Kältemittel in der Klimaanlage: R32, R410A, R125 & R290

Als Kältemittel werden allgemein Stoffe und Gemische bezeichnet, die als Wärmeträger in Kühlaggregaten und Klimaanlagen verwendet werden. Die DIN EN 378-1 Abs. 3.7.1. definiert dieses Mittel einfach zusammengefasst als „Flüssigkeit, die in Klimaanlagen zur Wärmeübertragung eingesetzt wird“. Diese hat die Eigenschaft, bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufzunehmen (Kühlung), bei hoher Temperatur und hohem Druck, Wärme abzugeben (Heizen).

> Wo werden Kältemittel eingesetzt?
> Ist Kältemittel schädlich für Mensch und Umwelt?
> Was ist ODP?
> Was ist GWP?
> Welche Kältemittel gibt es?
> Welche Unterschiede haben die Kältemittel?
> Warum werden Kältemittel verdichtet?

Wo werden Kältemittel eingesetzt?

Kältemittel oder Kühlmittel werden ihrem Namen entsprechend primär bei der Kühlung eingesetzt. Aufgrund der physikalischen Beschaffenheit kann die Flüssigkeit aber auch Wärme abgeben und eine Klimaanlage damit also auch heizen - trotzdem liegt das Hauptaugenmerk in Zusammenhang mit Klimaanlagen auf dem Kühlen der Raumtemperatur. Und Kühlung ist in einigen Bereichen, wie etwa der Wissenschaft und der Lebensmittelindustrie, oder bei bestimmten klimatischen Bedingungen (Sommer, Klimazone) unablässig. Mittlerweile sind moderne Kühlmittel mit einem hohen Wirkungsgrad und immer geringeren GWP- und ODP-Werten ausgestattet als noch früher. Sie befinden sich in einer stetigen Weiterentwicklung, um ein besseres Verhältnis von Kühlleistung zu den Risikofaktoren für die Umwelt zu schaffen. Und: Moderne Kältemittel sorgen bei fachgerechtem Umgang für ein besseres Verhältnis von eingesetzter Energie zur Kühlleistung – etwa durch simple Ventilation oder Lüftungsanlagen.

Ist Kältemittel schädlich für Mensch und Umwelt?

Bei den Produkten von Klimaworld.com kommen fast ausschließlich die Kältemittel R125, R32 sowie das Kältemittelgemisch R410A zum Einsatz. Bei sachgemäßem Umgang stellt das Kältemittel keine Gefahr dar, da es weder aus der Leitung austritt, noch gibt es Berührungspunkte. Bei einem Austritt verdampft das Kältemittel jedoch und wirkt sich entsprechend seiner Zusammensetzung auf die Umwelt aus. Bei fachgerechtem Umgang mit den Mitteln lassen sich die Nebenwirkungen für den Menschen aber vermeiden (Fachpersonal, Lüften bei Wartungsarbeiten). Dennoch verdampfen die Kühlmittel und belasten die Umwelt damit. Um eine Kenngröße mit Aussagekraft für die Belastung zu haben, werden die Kältemittel zusammen mit zwei relevanten Werten angegeben: ODP und GWP.

Was ist ODP?

eim Ozone Depletion Potential (Ozonabbaupotenzial) wird angegeben, wie schädlich die Auswirkungen auf die Ozonschicht durch einen chemischen Stoff sind. Als Vergleichswert dient in diesem Fall der des Kältemittels R11 (Trichlorfluormethan).

Was ist GWP?

as Global Warming Potential (Treibhauspotenzial) ist die relative Angabe (Maßzahl) zum obigen OPD. Es vergleicht die Auswirkungen des Kältemittels auf die Erderwärmung im Vergleich zu Kohlenstoffdioxid. Der Wert beschreibt dabei das Verhältnis in den ersten 100 Jahren nach dem Austritt: Ein Kältemittel mit einem Wert von 675 würde also in den 100 Jahren 675 Mal so viel zur Erderwärmung beitragen, wie CO2.

Gerade deshalb ist es unablässig, den Anschluss von einem zertifizierten Experten durchführen zu lassen - auch nach einer Selbstmontage einer Split-Klimaanlage. Das ist sogar in der EU rechtlich festgelegt: „Gemäß EU-Verordnung 517/2014 dürfen Split-Anlagen zur Wahrung des Garantieanspruches nur von einem zertifizierten Fachbetrieb installiert und in Betrieb genommen werden.“

Welche Kältemittel gibt es?

Kältemittel lassen sich in synthetische, also künstlich hergestellte Kältemittel, und natürliche Kältemittel unterteilen. Natürliche Kältemittel kommen ihrem Namen entsprechend in der Natur vor und benötigen kein besonderes Herstellungsverfahren. Bei Klimaworld finden Sie sowohl Klimageräte mit synthetischen als auch natürlichen Kältemitteln.

Synthetische Kältemittel

Als synthetische Kältemittel werden die künstlich hergestellten Kältemittel (Halogenkohlenwasserstoffe) bezeichnet. Über die Jahre wurden die Kältemittel konsequent weiterentwickelt, um sie hinsichtlich Leistung, Nachhaltigkeit, Preis und zu verbessern. In der Vergangenheit wurden bereits auf dem Markt gebräuchliche Kältemittel durch neuere, weiterentwickelte Varianten mit teils anderer Zusammensetzung ersetzt. Zudem wurden verschiedenen Kältemittel in Kältemittelgemischen vereint. Damit werden die Eigenschaften der dabei verwendeten Kühlmittel in das Gemisch eingebracht. Für Kunden von Klimaworld.com spielen momentan die Kältemittel R125 und R32 sowie das Kältemittelgemisch R410A eine Rolle:

Was ist Kältemittel R125?

R125 ist die Kurzbezeichnung für das nicht brennbare Gas Pentafluorethan. Es weist eine größere Dichte als Luft auf, und sammelt sich daher am Boden. Es hat keinerlei Ozonabbaupotential auf, besitzt aber ein Treibhauspotential von 3500. Das Kühlmittel R125 wird als wasserstoffhaltiger Fluorkohlenwasserstoff bezeichnet, und seine Emissionen müssen laut Kyoto-Protokoll verringert werden. Daher wird R125 in mittelfristiger Zukunft bei neuen Klimageräten weniger zum Einsatz kommen.

Was ist Kältemittel R32?

R32 ist die Kurzbezeichnung für Difluormethan und wahrscheinlich das künftig verstärkt eingesetzte Kältemittel. Es hat im Vergleich zum Kältemittelgemisch R410A eine bessere Kühlleistung (etwa 20% mehr) und 2/3 weniger Treibhauspotenzial (GWP). Aufgrund seiner größeren volumetrischen Kälteleistung (mehr Kälte bei weniger Volumen) können in den Klimageräten auch Leitungen mit einem geringeren Querschnitt verbaut werden. R32 weist ebenfalls kein Ozonabbaupotenzial auf, besitzt mit einem GWP-Wert von mit 675 aber ein wesentlich geringeres Treibhauspotenzial als R410A.

Kältemittelgemisch R410A

Beim Kältemittel R410A handelt es sich um ein sogenanntes Kältemittelgemisch, welches sich zu jeweils 50% aus den Kältemitteln R32 und R125 zusammensetzt. Aufgrund einer hohen volumetrischen Kälteleistung (erzeugte Kühlung im Verhältnis zum Querschnitt der Leitung) führt die Verwendung des Mittels zu kleineren Klimageräten: Die Verdichter müssen nicht mehr so groß sein, wie bei früher verwendeten Kühlmitteln. Das Gemisch hat keinerlei Ozonabbaupotenzial, jedoch einen GWP (Treibhauspotenzial) von 2088.

Natürliche Kältemittel

Natürliche Kältemittel bestehen ausschließlich aus in der Natur vorkommenden Stoffen und zumeist aus einem Gemisch aus Stickstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff. Wurden die natürlichen Kältemittel in der Vergangenheit noch hauptsächlich in Kühlschränken eingesetzt, finden Sie aufgrund ihrer guten Umweltbilanz immer häufiger Verwendung in Klimageräten. Die natürlichen Kältemittel haben allesamt ein wesentlich geringeres Treibhauspotenzial als künstlich hergestellte Kältemittel.

Natürliche Kältemittel sind beispielsweise Ammoniak (R717) und Kohlendioxid (R744). Sie zeichnen sich durch eine hohe Umweltverträglichkeit aus, bergen jedoch eine Gefahr für die Gesundheit des Menschen. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften kommen Sie deshalb hauptsächlich in industriellen Anlagen zum Einsatz, die höchste Anforderungen an die Sicherheit gewährleisten können. In Geräten des Hausgebrauchs werden dagegen Kohlenwasserstoffe wie Isobutan (R600A) oder Propan (R290) als Kältemittel genutzt. In den bei Klimaworld erhältlichen Klimageräte mit natürlichen Kältemitteln wird meist das Kältemittel R290 verwendet.

Kältemittel R290: Günstig und effizient

R290 ist Propan und zählt als Kohlenwasserstoff zu den rein organischen Verbindungen. Es besitzt kein Ozonabbaupotential und mit einem GWP-Wert von 3,3 einen nennenswerten niedrigen Treibhauseffekt. Damit ist R290 im Gegensatz zu den meisten synthetischen Kältemitteln als umweltfreundlich einzuschätzen. Darüber hinaus besitzt es sehr gute thermodynamische Eigenschaften, die einen besonders effizienten und energiesparenden Einsatz ermöglichen. Ein weiterer Pluspunkt ist der vergleichsweise niedrige Preis und die Option, alte Kühlsysteme mit geringem Kostenaufwand auf R290 als Kältemittel umzurüsten.

Aufgrund seiner zahlreichen positiven Eigenschaften gilt R290 als ein zukunftssicherer Ersatz für umweltschädliche Kältemittel. Geräte, die Propan als Kältemittel nutzen, erfüllen die Anforderungen der EU-Verordnung EU Nr. 517/2014, wonach der Einsatz fluorierter Treibhausgase bis 2030 stark reduziert werden soll.

Seinen Einsatzbereich findet R290 vor allem in Klimaanlagen, Kühlanlagen und Wärmepumpen – sowohl im gewerblichen als auch im heimischen Gebrauch. Dennoch gibt es einiges zu beachten: Propan ist eine brennbare Substanz und kann zusammen mit Luft eine explosive Mischung bilden. Deshalb unterliegt es zahlreichen Bestimmungen wie etwa der Gefahrstoffverordnung oder der EU Norm DIN EN 378-1, welche die Sicherheit von Mensch und Umwelt bei Betrieb, Instandhaltung und Instandsetzung von Kälteanlagen und bei der Rückgewinnung von Kältemitteln regelt. Geräte mit R290 als Kühlmittel dürfen nur durch geschultes Personal betrieben und gewartet werden.

Kältemittel: Unterschiede in der Übersicht

In der Tabelle finden Sie noch einmal die Daten verschiedener Kältemittel im Vergleich:

Warum werden Kältemittel verdichtet?

Die Eigenschaften der Kältemittel führen dazu, dass sich der Zustand der Flüssigkeit entsprechend der Bedingungen vor Ort ändert (Aggregatszustand). Um das Kältemittel in einem Klimakreislauf wieder in den für eine Funktion notwendigen flüssigen Zustand zu bringen, wird ein Verdichter eingesetzt. Dieser saugt das durch die Funktion der Klimaanlage gasförmig gewordene Kältemittel an und erhöht den Druck darauf. Anschließend wird es im Kondensator wieder in einen flüssigen Zustand gebracht. So wird gewährleistet, dass die Klimaanlage durchgehend funktioniert und das Kältemittel nicht jedes Mal ausgetauscht werden muss. Detaillierte Informationen dazu finden Sie im Blogeintrag zu Typen und Funktionen von Klimaanlagen.

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