Natürliche Kältemittel wie Kohlendioxid und Ammoniak schützen die Umwelt. Sie stellen aber auch besondere Anforderungen an die in den Kältesystemen zum Einsatz kommenden Schmierstoffe. Welche das sind und welche neuen Hochleistungsschmierstoffe Exxon Mobil vor dem Hintergrund dieses Anforderungsprofils entwickelt hat, erfahren Sie hier.
Als Folge gesetzgeberischer Vorgaben verzeichnen die natürlichen Kältemittel Kohlendioxid und Ammoniak ein deutliches Wachstum.
Geringes Ozonabbaupotenzial
Kohlendioxid hat ein Ozonabbaupotenzial (ODP) von 0 und ein Treibhauspotenzial (GWP) von 1. Im Vergleich zu fluorierten Kohlenwasserstoffen (FKW), die ein GWP von 4,1 bis 4,8 haben, liegen die ökologischen Vorteile von Kohlendioxid auf der Hand. Hinzu kommt, dass Kältesysteme auf Basis von Kohlendioxid kleiner als solche mit FKW sind und in unterschiedlichen Konfigurationen konzipiert werden können, beispielsweise als System mit Direktverdampfung oder mit Sekundärkreislauf.
Des Weiteren amortisieren sich die Anlagen aufgrund der ausgezeichneten Wärmeübertragungseigenschaften von Kohlendioxid vergleichsweise schnell, in der Regel innerhalb von drei Jahren. Im Vergleich zu den FKW weist Kohlendioxid eine geringere Toxizität auf und ist nicht entflammbar.
Nachteil: FKW-Systeme lassen sich aufgrund höherer Drücke bei Stillstand und im Betrieb nicht auf Kohlendioxid umrüsten.
Höhere Betriebsdrücke
Systeme, die Kohlendioxid als Kältemittel nutzen, stellen besondere Anforderungen an die zum Einsatz kommenden Schmierstoffe. Entscheidend sind hier die hohen Betriebsdrücke sowie die Löslichkeit, die in unterkritischen Kaskadensystemen ebenso wie in transkritischen Anwendungen auftreten. Hohe Betriebsdrücke und Temperaturen belasten die Lager und andere bewegliche Bauteile stark. Diesem Umstand muss der Schmierstoff Rechnung tragen. Gleiches gilt für das Lösevermögen. Letzteres ist bei Kohlendioxid höher als bei FKW, sodass nur synthetische, speziell für kältetechnische Anwendungen konzipierte Schmierstoffe zum Einsatz kommen sollten.
Sehr gute Wärmeübertragung
Ammoniak zählt zu den umweltfreundlichsten Kältemitteln, denn sein GWP und OPD betragen 0. Zudem verfügt es über exzellente thermodynamische Wärmeübertragungseigenschaften, die eine Nutzung von Anlagen mit kleineren Wärmetransferflächen ermöglichen. In den meisten Ländern ist Ammoniak zudem günstiger als FKW.
Hinsichtlich der Schmierstoffe reduziert der geringe Dampfdruck von Ammoniak den Ölverbrauch und die erforderlichen Nachfüllmengen. Sein niedriges Lösevermögen hilft, Viskositätsänderungen vorzubeugen und damit einen breiten Betriebstemperaturbereich abzudecken.
