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Wasser als Kältemittel – umweltfreundlicher geht es nicht

Die Wahl des richtigen Kältemittels ist ein Dauerthema der Branche, besonders nachdem die F-Gase-Verordnung am 01.01.2015 in Kraft getreten ist und die Verwendung von FKW (Fluorkohlenwasserstoffen) erneut eingeschränkt hat. Der eChiller, ein Produkt der efficient energy, das Wasser als Kältemittel verwendet, bietet hierfür die optimale Lösung – ökologisch und ökonomisch.

Wasser als Kältemittel ist die alternativlose Alternative. Alle kältemittelrelevanten Umwelt- und Sicherheitsvorschriften, die jetzt und in Zukunft für den Betrieb und die Wartung von Kälteanlagen gelten, entfallen mit Wasser (R718). Das senkt den finanziellen und wartungstechnischen Aufwand der Anlage, sichert Ihre Investition und beeinflusst zudem die Zukunft des globalen Klimas positiv.

Eine Reglementierung der Verwendung von Wasser als Kältemittel ist für den eChiller auch in Zukunft ausgeschlossen, da einmalig nur ca. 60 l Wasser eingefüllt werden, das in einem geschlossenen Kreislauf bis zum Ende der Lebensdauer des eChillers genutzt wird. Anschließend wird dasselbe reine Wasser wieder an die Umwelt zurückgegeben.

Ökonomisch und ökologisch betrachtet können Sie Kühlaufgaben nicht besser lösen.

 

Wasser als Kältemittel – auch historisch wertvoll

Die Anwendung von Wasser als Kältemittel ist von Absorptionsprozessen zunächst mit Schwefelsäure und später dann mit Lithiumbromid seit Ende des 17. Jahrhunderts bekannt und industriell in bedeutendem Umfang umgesetzt. Auch bei Adsorptionsverfahren kommt Wasser besonders wegen seiner großen Verdampfungsenthalpie und Umweltverträglichkeit zum Einsatz.

Dampfstrahlkälteerzeugung mit Wasser stellt hingegen eher eine Nischenanwendung dar und die Verwendung von Wasser als Kältemittel in Kompressionskälteanlagen ließ sich bisher nicht in einem Serienprodukt wirtschaftlich umsetzen, trotzdem es immer wieder Ansätze dazu gab.

Mit einem neuen Ansatz zur Verwendung von Wasser ist es dann gelungen. Eine Vision, die wir perfektionierten und endlich zur Serienreife bringen konnten.

 

Wasser (H2O) wird in der Kältetechnik wegen seiner Molmasse von ca. 18 g/mol auch als R718 bezeichnet.

Wasser ist als Flüssigkeit durchsichtig, farb-, geruch-, geschmacklos und ungiftig

Weiterhin ist Wasser ein sehr stabiles Molekül, das weder ein Treibhaus- noch ein Ozonabbaupotenzial hat. Bei der Verwendung von Wasser als Kältemittel ist eine weitere Eigenschaft von Bedeutung, die eine uneingeschränkte weltweite Anwendung ermöglicht: Es ist bekanntermaßen nicht brennbar. Wasser ist die einzige chemische Verbindung auf der Erde, die in der Natur als Flüssigkeit, als Festkörper und als Gas vorkommt. Bei der Verwendung in einer Kälteanlage tritt es flüssig und gasförmig auf, wobei der thermodynamische Kreisprozess im Vakuum verläuft.

In Bild 1 ist die Dampfdruckkurve von Wasser im Vergleich zu traditionellen Kältemitteln dargestellt. Während CO2, also R744, die höchsten Drücke aller Kältemittel aufweist, liegt die Dampfdruckkurve von Wasser (R718) so, dass sich im üblichen Temperaturbereich für Kühlanwendungen Drücke zwischen 10 und 100 mbar ergeben. Die Anwendung von Wasser in Kompressionskälteanlagen unterhalb von 0 °C wird in der Regel vermieden.

Wasser hat viele hervorragende Eigenschaften

Die Dichte von flüssigem Wasser beträgt auch im Vakuum 1.000 kg/m³, die vom Dampf hingegen ca. 20 g/m³. Das ist ein für die Kältetechnik sehr großes Verhältnis. Wegen der geringen Gasdichte muss das Verdichterkonzept so gewählt werden, dass keine Nachteile durch die geringe volumetrische Kälteleistung von Wasser oder durch zusätzliche Druckverluste beim Ansaugen durch den Verdichter entstehen. Wenn dies beachtet wird, hat Wasser ansonsten exzellente stoffliche und thermodynamische Eigenschaften, ist unkompliziert und leicht verfügbar.

Physikalische Eigenschaften

  • Umweltfreundlichkeit (GWP, ODP, abbaubar)
  • Dampfdruckkurve
  • Viskosität
  • Mischbarkeit mit Schmierstoffen
  • Wasserlöslichkeit
  • Elektrische Durchschlagwiderstand

Chemische Eigenschaften

  • Chemische Stabilität
  • Brennbarkeit
  • Hohe chemische Neutralität

Physologische Eigenschaften

  • Ungiftig
  • Wahnehmbarer Geruch

Ökonomische Eigenschaften

  • Kälteleistungszahl
  • Volumetrische Kälteleistung
  • Verfügbarkeit
  • Kosten