Was sind Kältemittel und Kühlmittel in der Kältetechnik?

Viele Menschen haben Schwierigkeiten, zwischen Kältemittel und Kühlmittel zu unterscheiden. In diesem Blogbeitrag werden die Definitionen beider Begriffe erläutert, die wichtigsten Unterschiede zwischen ihnen hervorgehoben und ihre jeweilige Rolle im Kühlsystem einer Kältemaschine untersucht.

Was ist ein Kältemittel?

We know that in nature, heat always flows from warmer areas to cooler ones. What makes a refrigerant unique—and earns it the name—is its ability to reverse this natural flow. A refrigerant is capable of taking in heat from colder air and discharging it into warmer air. In effect, it extracts “cooling” from warm air by redirecting the flow of heat. This ability to create a cooling effect even in a hot environment is what defines a refrigerant.

Was ist ein Kühlmittel?

Ein Kühlmittel spielt in Kältesystemen nur eine unterstützende Rolle. Seine Hauptfunktion besteht darin, Wärme von einem Bereich mit höherer Temperatur zu einem Bereich mit niedrigerer Temperatur zu transportieren. Es dient lediglich als Medium für den natürlichen Wärmestrom.

Im Kältekreislaufsystem einer Kältemaschine wird beispielsweise die Wärme des zu kühlenden Objekts zunächst an das Kühlmittel übertragen. Das Kühlmittel überträgt diese Wärme dann auf das Kältemittel, das eine niedrigere Temperatur hat. Während dieses Prozesses folgt die Richtung der Wärmeübertragung immer der Regel der Natur - von der hohen zur niedrigen Temperatur.

Kältemittel und Kühlmittel: Den Unterschied verstehen

Kältemittel, die auch als Kühlmittel bezeichnet werden, spielen eine Schlüsselrolle bei Kältesysteme indem es Wärme aufnimmt, überträgt und abgibt. Während des Betriebs durchläuft das Kältemittel Phasenwechsel, indem es zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand wechselt.

Im Allgemeinen wird von Kältemitteln erwartet, dass sie hervorragende thermodynamische Eigenschaften haben. Insbesondere sollte die kritische Temperatur höher sein als die Kondensationstemperatur, und der Sättigungsdruck am Kondensationspunkt sollte nicht übermäßig hoch sein. Optimale Kältemittel zeichnen sich außerdem durch einen niedrigen normalen Siedepunkt, eine niedrige spezifische Wärmekapazität, einen niedrigen adiabatischen Index, eine hohe Wärmeübertragung pro Volumeneinheit, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Viskosität, eine geringe Dichte und eine robuste chemische Stabilität aus.

Ein Kühlmittel funktioniert jedoch wie ein Fördermittel, das die von der Kälteanlage erzeugte Kühlenergie zu den Bereichen transportiert, die eine Temperaturregelung benötigen. Während dieses Prozesses bleibt das Kühlmittel in der gleichen Phase und erfährt keinen Phasenwechsel.

Welche Arten von Kältemitteln werden in industriellen Kühlern verwendet?

• R23
• R404A
• R508B
• R507C
• R134A
• R407C
• R410A

Was sind die gängigen Arten von Kühlmittel für industrielle Kältemaschinen?

• Wasser
• Thermoöl (Wärmeträgeröl)

Wärmeleitendes Silikonöl ist ungiftig, farb- und geruchlos. Wenn es unter Druck in einem geschlossenen System verwendet wird, muss seine Konzentration überwacht werden.

• Ethylenglykol-Wasser-Lösung

Eine Ethylenglykol-Wasser-Lösung ist eine hochwirksame Option für Anwendungen im Bereich der Niedrigtemperaturregelung.

• Solelösung (Salzwasserlösung)

Brine solutions—typically sodium chloride or calcium chloride in water—are highly corrosive. When used in a chiller system, special materials are required for the heat exchanger and pump to withstand the corrosion.

• Fluoriertes Öl (fluorierte Flüssigkeit)

Fluoriertes Öl ist nicht brennbar und wird hauptsächlich in der Halbleiterindustrie verwendet. Allerdings sind Systeme, die fluoriertes Öl verwenden, in der Regel mit höheren Investitionskosten verbunden.

• Ethanol

Ethanol hat einen hohen Risikofaktor - es ist brennbar und explosionsgefährdet. Es eignet sich für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen und kann in Kühlsystemen bis zu -110°C (-166°F) verwendet werden. Bei der Verwendung muss die Umwälzpumpe ordnungsgemäß verschlossen sein. Wenn das verwendete Volumen 500 Liter übersteigt, ist eine Konzentrationsüberwachung erforderlich.

• Flüssiges Dichlormethan

Wenn flüssiges Dichlormethan als sekundäres Kühlmittel verwendet wird, muss die Umgebung offen und gut belüftet sein.

Die Rolle von Kältemittel und Kühlmittel bei der effizienten Kühlung

In einem Kühlsystem bewegt sich das Kältemittel durch einen geschlossenen Kreislauf. Im Verdampfer nimmt es Wärme von dem zu kühlenden Objekt auf und verwandelt sich in einen Dampf. Anschließend gelangt es in den Verflüssiger, wo es die absorbierte Wärme an die Umgebung abgibt und sich wieder in eine Flüssigkeit verwandelt. Das Kühlsystem der Kältemaschine beruht auf den Phasenwechseln des Kältemittels, um eine Kühlung zu erreichen.

Das Kühlmittel oder Kühlmedium wird zunächst durch das Kältemittel im Verdampfer abgekühlt. Anschließend wird es in die Kühleinrichtung geleitet, wo es die Wärme des zu kühlenden Objekts aufnimmt, und kehrt anschließend zum Verdampfer zurück, um erneut gekühlt zu werden. Dieser Kreislauf setzt sich fort, um Kälte an die Zielumgebung abzugeben.

In einem Kältesystem ist das Kältemittel unverzichtbar - es kann ein System ohne Kühlmittel geben, aber niemals ohne Kältemittel.