Allgemeine chemische und physikalische Eigenschaften von R717
Natürlicher, halogenfreier Stoff ohne Ozonabbaupotential (ODP=0) und ohne Treibhauseffekt (GWP=0).
- Hohe Toxizität:
- Arbeitsplatzgrenzwert (AGW): 20 ppm (früher "Maximale Arbeitsplatzkonzentration" - MAK-Wert).
- intensiver Geruch, dadurch gute Wahrnehmbarkeit bereits bei ungefährlicher Konzentration (ab ca. 5 ppm).
- beginnende Belästigung ab ca. 250 ppm.
- bei plötzlich auftretender hoher Konzentration: Reizung der Schleimhäute, Panikreaktion, Husten, Krämpfe, bis hin zu Lähmung und Erstickung.
- Explosiv zwischen ca. 15 .. 30 Vol.-% in Luft (150.000 .. 302.000 ppm)
- Aufgrund der hohen Zündenergie und Zündtemperatur (Selbstentzündungstemperatur 651°C) wird die Explosionsgefährdung als gering eingestuft. Besondere Maßnahmen zum Explosionsschutz sind nicht notwendig!
- Ammoniakdampf ist leichter als Luft
- und strömt deshalb nach oben ab. Bei Emission ist eine natürliche oder maschinelle Entlüftung relativ einfach zu gewährleisten. Die verunreinigte Luft muss also unter der Decke abgesaugt und die Zuluft über dem Fußboden zugeführt werden.
Ausführung und Absicherung der Anlage entsprechend den nationalen Vorschriften und Normen für Kältemittel der Gruppe B2L (EN378-1). In Deutschland beispielsweise: Unfallverhütungsvorschriften BGR500, Kap. 2.35, früher VBG 20, Sicherheitsnorm EN378, Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), Technische Regeln Betriebssicherheit (TRBS), "Technische Regeln Druckbehälter" (TRB), "Technische Regeln Rohrleitungen" (TRR), AD-Merkblätter.
Daraus ergeben sich u. a. folgende Konsequenzen: - Nachweis besonderer Sachkunde des Fachpersonals für Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Service.
- spezielle Anforderungen an die Planung und Ausführung der Anlage.
- gesonderte Maschinenräume bei Kältemittelfüllung über 50 kg (z. B. mit kontrollierter Entlüftungseinrichtung -> Gaswarnanlage)
- Prüfung von Schweißverbindungen kältemittelführender Rohre (ab DN 25) durch Sachkundige bzw. Sachverständige.
- Zutritt zur Anlage nur durch befugte Personen mit entsprechender Unterweisung.
- Einschränkungen in Bereichen mit Publikumsverkehr (erfordert Einsatz von Anlagen mit Sekundär(Sole)- Kreislauf.
- Alle wesentlichen Richtlinien sind im Bericht zum AiF Forschungsvorhaben 9404B "Sicherheit von Ammoniakkälteanlagen" zusammengefasst.
- R717 wirkt korrosiv auf Kupferwerkstoffe
- sowie Buntmetalle und ist unverträglich mit einer Reihe von Kunststoffen.
Daraus resultierende Maßnahmen:
- Kältemittelleitungen, Wärmeübertrager, Armaturen in Stahl oder Edelstahl ausführen. Schweißverbindungen bei Rohrleitungen größerer Dimension (ab DN 25) unterliegen einer Prüfpflicht durch Sachverständige.
- Beständige Kunststoffen bzw. Elastomere verwenden.
- Einsatz von Verdichtern mit offenem Antrieb (Verdichter).
Ammoniak (R717) ist stark hygroskopisch!
Sorgfältig arbeiten und Eindringen von Wasser und/oder Luftfeuchtigkeit in die Anlage unbedingt vermeiden!
Ein hoher Wassergehalt in Ammoniakanlagen verschiebt die Verdampfungstemperatur und reduziert die Anlageneffizienz, v. a. bei Tiefkühlanwendungen!
Wasser kann zudem nur sehr aufwendig mit sog. Systemreinigern oder durch Erneuerung der Kältemittelfüllung entfernt werden!
- Beim Ablassen von R717 in Wasser, Rückschlagventil verwenden.
- Zu öffnende Anlagenbereiche zuerst mit trockenem Stickstoff spülen.
- Kondensatbildung vermeiden! Kalte Bauteile warm werden lassen.
- Vor der (erneuten) Inbetriebnahme sorgfältig evakuieren.
- Durch die besonderen Bedingungen bei Kompaktanlagen bestehen hohe Anforderungen an die Trockenheit (R717 mit max. 400 ppm Wassergehalt verwenden)!
R717 hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit − daraus resultierende Auslegungskriterien:
- Besondere Anforderungen an elektrische Komponenten innerhalb des Kältekreislaufs (z. B. Spaltrohrpumpen) beachten.
R717 ist nahezu unlöslich mit herkömmlichen Schmierstoffen − daraus resultierende Auslegungskriterien bzw. Maßnahmen (Öle und deren Einfluss auf die Ausführung der Anlage):
- Bei überfluteten Verdampfern, Einsatz von hocheffizienten Ölabscheidern und Ölrückführung aus der Anlage (automatisch oder bei regelmäßiger Wartung auch manuell).
- Bei Kompaktanlagen mit "trockenen" oder teilüberfluteten Verdampfern, Einsatz gut fließfähiger Öle; ggf. in Kombination mit speziellen Ölabscheide- und Rückführvorrichtungen.