Weitere Entwicklungsprojekte mit „Low GWP‟ Kältemitteln

Für spezifische Anwendungen hat Chemours eine nicht brennbare (A1) R410A Alternative entwickelt, die in bestimmten Ländern und Regionen unter dem Handelsnamen Opteon^TM XP41 angeboten wird – ASHRAE-Kennzeichnung R463A.

Es handelt sich um ein Gemisch aus R32, R125, R1234yf, R134a und CO₂ mit einem GWP von 1494. Trotz des hohen Anteils an R32 und R1234yf wird die Brennbarkeit durch Mischung mit R125, R134a und CO₂ unterdrückt.

Hinsichtlich Thermodynamik sind die Unterschiede zu R410A vergleichsweise gering. Durch den Zusatz an CO₂ ist jedoch ein stark ausgeprägter Temperaturgleit zu berücksichtigen, der zu gewissen Einschränkungen in der Anwendung führen kann und besondere Anforderungen an die Auslegung der Wärmeübertrager stellt.

Alle Gemischkomponenten und ihre Eigenschaften sind hinreichend bekannt, wodurch bezüglich Materialverträglichkeit im Vergleich zu den bereits bekannten R410A Alternativen keine Besonderheiten bestehen.

Die Lieferung von Verdichtern für Labor- oder Feldtests setzt eine individuelle Überprüfung der konkreten Anwendung sowie eine besondere Vereinbarung voraus.

Vor einiger Zeit wurde von Honeywell die Neuentwicklung einer nicht brennbaren (A1) R410A Alternative unter dem Handelsnamen Solstice^® N-41 vorgestellt – ASHRAE-Kennzeichnung R466A.

R466A ist ein Gemisch aus R32, R125 und R13I1 (CF₃I − Trifluoriodmethan), einem Iod-Methan-Derivat, das bisher nicht in der Kältetechnik verwendet wurde. CF₃I ist nicht brennbar, ebenso R125, wodurch dann das Kältemittel trotz des relativ hohen R32-Anteil (A2L) nicht brennbar ist (A1).

Trotz des Anteils an R125 mit einem GWP von 3500 liegt der GWP bei 733 (AR4) und damit im Bereich von R32 und R452B, die jedoch in A2L eingestuft sind.

Aus thermodynamischer Sicht sind die Unterschiede zwischen R410A und R466A relativ gering. Volumetrische Kälteleistung, Drucklagen und Druckgastemperatur sind geringfügig höher, der Kältemittelmassenstrom weicht etwas mehr ab (ca. 15 bis 20% höher). Der Temperaturgleit ist außerdem sehr gering.

Unter diesen Gesichtspunkten erscheint R466A als ein aussichtsreiches Substitut für R410A. Wegen des CF₃I Anteils gibt es aber noch Unsicherheiten hinsichtlich chemischer Langzeitstabilität und Materialverträglichkeit unter den besonderen Anforderungen im Kältekreislauf.

Weitere Untersuchungen sind erforderlich, eine abschließende Bewertung von R466A ist deshalb gegenwärtig nicht möglich.

Jedenfalls kann dieses Kältemittel nach derzeitigem Stand der Kenntnisse nicht in Bestandsanlagen (Retrofit) eingesetzt werden. Die Lieferung von Verdichtern für Labortests setzt eine individuelle Überprüfung der konkreten Anwendung sowie eine besondere Vereinbarung voraus.

AGC Chemicals propagiert R1123 (CF₂=CHF) im Gemisch mit R32, teilweise mit Zusatz von R1234yf, als Alternative zu R410A und reinem R32. Es handelt sich dabei um ein HCFO mit sehr geringem Ozonabbaupotenzial (ODP). R1123 hat eine deutlich höhere volumetrische Kälteleistung als R1234yf oder R1234ze(E) und ist unter diesem Aspekt vorteilhaft. Allerdings liegt das Druckniveau noch höher als bei R32 und die kritische Temperatur bei nur etwa 59°C. Abgesehen davon gibt es offene Fragen zur chemischen Langzeitstabilität unter den besonderen Anforderungen im Kältekreislauf. Nach Sicherheitsdatenblatt unterliegt diese Substanz außerdem sehr strengen Sicherheitsanforderungen.

Eine abschließende Bewertung dieser Gemischvarianten ist deshalb gegenwärtig nicht möglich.

Anmerkung aus Sicht eines Verdichterherstellers

Es wäre anzustreben, die sich derzeit abzeichnende Produktvielfalt zu reduzieren und das künftige Angebot auf wenige „Standard-Kältemittel‟ zu beschränken. Es wird weder für Komponenten- und Systemhersteller noch für Installations- und Serviceunternehmen möglich sein, mit einer größeren Palette von Alternativen praktisch umzugehen.