Allgemeines; Resultierende System- Und Ausführungskriterien; Allgemeine Chemische Und Physikalische - Bitzer R290 Technische Information

1 Allgemeines

Eine relativ einfache Anlagentechnik und geringe Sicher -
heits auflagen bei (H)FCKWs und HFKWs führten seit den
Fünfzigerjahren zu einer dominierenden Stellung dieser
Kältemittelgruppe in allen Bereichen der gewerblichen Kälte-
und Klimatechnik. Aufgrund der Brennbarkeit und den dar-
aus resultierenden Anforderungen wurden Kohlenwasser -
stoffe nur in Sonder anlagen, z.B. in der Petrochemie, einge-
setzt. Für solche Anlagen gelten jedoch spezifische Bedin-
gungen.
Mit zunehmender Forderung nach Einsatz von Kältemitteln
mit geringem Treibhauspotenzial (GWP) bei Emission,
rücken auch Systeme mit Kohlenwasserstoffen in den Vor-
der grund. Sie haben kein Ozon-Abbaupotential (ODP) und
ein vernachlässigbares Treibhauspotenzial bei gleichzeitig
günstigen thermodynamischen Eigenschaften. Hinzu kommt
die gute Verträglichkeit mit üblichen Werk stoffen und Ölen,
die auch den Einsatz von speziell ausgeführten hermeti-
schen und halbhermetischen Verdichtern ermöglicht. Damit
stehen Kohlenwasser stoffe auch in direktem Wettbewerb zu
HFKW-Kältemitteln, die zwar kein Ozonabbau potential
haben, aber wegen ihres Beitrags zum Treibhaus effekt öko-
logisch meist schlechter beurteilt werden.
Im Vergleich zu den meisten HFKW ist die Brennbarkeit von
Kohlenwasserstoffen allerdings ein wesentlicher Nachteil. Es
gelten daher für Planung, Bau und Betrieb solcher Anlagen
besondere Sicherheitsvorschriften die eine allgemeine An-
wendung einschränken (z.B. Ex-Schutz-Richtlinien, Betriebs-
sicherheitsverordnungen).
2 Eigenschaften von R290 und R1270 –
resultierende System- und Ausführungskriterien

2.1 Allgemeine chemische und physikalische

Eigenschaften von R290 und R1270 (siehe auch
Abbildung 1)
• Natürlich vorkommende, halogenfreie Kohlenwasserstoffe
- ohne Ozon-Abbaupotential (ODP)
- mit vernachlässigbarem Treibhauseffekt (GWP = 3)
• Geringe Toxizität (MAK 1000 ppm)
• Brennbar:
Untere / obere Explosionsgrenze bei R290:
1,7 / 10,9 Vol.-% in Luft
Untere / obere Explosionsgrenze bei R1270:
2,0 / 11,1 Vol.-% in Luft
• Unkritisch in Verbindung mit üblichen Metallen und
Elastomeren . Zink sowie Legierungen mit Magne sium -
➀
anteilen über 2% vermeiden!
➀ mit R600a (Isobutan) sind Einschränkungen bei Elastomeren
möglich – erfordert individuelle Prüfung
2
1 General
The rel a tively sim ple system tech nol o gy and the low require -
ments of the safe ty reg u la tions for (H)CFCs and HFCs has,
since the fif ties, led to a dom i nat ing posi tion of these refrig er -
ants in com mer cial refrig eration and A/C systems. Because
of the flam mabil ity and the result ing demands, hydrocar bons
were only used in spe cial systems, e.g. in the petro-chem i cal
indus try. For such systems specific conditions apply.
With the increas ing demand for the use of refrigerants with
low Global Warming Potential (GWP) at emission, systems
with hydro car bons have recent ly returned to the fore. They
have no Ozone Depletion Potential (ODP), neg li gible Global
Warming Potential and at the same time have favour able
ther mo dy nam ic prop er ties. Additionally, there is a good com -
pat ibil ity with usual mate ri als and oils and the use with speci-
fically designed her met ic and semi-her met ic com pres sors is
also pos sible. Because of this, hydrocarbons are in direct
com pe ti tion with chlo rine free HFC refrig er ants, although
HFCs have no ODP their con tri bu tion to the Global Warming
Potential is often assessed as being eco log i cal ly worse.
In com par i son to most HFCs, the flam mabil ity of hydrocar-
bons is indeed an essen tial dis ad van tage. It demands the
atten tion on spe cial safe ty reg u la tions for plan ning, con struc -
tion and oper a tion of such systems and there fore lim its a
gen er al appli ca tion (e.g. explosion-protection Directives,
workplace safety regualtions).
2 Characteristics of R290 and R1270 –
result ing sys tem and design cri te ria
2.1 General chem i cal and phys i cal prop er ties of R290
and R1270 (see also figure 1)
• Naturally occurring, hal o gen free hydro car bons
- with no Ozone Depletion Potential (ODP)
- with neg li gible Global Warming Potential (GWP = 3)
• Low tox ic ity (TLV 1000 PPM)
• Flammable:
Upper / lower flammability limit: for R290:
1.7 / 10.9 % Vol. in air
Upper / lower flammability limit for R1270:
2.0 / 11.1 % Vol. in air
• Non-crit i cal when com bined with common met als and
elas to mers . Avoid zinc as well as alloy with magnesium
➀
por tions over 2%!
for R600a (isobutane), elastomers may have restrictions –
➀
individual testing required
KT-660-3