Die Definitionen nach DIN beziehen sich auf Kompressions-Kältemaschinen. Als Zustandsänderung im Sinne der Norm ist eine Änderung des Aggregatzustandes gemeint (siehe Kältemaschine).

Kältemittel werden in geschlossenen oder offenen Kälteanlagen als Arbeitsmedium eingesetzt. Während bei Kältemitteln im engeren Sinne Wärme durch Verdampfung bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur aufgenommen wird, geschieht dies in einer Kältemischung chemisch durch eine Mischungs- oder Lösungsreaktion. Die Regeneration erfolgt daher bei Kältemitteln durch Verflüssigung (in einem konventionellen Verdichter mit nachfolgendem Verflüssiger), bzw. bei Kältemischungen durch Entmischung (in einem „thermischen Verdichter“ einer Absorptionskältemaschine).

Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser, aber auch Kohlenwasserstoffe und Luft werden, im Gegensatz zu halogenierten Kohlenwasserstoffen, auch als natürliche Kältemittel bezeichnet, da diese Substanzen in der Natur vorkommen. Dabei wird außer Acht gelassen, dass auf natürlichem Wege sowohl von Mikroorganismen und Pflanzen als auch infolge vulkanischer Tätigkeit nicht unerhebliche Mengen an halogenierten Kohlenwasserstoffen freigesetzt werden[1]. Natürliche Kältemittel tragen nicht zum Abbau der Ozonschicht bei und haben entweder keinen oder nur einen sehr geringen direkten Einfluss auf den Treibhauseffekt.

Historische Entwicklung[Bearbeiten]

Als erstes „professionelles“ Kältemittel wurde zunächst Diethylether eingesetzt, dann auch Ammoniak (R-717). Ammoniak wird seit über 130 Jahren in Industriekälteanlagen verwendet und gilt als umweltfreundlich, wirtschaftlich und energieeffizient. Ebenfalls über eine lange Tradition in der Kältetechnik verfügt das Kältemittel Kohlenstoffdioxid (R-744).[2]

Ein Nachteil dieser Kältemittel ist jedoch die physiologische Gefährlichkeit (Lungenschäden; bei Diethylether auch Narkosewirkung). Ammoniak besitzt jedoch einen charakteristischen Geruch und ist bereits ab einer Konzentration von 3 mg/m³ in der Luft wahrnehmbar. Die Warnwirkung tritt deshalb lange vor einer gesundheitsschädlichen Konzentration (> 1.750 mg/m³) ein.[3] Diethylether ist sehr leicht entflammbar und bildet mit Luft ein explosives Gemisch.

Demgegenüber haben die in den 1930er Jahren auf den Markt gebrachten synthetischen Kältemittel, die auch als Sicherheitskältemittel bezeichnet werden, auf Basis von Halogenkohlenwasserstoffe den Vorteil, dass sie keine direkte Giftigkeit oder Brennbarkeit aufweisen. Durch die Variation der chemischen Zusammensetzung konnte ein breites Spektrum an Eigenschaften erschlossen werden. Gängige kommerzielle Bezeichnungen für diese Halogenkohlenwasserstoffe sind die Begriffe Freon (Fa. DuPont) bzw. Frigen (Fa. Hoechst), gefolgt von den Kürzeln für die jeweiligen chemischen Zusammensetzungen. So stehen z. B. die Bezeichnungen Freon 502 und Frigen 502 für das gleiche Kältemittel, für welches heute firmenneutral das Kurzzeichen R-502 (R für Refrigerant) verwendet wird.

Die in den 1980er Jahren nachgewiesene Gefahr der vor allem mit Chlor und Brom halogenierten Kohlenwasserstoffe (FCKW und Halone) ist jedoch, dass sie im Wesentlichen für den Ozon-Abbau verantwortlich sind und den Treibhauseffekt verstärken. Ihr Einsatz in Neugeräten wurde daher auf Grundlage der FCKW-Halon-Verbots-Verordnung verboten.

Die chlorierten Kohlenwasserstoffe (FCKW, HFCKW) wurden in den 1990er Jahren durch eine Vielzahl von fluorierten Kohlenwasserstoffen (FKW, HFKW) ersetzt. Diese lediglich mit Fluor halogenierten Kohlenwasserstoffe besitzen kein Ozonabbaupotential, dafür aber ein zum Teil erhebliches Treibhauspotential. So trägt das häufig verwendete HFKW R-404A rund 3.900-mal stärker zum Treibhauseffekt bei als Kohlenstoffdioxid.[4]

Nichthalogenierte brennbare Kohlenwasserstoffe wie Butan (R-600/R-600a) oder Propan (R-290) werden bislang aufgrund der Brennbarkeit überwiegend in Anwendungsnischen eingesetzt. In Kühl- und Gefrierschränken mit typischen Kältemittel-Füllmengen von 50 bis 150 g werden in Deutschland fast ausschließlich nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt. Größere Kälteanlagen werden wegen der erforderlichen Explosionsschutzmaßnahmen bislang nur selten mit diesen Kältemitteln befüllt.

Daher wird neuerdings auch verstärkt das nichtbrennbare und kaum umweltgefährdende Kohlenstoffdioxid (R-744) eingesetzt. Es trägt nicht zum Ozonabbau bei und besitzt ein vielfach geringeres Treibhaus-Potential als herkömmliche Kältemittel, wie etwa Fluorkohlenwasserstoffe. Als Arbeitsmedium in Fahrzeug-Klimaanlagen, Warmwasserpumpen, Getränkeautomaten als auch in der Supermarkt- und Transportkühlung findet das Kältemittel CO2 bereits Anwendung. Aufgrund der im Vergleich zu den Kohlenwasserstoffverbindungen hohen Systemdrücke sowie der niedrigen kritischen Temperatur ist eine Neuentwicklung der kältetechnischen Komponenten erforderlich, die jedoch in vielen Anwendungsbereichen bereits angelaufen oder abgeschlossen ist. Systembedingt sind Wärmepumpen mit R744 jedoch nur dann sinnvoll einsetzbar, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf mindestens 50 °C beträgt.

In der Kältetechnik hat Kohlenstoffdioxid eine lange Tradition. Bereits vor mehr als hundert Jahren wurde es verwendet, bevor es durch die synthetischen Kältemittel weitgehend verdrängt wurde. Dank seiner Umweltverträglichkeit wird es heute wieder verstärkt eingesetzt. Als Kältemittel wurde Kohlenstoffdioxid zuerst von Alexander Twinning in seinem Britischen Patent von 1850 vorgeschlagen. Die erste CO2-Kompressionskältemaschine in Europa wurde 1881 von Carl von Linde gebaut, von MAN hergestellt und 1882 bei der Friedrich Krupp AG in Essen in Betrieb genommen.

Nach dem Verbot der FCKW und HFCKW sind mittlerweile auch die als Ersatzkältemittel genutzten Substanzen wie FKW und HFKW in die Kritik geraten. Auf Grund ihrer klimaschädigenden Wirkung sehen sie sich einer Verbotsdiskussion ausgesetzt. So wurden FKW und HFKW 1997 als Treibhausgase in das Kyoto-Protokoll aufgenommen. 2006 hat die EU die F-Gase-Verordnung verabschiedet, die Vorgaben hinsichtlich der Verwendung von FKW und HFKW macht und auf eine Verminderung ihrer Emissionen abzielt. Die klimaneutralen Kältemittel sind von den Regelungen nicht betroffen.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Kältemittel sollten idealerweise folgende Eigenschaften besitzen:

  • große spezifische Verdampfungsenthalpie
  • hohe volumetrische Kälteleistung
  • hohe Wärmeleitfähigkeit
  • hohe kritische Temperatur
  • kein Temperaturglide
  • niedrige Viskosität
  • nicht brennbar oder explosiv
  • kein Ozonabbaupotential
  • kein Treibhauseffekt
  • nicht giftig
  • bei Austritt durch Geruch wahrnehmbar
  • nicht korrosiv
  • sollten mit dem Schmiermittel kompatibel sein

Sicherheitsgruppen, L-Gruppen, Aufstellungsbereiche[Bearbeiten]

Die Kältemittel sind entsprechend Brennbarkeit und Giftigkeit eingeordnet (EN 378-1 Anh. E) in die Sicherheitsgruppen A1, A2, A3, B1, B2, B3. Die Buchstaben stehen dabei für

A = Geringere Giftigkeit
B = Größere Giftigkeit

die Zahlen für

1 = Keine Flammenausbreitung
2 = Geringere Brennbarkeit
3 = Größere Brennbarkeit.

Zur einfacheren Handhabung werden die Sicherheitsgruppen A1, B1, A2 ... usw. in den sogenannten L-Gruppen L1, L2, L3 (EN 378-1 Abs. 5.4.2) zusammengefasst:

L1 beinhaltet A1
L2 beinhaltet B1, A2, B2
L3 beinhaltet A3, B3

Des Weiteren lassen sich bei Kälteanlagen nach der Art der Aufstellung drei Aufstellungsbereiche A, B, C unterscheiden (EN 378-1 Anh. C):

A = Alle kältemittelführenden Teile in Personen-Aufenthaltsbereich
B = Hochdruckseite der Kälteanlage in Maschinenraum oder im Freien
C = Alle kältemittelführenden Teile in Maschinenraum oder im Freien

Abhängig von der L-Gruppe und dem Aufstellungsbereich gelten Anforderungen an die zulässigen Kältemittelfüllmengen (EN 378-1 Anh. C).

Üblicherweise verwendete Kältemittel[Bearbeiten]

Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen natürlichen und synthetischen Kältemitteln. Unter natürlichen Kältemitteln versteht man Substanzen, die in der Natur vorkommen, wie z.B. Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffdioxid, Ammoniak, Wasser und Luft. Charakteristisch ist die Zusammensetzung aus den Elementen Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Synthetische Kältemittel werden künstlich erzeugt. Zu diesen Stoffen zählen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (H-FCKW) sowie Fluorkohlenwasserstoffe und teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (FKW und H-FKW)

Zu den natürlichen Kältemitteln[Bearbeiten]

Ammoniak (R-717)[Bearbeiten]

Ammoniak ist ein klassisches klimaneutrales Kältemittel, das vorwiegend in Großanlagen wie Tiefkühlhäusern, Schlachthäusern, Brauereien, zentraler Kälteerzeugung in der Chemie und in Eislaufbahnen zu Einsatz kommt. Es werden auch kompakte Kaltwasserkälteanlagen angeboten, die eine relativ geringe Kältemittelmenge aufweisen, um das Gefahrenpotential zu reduzieren. Allerdings konnten kompakte Ammoniakkälteanlagen nur in geringem Umfang Einsatzbereiche der Kohlenwasserstoff-Kältemittel ersetzen.

Summenformel NH3
Spezifische Verdampfungsenthalpie (−10 °C) ca. 1.300 kJ/kg
Volumetrische Kälteleistung (−10 °C) ca. 3.100 kJ/m³
Siededruck (−10 °C) 2,91 bar
Siededruck (+20 °C) 8,57 bar
Siedetemperatur (1 bar) −33 °C
Kritischer Punkt +132,36 °C / 113,61 bar

Ammoniak besitzt eine sehr große spezifische Verdampfungsenthalpie, die umlaufende Kältemittelmasse ist daher relativ klein. Es bietet darüber hinaus die Vorteile einer äußerst geringen Entflammbarkeit und trägt nicht zum Treibhauseffekt oder Ozonabbau bei (Halbwertszeit in der Atmosphäre ca. 14 Tage). Ein Nachteil ist seine Giftigkeit; Schäden entstehen vor allem durch Verätzung der Lungen und der Augen, da Ammoniak mit Wasser eine basisch reagierende Lösung bildet: NH3 + H2O → NH4+ + OH- Der stechende Geruch ist allerdings bereits in sehr geringen Konzentrationen (5 ppm) wahrnehmbar, weit unterhalb der maximalen Arbeitsplatzkonzentration (MAK-Wert, 50 ppm - neue Bezeichnung TRGS 900 AGW (Technische Regeln Gefahrstoff ArbeitsplatzGrenzWert) neue Werte 20 (40) ppm 20 ppm innerhalb 8 Stunden Arbeitszeit bzw. innerhalb 8 Stunden Arbeitszeit 4 mal 15 Minuten mit 40 ppm). Aufgrund dieser ausgezeichneten Warnwirkung wird Ammoniak trotz seiner physiologischen Gefährlichkeit der Sicherheitsgruppe B2 (größere Giftigkeit, geringere Brennbarkeit lt. EN 378-1:2008-06 Anhang Tabelle E.1) und damit der L-Gruppe L2b zugeordnet. Ammoniak-Anlagen sind üblicherweise in der Nenndruckstufe PN 25 ausgeführt (EN 378-2 Abs. 5.1). Der Installationsaufwand für Ammoniakkälteanlagen ist größer, da im Gegensatz zu Anlagen mit Kohlenwasserstoffen keine Buntmetalle (etwa Kupferrohre, Messing-Fittinge) eingesetzt werden können.

Kohlenstoffdioxid (R-744)[Bearbeiten]

Summenformel CO2
Spezifische Verdampfungsenthalpie (−10 °C) ca. 260 kJ/kg
Volumetrische Kälteleistung (−10 °C) ca. 18400 kJ/m³
Siededruck (−10 °C) 26,49 bar
Siededruck (+20 °C) 57,29 bar
Siedetemperatur (1 bar) nicht flüssig unterhalb 5,2 bar
Kritischer Punkt +30,98 °C / 73,77 bar

Kohlenstoffdioxid besitzt eine sehr große volumetrische Kälteleistung, das umlaufende Kältemittelvolumen ist daher relativ klein. Auch Kohlenstoffdioxid hat den Vorteil, nicht entflammbar zu sein, und trägt nicht zum Ozonabbau bei. Nichtfossiles Kohlenstoffdioxid gilt als klimatisch unbedenklich, da es in den biologischen Kreislauf eingebunden ist; dagegen erhöht die Freisetzung von Kohlenstoffdioxid aus fossilen Quellen die Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre und fördert damit den Treibhauseffekt. Allerdings beträgt der Treibhauseffekt je Masseneinheit lediglich etwa 1/1000 im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Fluorkohlenwasserstoffen (R-134a, R-404A). Im Vergleich zu Ammoniak ist Kohlenstoffdioxid wenig giftig; es ist allerdings schwerer als Luft und kann bereits in Konzentrationen von etwa 8 % durch Behinderung der Atmung tödlich wirken. Zwar prickelt es in höheren Konzentrationen in der Nase, da es mit Wasser Kohlensäure bildet; eine nennenswerte Warnwirkung besteht jedoch nicht, da es geruchlos ist.

Kohlenstoffdioxid zählt zur Sicherheitsgruppe A1 (geringere Giftigkeit, keine Flammenausbreitung) und damit zur L-Gruppe L1. Einen Nachteil stellen die relativ hohen Betriebsdrücke dar. Üblicherweise unterscheidet man unterkritische oder subkritische CO2-Kälteanlagen und überkritische oder transkritische Anlagen. Subkritischen Kohlenstoffdioxid-Anlagen sind daher üblicherweise in Nenndruckstufe PN 40 oder PN 64 ausgeführt (EN 378-2 Abs. 5.1). Beim Abschalten der Anlage und Erwärmung auf die Umgebungstemperatur treten allerdings wesentlich höhere Drücke auf, so dass das Kältemittel entweder in einen Hochdruckbehälter überführt werden muss oder eine Notkühlung zu installieren ist.

Komponenten für diese Anlagen sind mittlerweile verfügbar und Kohlenstoffdioxid wird in kommerziellen Anlagen angewandt. Es wird teilweise in zweistufigen Kälteanlagen für den Primärkreis (tiefste Verdampfungstemperatur) verwendet, wobei für den Sekundärkreis (höhere Verdampfungstemperatur) Ammoniak als Kältemittel verwendet wird. Ein wesentlicher Vorteil von Kohlenstoffdioxid besteht darin, dass im Gegensatz zu Ammoniak bei Leckagen an den Direktverdampfern die zu kühlenden Produkte nicht kontaminiert werden. Dies ist z. B. bei der Kühlung von Lebensmitteln und Pharmaprodukten ein entscheidender Vorteil. Zweistufige Kälteanlagen, bei denen beide Druckstufen mit dem Kältemittel Kohlenstoffdioxid betrieben werden mit überkritischer Verflüssigung, werden mittlerweile auch im technischen Maßstab eingesetzt. Die Versuche zur Anwendung von Kohlenstoffdioxid in Autoklimaanlagen sind wegen relativ hoher Kosten zwar rückläufig, könnten infolge des Scheiterns der Umstellung von R-134a auf R-1234yf jedoch wieder vermehrt angegangen werden.[5]

Wasser[Bearbeiten]

Wasser (R-718) ist aufgrund seines Gefrierpunktes nur oberhalb von 0 °C als Kältemittel verwendbar und wird wegen der niedrigen Drücke und somit großvolumiger Anlagen nur in Sonderfällen eingesetzt. Dagegen ist es aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität gut als Kühlmittel geeignet.

Kohlenwasserstoffe[Bearbeiten]

Summenformel C2H2F4
Spezifische Verdampfungsenthalpie (−10 °C) ca. 217 kJ/kg
Volumetrische Kälteleistung (−10 °C) ca. 2100 kJ/m³
Siededruck (−10 °C) 2,01 bar
Siededruck (+20 °C) 5,72 bar
Siedetemperatur (1 bar) −26,3 °C

Eigenschaften am Beispiel von 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R-134a); die Eigenschaften anderer Kohlenwasserstoffe können je nach der chemischen Zusammensetzung auch deutlich abweichen.

Kohlenwasserstoffe besitzen typischerweise spezifische Verdampfungsenthalpien in der Größenordnung von 200 kJ/kg. Die Entflammbarkeit kann sehr unterschiedlich sein; so ist zum Beispiel R-600 (Butangas) sehr leicht, R-13B1 (Bromtrifluormethan) dagegen nicht entflammbar. Auch das Ozonabbaupotential und der Treibhauseffekt können sehr unterschiedlich sein. Kohlenwasserstoffe sind schwach bis mäßig giftig; sie wirken fettlösend und greifen die Lungen an. Manche Halogenierten Kohlenwasserstoffe wirken betäubend und werden teilweise als Narkosemittel eingesetzt (vgl. Chloroform CCl3H). Der Geruch ist schwach bis stark und lösemittelartig.

Zu den synthetischen Kältemitteln[Bearbeiten]

Halogenierte Kohlenwasserstoffe zählen zu den L-Gruppen L1 oder L2, nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe zu den L-Gruppen L2 oder L3. Kohlenwasserstoffanlagen sind üblicherweise in PN 25 ausgeführt (EN 378-2 Abs. 5.1).

Kohlenwasserstoffe werden eingeteilt in halogenierte Kohlenwasserstoffe und nichthalogenierte Kohlenwasserstoffe. Die gebräuchlichen Abkürzungen bedeuten (EN 378-1 Abs. 3.7.9):

Abkürzung Bezeichnung Halogenierung Enthaltene Elemente
HFCKW Hydrogen-Fluor-Chlor-Kohlen-Wasserstoff Teilhalogeniert H, F, Cl, C
HFKW Hydrogen-Fluor-Kohlen-Wasserstoff Teilhalogeniert H, F, C
FCKW Fluor-Chlor-Kohlen-Wasserstoff Vollhalogeniert F, Cl, C
FKW Fluor-Kohlen-Wasserstoff Vollhalogeniert F, C
KW Kohlen-Wasserstoff Nichthalogeniert H, C

HFCKW[Bearbeiten]

Teilhalogenierte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (HFCKW) werden als Kälte-, Treib- oder Lösungsmittel eingesetzt. HFCKW sind synthetisch hergestellte Substanzen, die chemisch stabil, unbrennbar sowie geruchs- und geschmacksneutral sind. Bei ihnen handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, deren Wasserstoffatome teilweise durch die Halogene Fluor und Chlor ersetzt wurden. Im Vergleich zu den FCKW (z. B. R 12 mit ODP = 1) haben sie ein geringeres Ozonabbaupotenzial (ODP = 0,02–0,06) und einen geringeren direkten Treibhauseffekt (GWP = 76–2.270). In Europa sind HFCKW als Kältemittel in Neuanlagen nicht mehr erlaubt. Vertreter: R 22, R 123, R 124, R 141b, R 142b

HFKW[Bearbeiten]

Teilhalogenierte Fluor-Kohlenwasserstoffe (HFKW) haben kein Ozonabbaupotenzial (ODP = 0) und im Vergleich zu den PFKW einen geringeren direkten Treibhauseffekt (GWP = 122–14.310) und eine geringere Lebensdauer (1,4–270 Jahre). Der Einsatz von HFKW soll entsprechend der europäischen F-Gase-Verordnung und dem Kyoto-Protokoll erheblich reduziert werden. Vertreter: R 23, R 125, R 134 a, R 152 a, R 404 A, R 407 C, R 410 A, R 507 A

FCKW[Bearbeiten]

Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) wurden in Europa seit den 50er Jahren als Kältemittel, Treibgase oder Reinigungsmittel eingesetzt. FCKW sind künstlich hergestellte Substanzen, die stabil, nicht brennbar sowie geruchs- und geschmacksneutral sind. Bei ihnen handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, deren Wasserstoffatome vollständig durch die Halogene Fluor und Chlor ersetzt wurden. Sie haben ein sehr hohes Ozonabbaupotenzial (ODP = 1) und einen hohen direkten Treibhauseffekt (GWP = 4.680–10.720). In Europa sind FCKW heute verboten. Vertreter: R 11, R 12, R 13, R 113

FKW[Bearbeiten]

Fluor-Kohlenwasserstoffe (FKW) werden seit 1995 in der Nachfolge von FCKW beziehungsweise HFCKW als Kältemittel, Treibgas oder Lösungsmittel verwendet. FKW sind künstlich hergestellte Substanzen, die stabil, nicht brennbar sowie geruchs- und geschmacksneutral sind. Bei ihnen handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, deren Wasserstoffatome teilweise (HFKW) oder vollständig (PFKW) durch Fluor ersetzt wurden. Die FKW sind im Rahmen des Kyoto-Protokolls erfasst. In der Europäischen Union bestehen erste Restriktionen für Anwendungen mit hohen Verbräuchen wie zum Beispiel Pkw-Klimatisierung. Weitere Einschränkungen zum Einsatz von FKW werden erwartet. Es werden Per-Fluor-Kohlenwasserstoffe (PFKW) und teilhalogenierte Fluor-Kohlenwasserstoffe eingesetzt.

PFKW[Bearbeiten]

Per-Fluor-Kohlenwasserstoffe (PFKW) haben kein Ozonabbaupotenzial (ODP = 0), aber aufgrund der vollständigen Substitution der Wasserstoffatome durch Fluor einen sehr hohen direkten Treibhauseffekt (GWP = 5.820–12.010) und eine extrem hohe Lebensdauer (3.200–50.000 Jahre). Der Einsatz von PFKW soll entsprechend der europäischen F-Gase-Verordnung und dem Kyoto-Protokoll stark reduziert werden. Vertreter: R 14, R 116, R 218

Einfluss auf Ozonschicht und Treibhauseffekt[Bearbeiten]

Während Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und die nichthalogenierten Kohlenwasserstoffe weitgehend umweltverträglich sind, haben die halogenierten Kohlenwasserstoffe in dieser Hinsicht zwei Nachteile:

Zum einen zerstören die aus den chlorierten und bromierten Kohlenwasserstoffen in größeren Höhen unter UV-Einstrahlung freigesetzten Chlor- und Bromradikale, die Ozonschicht:

O3 + Cl → O2 + ClO
O3 + ClO → 2O2 + Cl

gesamt also

2 O3 → 3 O2

Chlor wird bei dieser Reaktion also nicht verbraucht, sondern kann immer aufs Neue Ozonmoleküle (O3) in normale Sauerstoffmoleküle (O2) umwandeln. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je geringer die Stabilität und je höher der Chloranteil der Verbindung ist. Je stärker die Ozonschicht geschädigt ist, desto mehr der kurzwelligen UV-Anteile werden bis zur Erdoberfläche durchgelassen. Zahlenmäßig erfassbar wird der Beitrag eines Kältemittels zum Abbau der Ozonschicht durch das Ozonabbaupotential (ODP); dieses ist per Definition für Trichlorfluormethan (R-11) gleich 1,0. Besonders hohe Ozonabbaupotentiale von bis zu 10 haben bromierte Kohlenwasserstoffe wie z.B. Bromtrifluormethan (R-13B1); die ODP-Werte der noch zugelassenen Kältemittel liegen außer bei Chlordifluormethan (R-22) nahe Null. Kältemittel aus den Gruppen der FKW und HFKW tragen nicht zum Abbau der stratosphärischen Ozonschicht bei (ODP = 0).

Zum anderen tragen halogenierte Kohlenwasserstoffe ähnlich wie CO2 zum Treibhauseffekt bei. Dabei wird kurzwellige Strahlung beim Auftreffen auf die Erdoberfläche in langwellige Strahlung umgewandelt, diese wird dann von der Kohlenstoffdioxidschicht (bzw. der FCKW- oder Halon-Schicht) reflektiert. Während CO2 und Kohlenwasserstoffe aus nichtfossilen Quellen jedoch unbedenklich, da in den biologischen Kreislauf eingebunden sind, gilt dies nicht für künstlich erzeugte und biologisch kaum abbaubare Halogenierte Kohlenwasserstoffe. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je höher die Stabilität der Verbindung ist. Zahlenmäßig erfassbar wird der Beitrag eines Kältemittels zum Treibhauseffekt durch das Treibhauspotential (GWP) (nach DIN 8960 Tab. 2); dieser ist per Definition für CO2 gleich 1,0. Analog dazu wurde speziell für Halogenierte Kohlenwasserstoffe der HGWP-Wert (Halocarbon Global Warming Potential) eingeführt; im Unterschied zum GWP-Wert ist der HGWP-Wert für Trichlorfluormethan (R-11) gleich 1,0. Ein besonders hohes Treibhauspotential von ca. 12000 erreichen Chlortrifluormethan (R-13) und Fluoroform (R-23); das Treibhauspotential der heute üblichen Kältemittel liegt bei 2000 bis 4000.

Ozonabbaupotential (ODP) Treibhauspotential (GWP)
Ammoniak (NH3) 0 0
Kohlendioxid (CO2) 0 1
Kohlenwasserstoffe (Propan C3H8, Butan C4H10) 0 3
Wasser (H2O) 0 0
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) 1 4.680 - 10.720
Teilhalogenierte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (HFCKW) 0,02 - 0,06 76 - 2.270
Per-Fluor-Kohlenwasserstoffe (PFKW) 0 5.820 - 12.010
Teilhalogenierte Fluor-Kohlenwasserstoffe (H-FKW) 0 122 - 14.310

Wegen der ozonabbauenden Wirkung wurde 1987 unter Beteiligung von etwa 70 Nationen der Ausstieg aus Herstellung und Verwendung der FCKW beschlossen („Montreal-Protokoll“) und in nationale Bestimmungen übernommen, so für Deutschland durch einen Beschluss des Bundeskabinetts vom 30. Mai 1990 („Verordnung zum Verbot von bestimmten die Ozonschicht abbauenden Halogenierten Kohlenwasserstoffen“, „FCKW-Halon-Verbots-Verordnung“; Halon = halogenierter Kohlenwasserstoff, der neben Fluor oder Chlor auch Brom enthält). Die FCKW wurden in der Folge durch andere Halogenierte Kohlenwasserstoffe ersetzt, in denen die Chloratome teilweise, wie in den HFCKW oder ganz, wie in den HFKW, FKW und KW, durch Fluor- oder Wasserstoffatome ausgetauscht sind. Für die chemischen Eigenschaften der einzelnen Zusammensetzungen gilt dabei generell, dass die Verbindung durch einen hohen Wasserstoffanteil brennbar, durch einen hohen Chloranteil giftig und durch einen hohen Fluoranteil stabil wird.

Um die alten FCKW-Anlagen unter möglichst gleichen Bedingungen weiterbetreiben zu können, sollten die als Ersatzkältemittel verwendeten HFCKW, HFKW, FKW und KW möglichst gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen, was sich in manchen Fällen nur mit Mischungen erreichen lässt. Diese Mischungen werden nach ihrem Siedeverhalten in zeotrope und azeotrope Gemische unterteilt (DIN 8960 Abs. 3.6): Zeotrope (= nichtazeotrope) Gemische haben einen Siedebereich (= Temperaturglide, Differenz zwischen Siede- und Taupunkttemperatur bei konstantem Druck), und entmischen sich beim Sieden; Flüssigkeit und Dampf haben dabei unterschiedliche Zusammensetzungen. Azeotrope Gemische haben einen Siedepunkt und entmischen sich nicht beim Sieden, Flüssigkeit und Dampf haben also die gleiche Zusammensetzung

Benennung[Bearbeiten]

Die allgemeine Benennung der Kältemittel (DIN 8960 Abs. 6) erfolgt durch den Buchstaben R und nachfolgend drei (Sonderfälle: zwei oder vier) Ziffern z, also in der Form R-zzz, unter Umständen auch mit angehängten Buchstaben b in der Form eines Kurzzeichens R-zzzbb.

Das „R“ steht für Refrigerant, englisch für Kältemittel.

Die Ziffernfolge „zzz“ lässt Rückschlüsse auf die Summenformel zu. Die dritte Ziffer von links ergibt die Gruppenzuordnung.

Die Buchstabenfolge „bb“ bezeichnet Variationen in der Strukturformel.

Benennung der organischen Kältemittel[Bearbeiten]

Die Benennung der organischen Kältemittel erfolgt nach dem Schema (DIN 8960 Abs. 6.1)

R- | c – 1 | h + 1 | f;
Die erste Ziffer ist um 1 kleiner als die Anzahl c der Kohlenstoffatome,
die zweite Ziffer ist um 1 größer als die Anzahl h der Wasserstoffatome, und
die dritte Ziffer ist gleich der Anzahl f der Fluoratome je Molekül;
die Anzahl der Chloratome ist gleich der Anzahl der restlichen Bindungen.

Ein Molekül des Kältemittels R-123 zum Beispiel besteht daher aus

c = 1 + 1 = 2 Kohlenstoffatomen,
h = 2 – 1 = 1 Wasserstoffatomen und
f = 3 Fluoratomen;

die zwei restlichen Bindungen werden durch zwei Chloratome aufgefüllt. Die Summenformel ist demnach C2HF3Cl2, es handelt sich also um Dichlortrifluorethan.

Sonderfälle

Falls die Anzahl c der Kohlenstoffatome 1 ist, ist c - 1 = 0. Die erste Ziffer wird in diesem Fall nicht ausgeschrieben, und nach dem Buchstaben R folgen unmittelbar die zweite und die dritte Ziffer. Das Kältemittel R-22 (eigentlich R-022) zum Beispiel besteht daher aus

c = 0 + 1 = 1 Kohlenstoffatomen,
h = 2 – 1 = 1 Wasserstoffatomen und
f = 2 Fluoratomen;

die eine restliche Bindung wird durch ein Chloratom aufgefüllt. Die Summenformel ist also CHF2Cl, es handelt sich also um Chlordifluormethan.

Falls die Verbindung Brom enthält, wird der Benennung der Großbuchstabe B angefügt, gefolgt von der Anzahl der Bromatome. Das Kältemittel R-13B1 zum Beispiel besteht aus

c = 0 + 1 = 1 Kohlenstoffatomen,
h = 1 – 1 = 0 Wasserstoffatomen und
f = 3 Fluoratomen;

die eine restliche Bindung wird durch ein Bromatom aufgefüllt (Die Anzahl eventuell vorhandener Chloratome wird um die Anzahl der Bromatome verringert). Die Summenformel ist demnach CF3Br, es handelt sich also um Bromtrifluormethan.

Falls es sich um eine ungesättigte organische Verbindung handelt, wird vor die erste Ziffer noch eine 1 eingefügt. Das Kältemittel R-1150 zum Beispiel besteht daher aus

c = 1 + 1 = 2 Kohlenstoffatomen,
h = 5 – 1 = 4 Wasserstoffatomen und
f = 0 Fluoratomen;

die eine restliche Bindung ist Teil der Doppelbindung. Die Summenformel ist also C2H4, es handelt sich also um Ethen.

Falls es sich um zyklische Kohlenwasserstoffe handelt, wird vor der Kennzahl noch ein C eingefügt. So wird zum Beispiel Cyclooctafluorbutan, Summenformel C4F8, als R-C318 bezeichnet.

Da lediglich die Ziffern 0 bis 9 zur Verfügung stehen, funktioniert dieses Schema nur bis zu Kohlenwasserstoffen mit maximal 8 Wasserstoffatomen je Molekül.

Für Butan, Summenformel C4H10, mit seinen 10 Wasserstoffatomen zum Beispiel ist also ein anderes Schema erforderlich; es wird daher unter der Gruppe R-6xx geführt (DIN 8960 Abs. 6.3.1).

Angehängte Kleinbuchstaben werden bei den Verbindungen mit zwei oder mehr Kohlenstoffatomen verwendet, um Isomere zu unterscheiden (DIN 8960 Abs. 3.5 und 6.1). Je alphabetisch höher der oder die angehängten Buchstaben, desto größer die Asymmetrie des Isomers. Bei Verbindungen mit zwei Kohlenstoffatomen bekommt das symmetrischste Isomer dabei keinen angehängten Buchstaben; so ist zum Beispiel

R-134 1,1,2,2-Tetrafluorethan,
R-134a dagegen 1,1,1,2-Tetrafluorethan.

Bei Verbindungen mit drei Kohlenstoffatomen (Propan-Derivate) werden zwei Kleinbuchstaben zur Bezeichnung des Isomers benötigt. Der erste Buchstabe bezieht sich dann auf das zentrale Kohlenstoffatom und wird in der Reihenfolge absteigender Masse der Substituenten (H, F und Cl) vergeben:

a b c d e f
-CCl2- -CClF- -CF2- -CHCl- -CHF- -CH2-

Der zweite Buchstabe bezeichnet auch hier die Asymmetrie des Isomers, d. h. wird nach steigender Massendifferenz zwischen den Substituenten an den terminalen Kohlenstoffatomen vergeben; das symmetrischste Isomer erhält den Buchstaben a (im Gegensatz zur Bezeichnungsweise bei den Ethan-Derivaten, bei denen das symmetrischste Isomer keinen Buchstaben erhält).

Zeotrope Gemische von Kohlenwasserstoffen werden unter R-4xx, azeotrope Gemische von Kohlenwasserstoffen unter R-5xx zusammengefasst (DIN 8960 Abs. 6.2). Die beiden letzten Ziffern bezeichnen die qualitative Zusammensetzung; angehängte Großbuchstaben werden hier verwendet, um unterschiedliche Mischungsverhältnisse zu kennzeichnen.

Benennung der anorganischen Kältemittel[Bearbeiten]

Die Benennung der Anorganischen Verbindungen erfolgt nach dem Schema (DIN 8960 Abs. 6.3.2)

R-7zz

Die erste Ziffer, 7, bezeichnet die Gruppe der Anorganischen Verbindungen; die beiden folgenden Ziffern geben die Molmasse an. Das Kältemittel R-717, NH3, hat zum Beispiel eine Molmasse von 17 g.

Angehängte Buchstaben werden verwendet, um Substanzen ähnlicher Molmasse zu unterscheiden. So ist zum Beispiel Kohlenstoffdioxid R-744; für das neue Kältemittel Distickstoffmonoxid (Stickoxydul) ist die Bezeichnung R-744A in der Diskussion.

Kurzzeichen[Bearbeiten]

Kurzzeichen der organischen Kältemittel[Bearbeiten]

R-xx Kohlenwasserstoffe mit 1 Kohlenstoffatom[Bearbeiten]

R-10 CCl4 Tetrachlormethan CKW
R-11 CFCl3 Trichlorfluormethan FCKW
R-12 CF2Cl2 Dichlordifluormethan FCKW
R-12B1 CF2ClBr Bromchlordifluormethan FCKW
R-12B2 CF2Br2 Dibromdifluormethan FCKW
R-13 CF3Cl Chlortrifluormethan FCKW
R-13B1 CF3Br Bromtrifluormethan FCKW
R-14 CF4 Tetrafluormethan FKW
R-20 CHCl3 Chloroform
R-21 CHFCl2 Dichlorfluormethan HFCKW
R-22 CHF2Cl Chlordifluormethan HFCKW
R-22B1 CHF2Br Bromdifluormethan HFCKW
R-23 CHF3 Fluoroform HFKW
R-30 CH2Cl2 Dichlormethan
R-31 CH2FCl Chlorfluormethan HFCKW
R-32 CH2F2 Difluormethan HFKW
R-40 CH3Cl Chlormethan
R-41 CH3F Fluormethan
R-50 CH4 Methan KW

R-1xx Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen[Bearbeiten]

R-110 C2Cl6 Hexachlorethan
R-111 C2FCl5 Pentachlorfluorethan FCKW
R-112 C2F2Cl4 1,1,2,2-Tetrachlor-1,2-difluorethan FCKW
R-112a C2F2Cl4 1,1,1,2-Tetrachlor-2,2-difluorethan FCKW
R-113 C2F3Cl3 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan FCKW
R-113a C2F3Cl3 1,1,1-Trichlor-2,2,2-trifluorethan FCKW
R-114 C2F4Cl2 1,2-Dichlor-1,1,2,2-tetrafluorethan FCKW
R-114a C2F4Cl2 1,1-Dichlor-1,2,2,2-tetrafluorethan FCKW
R-115 C2F5Cl Chlorpentafluorethan FCKW
R-116 C2F6 Hexafluorethan FKW
R-120 C2HCl5 Pentachlorethan
R-122 C2HF2Cl3 Trichlordifluorethan HFCKW
R-123 C2HF3Cl2 2,2-Dichlor-1,1,1-trifluorethan HFCKW
R-123a C2HF3Cl2 1,2-Dichlor-1,1,2-trifluorethan HFCKW
R-123b C2HF3Cl2 1,1-Dichlor-1,2,2-trifluorethan HFCKW
R-124 C2HF4Cl 1-Chlor-1,2,2,2-tetrafluorethan HFCKW
R-124a C2HF4Cl Chlor-1,1,2,2-tetrafluorethan HFCKW
R-125 C2HF5 Pentafluorethan HFKW
R-131 C2H2FCl3 Trichlorfluorethan HFCKW
R-132 C2H2F2Cl2 Dichlordifluorethan HFCKW
R-133a C2H2F3Cl 1-Chlor-2,2,2-Trifluorethan HFCKW
R-134 C2H2F4 1,1,2,2-Tetrafluorethan HFKW
R-134a C2H2F4 1,1,1,2-Tetrafluorethan HFKW
R-141 C2H3FCl2 1,2-Dichlor-1-fluorethan HFCKW
R-141b C2H3FCl2 1,1-Dichlor-1-fluorethan HFCKW
R-142 C2H3F2Cl Chlor-1,2-difluorethan HFCKW
R-142b C2H3F2Cl 1-Chlor-1,1-difluorethan HFCKW
R-143 C2H3F3 1,1,2-Trifluorethan HFKW
R-143a C2H3F3 1,1,1-Trifluorethan HFKW
R-150 C2H4Cl2 1,2-Dichlorethan
R-150a C2H4Cl2 1,1-Dichlorethan
R-151 C2H4FCl Chlorfluorethan HFCKW
R-152a C2H4F2 1,1-Difluorethan HFKW
R-160 C2H5Cl Chlorethan
R-170 C2H6 Ethan KW

R-11xx Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen und C-Doppelbindung[Bearbeiten]

R-1112a C2Cl2F2 1,1-Dichlor-2,2-difluorethen
R-1113 C2ClF3 1-Chlor-1,2,2-Trifluorethen
R-1114 C2F4 Tetrafluorethen
R-1120 C2HCl3 Trichlorethen
R-1130 C2H2Cl2 1,2-Dichlorethen
R-1132a C2H2F2 1,1-Difluorethen
R-1140 C2H3Cl Chlorethen (früher: Vinylchlorid) HCKW
R-1141 C2H3F Fluorethen (früher: Vinylfluorid) FKW
R-1150 C2H4 Ethen (früher: Ethylen) KW

R-2xx Kohlenwasserstoffe mit 3 Kohlenstoffatomen[Bearbeiten]

In der letzten Spalte ist hier zusätzlich die jeweilige CAS-Nummer der betreffenden Substanz vermerkt.

R-211 C3Cl7F Heptachlorfluorpropan 422-78-6
R-212 C3Cl6F2 Hexachlordifluorpropan 76546-99-3
R-213 C3Cl5F3 Pentachlortrifluorpropan 2354-06-5
R-214 C3Cl4F4 Tetrachlortetrafluorpropan 2268-46-4
R-215 C3Cl3F5 Trichlorpentafluorpropan 4259-43-2
R-216 C3Cl2F6 1,2-Dichlor-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropan 661-97-2
R-216ca C3Cl2F6 1,3-Dichlor-1,1,2,2,3,3-hexafluorpropan 662-01-1
R-217 C3ClF7 1-Chlor-1,1,2,2,3,3,3-heptafluorpropan 422-86-6
R-217ba C3ClF7 2-Chlor-1,1,1,2,3,3,3-heptafluorpropan 76-18-6
R-218 C3F8 Octafluorpropan 76-19-7
R-221 C3HFCl6 Hexachlorfluorpropan 422-26-4
R-222 C3HF2Cl5 Pentachlordifluorpropan 134237-36-8
R-222c C3HF2Cl5 1,1,1,3,3-Pentachlor-2,2-difluorpropan 422-49-1
R-223 C3HF3Cl4 Tetrachlortrifluorpropan 134237-37-9
R-223ca C3HF3Cl4 1,1,3,3-Tetrachlor-1,2,2-trifluorpropan 422-52-6
R-223cb C3HF3Cl4 1,1,1,3-Tetrachlor-2,2,3-trifluorpropan 422-50-4
R-224 C3HF4Cl3 Trichlortetrafluorpropan 134237-38-0
R-224ca C3HF4Cl3 1,3,3-Trichlor-1,1,2,2-tetrafluorpropan 422-54-8
R-224cb C3HF4Cl3 1,1,3-Trichlor-1,2,2,3-tetrafluorpropan 422-53-7
R-224cc C3HF4Cl3 1,1,1-Trichlor-2,2,3,3-tetrafluorpropan 422-51-5
R-225 C3HF5Cl2 Dichlorpentafluorpropan 127564-92-5
R-225aa C3HF5Cl2 2,2-Dichlor-1,1,1,3,3-pentafluorpropan 128903-21-9
R-225ba C3HF5Cl2 2,3-Dichlor-1,1,1,2,3-pentafluorpropan 422-48-0
R-225bb C3HF5Cl2 1,2-Dichlor-1,1,2,3,3-pentafluorpropan 422-44-6
R-225ca C3HF5Cl2 3,3-Dichlor-1,1,1,2,2-pentafluorpropan 422-56-0
R-225cb C3HF5Cl2 1,3-Dichlor-1,1,2,2,3-pentafluorpropan 507-55-1
R-225cc C3HF5Cl2 1,1-Dichlor-1,2,2,3,3-pentafluorpropan 13474-88-9
R-225da C3HF5Cl2 1,2-Dichlor-1,1,3,3,3-pentafluorpropan 431-86-7
R-225ea C3HF5Cl2 1,3-Dichlor-1,1,2,3,3-pentafluorpropan 136013-79-1
R-225eb C3HF5Cl2 1,1-Dichlor-1,2,3,3,3-pentafluorpropan 111512-56-2
R-226 C3HF6Cl Chlorhexafluorpropan 134308-72-8
R-226ba C3HF6Cl 2-Chlor-1,1,1,2,3,3-hexafluorpropan 51346-64-6
R-226ca C3HF6Cl 3-Chlor-1,1,1,2,2,3-hexafluorpropan 422-57-1
R-226cb C3HF6Cl 1-Chlor-1,1,2,2,3,3-hexafluorpropan 422-55-9
R-226da C3HF6Cl 2-Chlor-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan 431-87-8
R-226ea C3HF6Cl 1-Chlor-1,1,2,3,3,3-hexafluorpropan 359-58-0
R-227ea C3HF7 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan 431-89-0
R-236fa C3H2F6 1,1,1,3,3,3-Hexafluorpropan 690-39-1
R-245cb C3H3F5 1,1,1,2,2-Pentafluorpropan 1814-88-6
R-245fa C3H3F5 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan 460-73-1
R-261 C3H5FCl2 Dichlorfluorpropan 134237-45-9
R-261ba C3H5FCl2 1,2-Dichlor-2-fluorpropan 420-97-3
R-262 C3H5F2Cl Chlordifluorpropan 134190-53-7
R-262ca C3H5F2Cl 1-Chlor-2,2-difluorpropan 420-99-5
R-262fa C3H5F2Cl 3-Chlor-1,1-difluorpropan
R-262fb C3H5F2Cl 1-Chlor-1,3-difluorpropan
R-263 C3H5F3 Trifluorpropan
R-271 C3H6FCl Chlorfluorpropan 134190-54-8
R-271b C3H6FCl 2-Chlor-2-fluorpropan 420-44-0
R-271d C3H6FCl 2-Chlor-1-fluorpropan
R-271fb C3H6FCl 1-Chlor-1-fluorpropan
R-272 C3H6F2 Difluorpropan
R-281 C3H7F Fluorpropan
R-290 C3H8 Propan 74-98-6

R-12xx Kohlenwasserstoffe mit 3 Kohlenstoffatomen und C-Doppelbindung[Bearbeiten]

R-1216 C3F6 Hexafluorpropen 116-15-4
R (C3F6)3 Hexafluorpropen-trimer 6792-31-0
R-1225ye C3HF5 1,2,3,3,3-Pentafluorpropen 5528-43-8
R-1225zc C3HF5 1,1,3,3,3-Pentafluorpropen 690-27-7
R-1234ye(E) C3H2F4 1,1,2,3-Tetrafluor-2-propen 115781-19-6
R-1234ye(Z) C3H2F4 1,1,2,3-Tetrafluor-2-propen 730993-62-1
R-1234yf C3H2F4 2,3,3,3-Tetrafluorpropen 754-12-1
R-1234ze C3H2F4 1,3,3,3-Tetrafluorpropen 29118-24-9
R-1243zf C3H3F3 3,3,3-Trifluorpropen 677-21-4
R-1270 C3H6 Propen (früher: Propylen) 115-07-1

R-3xx Fluorierte Kohlenwasserstoffe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen[Bearbeiten]

R-C316 C4Cl2F6 1,2-Dichlor-1,2,3,3,4,4-hexafluorcyclobutan FCKW
R-C317 C4F7Cl Chlorheptafluorcyclobutan FCKW
R-C318 C4F8 Octafluorcyclobutan FKW

R-6xx Chlor- & fluorfreie Kohlenwasserstoffe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen[Bearbeiten]

R-Nr. Summenformel Name Strukturformel Art Siedep. in °C Druck (0 °C) in bar Druck (20 °C) in bar
R-600 C4H10 n-Butan CH3-CH2-CH2-CH3 KW −0,50 °C 2,080
R-600a C4H10 Isobutan KW −11,7 °C 3,019
R-601 C5H12 n-Pentan CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 KW 36 °C 0,562
R-601a C5H12 Isopentan KW 28 °C 0,761
R-601b C5H12 Neopentan KW 9,5 °C 1,500
R-610 C4H10O Diethylether CH3-CH2-O-CH2-CH3 35 0,590
R-611 C2H4O2 Methylformiat CH3-O-CO-H 32 0,640
R-630 CH5N Methylamin CH3(NH2) −6,3 2,900
R-631 C2H7N Ethylamin CH3-CH2(NH2) 16,6 1,100

Kurzzeichen der anorganischen Kältemittel[Bearbeiten]

R-7xx Anorganische Verbindungen[Bearbeiten]

xx bezeichnet die Molmasse

R-702 H2 Wasserstoff
R-704 He Helium
R-717 NH3 Ammoniak
R-718 H2O Wasser
R-720 Ne Neon
R-723 Gemisch azeotropes Gemisch Ammoniak/Dimethylether (60:40 m/m)
R-728 N2 Stickstoff
R-729 Gemisch Luft
R-732 O2 Sauerstoff
R-740 Ar Argon
R-744 CO2 Kohlenstoffdioxid
R-744A N2O Distickstoffmonoxid (veraltet: Stickoxydul)
R-764 SO2 Schwefeldioxid
R-846 SF6 Schwefelhexafluorid (700 + Molmasse 146 = 846)

Kurzzeichen der organischen Kältemittelgemische[Bearbeiten]

R-4xx Zeotrope Gemische von Kohlenwasserstoffen[Bearbeiten]

R-401A 53,0 %
13,0 %
34,0 %
R-22
R-152a
R-124
R-401B 61,0 %
11,0 %
28,0 %
R-22
R-152a
R-124
R-401C 33,0 %
15,0 %
52,0 %
R-22
R-152a
R-124
R-402A 60,0 %
2,0 %
38,0 %
R-125
R-290
R-22
R-402B 38,0 %
2,0 %
60,0 %
R-125
R-290
R-22
R-403A 75,0 %
20,0 %
5,0 %
R-22
R-218
R-290
R-403B 56,0 %
39,0 %
5,0 %
R-22
R-218
R-290
R-404A 44,0 %
4,0 %
52,0 %
R-125
R-134a
R-143a
R-405A 45,0 %
7,0 %
5,5 %
42,5 %
R-22
R-152a
R-142b
R-C318
R-406A 55,0 %
41,0 %
4,0 %
R-22
R-142b
R-600a
R-407A 20,0 %
40,0 %
40,0 %
R-32
R-125
R-134a
R-407B 10,0 %
70,0 %
20,0 %
R-32
R-125
R-134a
R-407C 23,0 %
25,0 %
52,0 %
R-32
R-125
R-134a
R-407D 15,0 %
15,0 %
70,0 %
R-32
R-125
R-134a
R-408A 7,0 %
46,0 %
47,0 %
R-125
R-143a
R-22
R-409A 60,0 %
25,0 %
15,0 %
R-22
R-124
R-142b
R-409B 65,0 %
25,0 %
10,0 %
R-22
R-124
R-142b
R-410A 50,0 %
50,0 %
R-32
R-125
R-410B 45,0 %
55,0 %
R-32
R-125
R-411A 1,5 %
87,5 %
11,0 %
R-1270
R-22
R-152a
R-411B 3,0 %
94,0 %
3,0 %
R-1270
R-22
R-152a
R-412A 70,0 %
5,0 %
25,0 %
R-22
R-218
R-142b
R-413A 88,0 %
9,0 %
3,0 %
R-134a
R-218
R-600a
R-417A 46,6 %
50,0 %
3,4 %
R-125
R-134a
R-600(a)
R-422A 85,1 %
11,5 %
3,4 %
R-125
R-134a
R-600a
R-422B 55 %
42 %
3 %
R-125
R-134a
R-600a
R-422C 82 %
15 %
3 %
R-125
R-134a
R-600a
R-422D 65,1 %
31,5 %
3,4 %
R-125
R-134a
R-600a

R-5xx Azeotrope Gemische von Kohlenwasserstoffen[Bearbeiten]

R-500 73,8 %
26,2 %
R-12
R-152a
R-501 25,0 %
75,0 %
R-12
R-22
R-502 48,8 %
51,2 %
R-22
R-115
R-503 59,9 %
40,1 %
R-13
R-23
R-504 48,2 %
51,8 %
R-32
R-115
R-505 78,0 %
22,0 %
R-12
R-31
R-506 55,1 %
44,9 %
R-31
R-114
R-507[A] 50,0 %
50,0 %
R-125
R-143a
R-508[A] 39,0 %
61,0 %
R-23
R-116
R-508B 46,0 %
54,0 %
R-23
R-116
R-509[A] 44,0 %
56,0 %
R-22
R-218

Leitungskennzeichnung[Bearbeiten]

Die Kennzeichnung der Leitungen in einer Kälteanlage erfolgt allgemein durch einseitig zugespitzte, farbige Schilder (DIN 2405). Die Spitze gibt dabei die Durchflussrichtung an, die Grundfarbe die Art des Mediums.

Bei brennbaren Kältemitteln ist die Spitze rot.

Bei Kältemitteln befinden sich hinter der Spitze einer oder mehrere Querstreifen.

Die Querstreifenfarbe gibt den Zustand des Kältemittels an.

Die Anzahl der Querstreifen steht für die Zahl der jeweiligen Stufe der Kälteanlage. Ausgegangen wird dabei von der Stufe tiefster Temperaturen: Primärkreis = 1. Stufe, Sekundärkreis = 2. Stufe usw..

Zuordnung der Grundfarben und Querstreifenfarben zu Art und Zustand des Mediums:

Art des Mediums Grundfarbe Zustand des Mediums Querstreifenfarbe
Sole violett RAL 4001 flüssig
Flüssiges Kühlgut braun RAL 8001 flüssig
Luft blau RAL 5009 gasförmig
Vakuum grau RAL 7002 (Vakuum)
Wasser grün RAL 6010 flüssig
Wasserdampf rot RAL 3003 gasförmig
Kältemittel gelb RAL 1012 kalt, gasförmig blau RAL 5009
Kältemittel gelb RAL 1012 heiß, gasförmig rot RAL 3003
Kältemittel gelb RAL 1012 flüssig grün RAL 6010

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatSpektrum der Wissenschaft, Juni 2005. Abgerufen am 11. Oktober 2009 (PDF; 416 kB, deutsch).
  2. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-Formateurammon-Informationsschrift Nr. 1. Abgerufen am 12. September 2009 (PDF; 54 kB, deutsch).
  3. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-Formateurammon-Informationsschrift Nr. 2. Abgerufen am 12. September 2009 (PDF; 62 kB, deutsch).
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatDuPont Sicherheitsdatenblatt R-404A. Abgerufen am 21. September 2012 (PDF; 138 kB, deutsch).
  5. Daimler boykottiert Vereinbarung zu R1234yf in Spiegel vom 25. September 2012.
  1. eurammon - Einsatz natürlicher Kältemittel
  2. Das natürliche Kältemittel Ammoniak
  3. Die Bewertung des umweltfreundlichen Kältemittels Ammoniak
  4. Vergleich - Ammoniak / Kälteträgeranlage vs. H-FCKW / FKW Direktverdampfung
  5. Kohlendioxid – CO2 – R 744 – (Kohlensäure)
  6. Vergleich von Kohlenstoffdioxid „CO2 R744“ und Ammoniak „NH3 R717“