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Konservierung von Lebensmitteln - und Schutz unseres Planeten

Von Kühl- und Gefrierschränken bis hin zu Klimaanlagen und Wärmepumpen haben wissenschaftliche Durchbrüche in der Kühltechnik unsere Lebensweise verändert. Aber der Fortschritt hat seinen Preis. Erst in den 1980er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass FCKW, einst als ideale Kältemittel angesehen, die Ozonschicht abbauen. Ein paar Jahre später stellte sich heraus, dass ihre Nachfolger, Fluorkohlenwasserstoffe, ein hohes Treibhauspotenzial aufweisen. Auch heute ist die Suche nach umweltfreundlicheren Alternativen noch längst nicht abgeschlossen.

13.03.2018

Es gibt nur sehr wenige Kältemittel mit einem GWP (Global Warming Potential, Treibhauspotenzial), das niedrig genug ist, um den globalen regulatorischen Änderungen zu entsprechen, die ab Januar 2019 eingeführt werden. Der klare langfristige Vorreiter ist Kohlendioxid. Aber es gibt ein großes Problem bei der Verwendung dieses Gases: Um als Kältemittel zu arbeiten, muss es bei sehr hohen Drücken eingesetzt werden. Solche hohen Drücke bedeuten, dass ausfallsichere Rohrverbindungssysteme und die Vermeidung von Leckagen kritisch sind. Hier kommt unser Hochdruck-Fitting-Sortiment RefHP voll zur Geltung. es wurde speziell entwickelt, um Betriebsdrücken von bis zu 130 bar und Temperaturen von bis zu 150 ° C standzuhalten.

Die Wissenschaft der Kältetechnik

Von der primitiven Vergrabung von Nahrungsmitteln in kühlem Boden bis zu unterirdischen Eishäusern aus dem 17. Jahrhundert war das Aufbewahren von Nahrung lange Zeit schwierig. Es ist vielleicht überraschend, dass dieser passive Ansatz für die Konservierung erst vor relativ kurzer Zeit durch wissenschaftliche Durchbrüche überholt wurde und Kühltechnologien zu Hause und am Arbeitsplatz in Form von Kühl- und Gefrierschränken, Klimaanlagen und neuerdings auch Wärmepumpen existieren.

Fortschritte im Verständnis der Physik von Phasenänderungen waren der Durchbruch. Wissenschaftler beobachteten, dass wenn ein Eiswürfel in einer warmen Umgebung schmilzt, d. h. seine Phase von einem Feststoff zu einer Flüssigkeit ändert, das umgebende Wasser eine konstante Temperatur behält, bis das gesamte Eis geschmolzen ist. Dies mag eine einfache Beobachtung sein, aber seine Anwendung hat unsere Lebensweise verändert.

Wenn eine Flüssigkeit die Phase zu einem Gas ändert, tritt das gleiche Phänomen auf. Die Flüssigkeit absorbiert also Energie aus ihrer Umgebung, während ihre Moleküle die Phase wechseln. Dabei kühlt es seine Umgebung soweit ab, bis das gesamte Material verdunstet ist oder die Temperatur der Flüssigkeit und des Gases die gleiche Temperatur haben. Dies wird als "Verdampfungsenergie" bezeichnet. Es kann leicht demonstriert werden, indem man eine flüchtige Flüssigkeit, wie Nagellackentferner (Aceton) auf den Handrücken gießt und die Haut kühlt.
 
Kältetechnik ist die Industrialisierung dieser physikalischen Wirkung und seine Kontrolle ermöglicht esuns, Räume zu kühlen. Kühlung erfordert eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur, die leicht verdampft und während dieser Änderung eine erhebliche Menge an Energie absorbiert. In der Praxis werden sich viele Gase bei Raumtemperatur unter ausreichendem Druck verflüssigen.

Das beste Kältemittel auswählen

Sehr frühe Kühlschränke verwendeten Kohlendioxid als Kältemittel, da dieses leicht verfügbar war. Aufgrund der hohen Drücke, die zur Verflüssigung erforderlich waren, war es jedoch sehr teuer, sowohl in Bezug auf die Energie als auch in Bezug auf die Konstruktion der für den Prozess erforderlichen robusten Maschinen.

Mit der Entwicklung der organischen Chemie wurden viele neue Chemikalien entwickelt, um die Temperatur und den Druck zu optimieren, bei denen Phasenänderungen nutzbar gemacht werden können. Diese Chemikalien waren typischerweise Chlorfluorkohlenstoffe oder CFCs. Sie waren billig herzustellen, arbeiteten bei viel niedrigeren Drücken und wurden als ideal für Haushaltsanwendungen angesehen. 
Erst in den 1980er Jahren wurde entdeckt, dass diese Chemikalien, wenn sie in die Erdatmosphäre freigesetzt werden, die Ozonschicht erheblich schädigen. Ozon ist nicht nur ein Treibhausgas, das Wärme speichert, sondern auch ein UV-Filter, der schädliche Strahlung fernhält. Aus diesem Grund ist die Erhaltung der Ozonschicht für die Bio-Existenz der Erde von entscheidender Bedeutung. 

Die Suche nach einem umweltfreundlichen Kältemittel

Schließlich stellten Forscher fest, dass Fluorkohlenwasserstoffe "nicht ozonschädigend" waren, und diese wurden zum Hauptkältemittel der Wahl. Als jedoch die Debatte über die globale Erwärmung an Fahrt gewann, wurde festgestellt, dass einige Kältemittel, obwohl sie nicht ozonschädigend sind, ein signifikantes Treibhauspotenzial hatten. Der Effekt ihres Aufbaus in der Atmosphäre bestand darin, die Erde zu isolieren, wodurch möglicherweise die Oberflächentemperaturen anstiegen. Viele dieser Gase haben eine signifikante Lebensdauer von mehr als 10 Jahren, daher gab und gibt es eine kumulative Konzentrationszunahme. Die Wirkung dieser Gase wird im Vergleich zur globalen Erwärmung von Kohlendioxid gemessen. So hat beispielsweise Kohlendioxid ein GWP von 1, Methan von 25 und Tetrofluorocarbon (HFC) von 1300.

Die globale Gemeinschaft hat den Ernst der globalen Erwärmung inzwischen erkannt und entsprechende Initiativen zur Verringerung dieses Risikos ergriffen, einschließlich Vorschriften zur Reduzierung des Einsatzes von Kältemitteln mit hohem GWP. Die jüngste davon ist die EU F-Gas Verordnung (517/2014), die im Januar 2015 in Kraft getreten ist. Diese Verordnung begrenzt die Gesamtmenge an F-Gasen (fluorierten Gasen), die verkauft werden können, und reduziert sie jedes Jahr bis 2030. Es verbietet die Verwendung von F-Gasen in neuen Geräten, wo bereits bessere Alternativen verfügbar sind, und erfordert auch die Wartung von Geräten, um Lecks zu verhindern.

Vor kurzem wurde eine globale Vereinbarung über die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen geschlossen, die ab Januar 2019 in Kraft tritt und als der wichtigste Schritt zur Verringerung der globalen Erwärmung gilt. Es wird also nach einem Kältemittel gesucht, das nicht toxisch, nicht brennbar, nicht ozonschädigend ist und ein geringes GWP aufweist. Es gibt nur sehr wenige Kältemittel, die alle diese Anforderungen erfüllen: Derzeit sind Kohlenwasserstoffe, Ammoniak, Fluorwasserstoffe und Kohlendioxid die am weitesten verbreiteten Lösungen, die alle ihre eigenen Nachteile aufweisen, aber alle die Eigenschaften von Kältemitteln mit einem niedrigen GWP von typischerweise weniger als 10 aufweisen.

Erleichterung der Verwendung von Kohlendioxid

Die langfristige Auswirkung dieser Verordnung wird der erhebliche Anstieg der Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel sein. Es ist nicht brennbar, im Allgemeinen nicht toxisch, kostengünstig und leicht verfügbar. Die Technologie hat die ursprünglichen Nachteile bei der Verwendung dieses Gases aufgeholt, aber ein Hauptproblem bleibt: Um als Kältemittel zu arbeiten, muss Kohlendioxid bei sehr hohen Drücken von typischerweise 130 bar oder dem Druck bei 1250 Metern arbeiten unter der Meeresoberfläche. Solche hohen Drücke bedeuten, dass ausfallsichere Rohrleitungssysteme und die Vermeidung von Leckagen kritisch sind.

Aus diesen Gründen hat SANHA RefHP entwickelt und vorgestellt. Das System umfasst Lötfittings aus der  Kupfer-Eisen-Legierung CuFe2P, die mit allen gängigen Hochdruck-Kupferrohren verbunden werden können. Stärker als Kupfer in seiner reinsten Form weist dieses Material eine hohe Zugfestigkeit auf und kann unter Verwendung von 5 % Silberhartlot leicht gelötet werden.

RefHP ist ideal für den Einsatz in Kühlsystemen, in denen Betriebsdrücke von bis zu 130 bar und Temperaturen von bis zu 150 ° erforderlich sind. Die Armaturen werden alle in SANHAs eigenem Werk in Belgien hergestellt und garantieren die Einhaltung der ISO 9001: 2000-Standards. Mit einer Konformitätserklärung nach EN 10204: 2004 und über 50 Jahren Erfahrung eines großen europäischen Herstellers können Sie sicher sein, dass Sie die besten verfügbaren Rohrleitungssysteme verwenden.