CO2 und Ammoniak in der Praxis — natürliche Kältemittel in Supermarkt und Industrie

Während sich vieles in der Entwicklung der Kältebranche historisch darum drehte, neue synthetische Kältemittel zu finden, weist die Zukunft nun zurück auf zwei Stoffe, die seit über hundert Jahren bekannt sind: Kohlendioxid und Ammoniak. Beide sind natürliche Kältemittel mit einem GWP nahe null oder gleich null, aber sie werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt und erfordern jeweils eine eigene Handhabung.

CO2 ist nicht giftig und nicht brennbar (Sicherheitsklasse A1), aber es arbeitet bei viel höheren Drücken als traditionelle Kältemittel, und es hat eine kritische Temperatur von nur circa 31 Grad — also eine Temperatur, die die Verflüssigerseite einer Anlage an einem warmen Sommertag ohne Weiteres überschreiten kann. Wenn das passiert, geht die Anlage in den transkritischen Betrieb: Das Kältemittel kondensiert auf der Hochdruckseite nicht mehr zu Flüssigkeit, sondern bleibt in einem Zustand, in dem Druck und Temperatur vom Regler genau gesteuert werden müssen, damit die Anlage effizient bleibt. Das erfordert Komponenten und Steuerungen, die speziell für CO2 gebaut sind, und deutlich höhere Druckklassen als bei traditionellen Kältemitteln.

Dänische Unternehmen haben eine führende Rolle bei der Entwicklung transkritischer CO2-Anlagen für Supermärkte gespielt, und transkritisches CO2 macht heute praktisch den gesamten Markt für Neuinstallationen der Supermarktkühlung in Dänemark aus. Das liegt an einer Kombination aus strengeren Abgaben und Regeln für HFC-Kältemittel, sinkenden Preisen für CO2-Komponenten und einem ausgereiften Angebot an Verdichtern, Ventilen und Reglern, die speziell dafür gebaut sind. Für dich als angehende Kältetechnikerin oder angehenden Kältetechniker bedeutet das, dass CO2-Anlagen mit Boostersystemen und Parallelverdichtung keine Nische sind — sie sind hierzulande der Hauptweg in der gewerblichen Kälte.

Ammoniak hat hervorragende thermodynamische Eigenschaften und wird seit über hundert Jahren in der industriellen Kälteerzeugung eingesetzt — von Gefrierlagern über Molkereien bis zu Brauereien. Im Gegensatz zu CO2 ist Ammoniak als B2L klassifiziert: Es ist beim Einatmen giftig und gering entzündbar. Schon relativ niedrige Konzentrationen in der Luft sind gesundheitsschädlich, und der Geruch ist so scharf, dass man ein Leck normalerweise lange riechen kann, bevor die Konzentration gefährlich wird — aber das darf nie als einzige Sicherheitsmaßnahme dastehen.

• 01Gasdetektoren und Alarmierung, die lange vor dem Erreichen gefährlicher Konzentrationen warnen.
• 02Klare Verfahren für Alarmierung und Evakuierung bei einem Unfall mit Austritt.
• 03Pflicht zu geeigneter Lüftung in Maschinenräumen, in denen Ammoniak gehandhabt wird.
• 04Arbeiten mit Ammoniak fallen bei bestimmten Anlagengrößen unter ein erweitertes Zertifikat (Typ II), das eine vorherige dokumentierte Erfahrung mit dem Stoff voraussetzt.
• 05Die dänische Störfallverordnung (risikobekendtgørelsen) legt eine besondere, niedrige Schwellenmenge für Ammoniak fest, die verschärfte Anforderungen an Betriebe auslöst, die es im industriellen Maßstab lagern.

Es ist leicht, 'natürliche Kältemittel' als eine einzige Kategorie zu denken, aber CO2 und Ammoniak stellen sehr unterschiedliche Anforderungen an dich. Bei CO2 ist die Hauptherausforderung der hohe Druck und der transkritische Betrieb; bei Ammoniak ist die Hauptherausforderung die Giftigkeit und die Verantwortung, die mit der Arbeit an einem Stoff einhergeht, der Menschen bei einem Unfall schwer schädigen kann. Beides verlangt, dass du die Anlage kennst, das Kältemittel kennst und das Verfahren einhältst — keines von beidem verträgt einen Techniker, der abkürzt.

“Ammoniak riecht lange, bevor er gefährlich ist. CO2 riecht überhaupt nicht — und genau deshalb musst du deinen Instrumenten vertrauen, nicht deiner Nase.”