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Die Kälte- und Klimatechnik beschäftigt sich mit der Erzeugung, dem Transfer und der Regelung von niedrigen Temperaturen. Dabei beschränkt sich die Kältetechnik vor allem auf die Erzeugung von Kälte für verschiedene Anwendungen. Hingegen umfasst die Klimatechnik die Erzeugung und Regelung von angenehmen Temperaturen, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität in abgeschlossenen Räumen. Kälte- und Klimatechnik werden sowohl im privaten als auch im gewerblichen und industriellen Bereich eingesetzt, zum Beispiel für die Kühlung von Lebensmitteln und die Klimatisierung von Räumen. Häufig wirken auch beide Verfahren zusammen als Kälte-Klima-Technik. Die Kombination der beiden Technologien findet in Wärmepumpen, VRF-Systemen und Kaltwasseransätzen Anwendung. Für die Kälte-Klima-Technik werden technische Gase gebraucht, um die benötigte Kälte oder Wärme aufzunehmen beziehungsweise abzugeben. Weitere Einsatzgebiete der technischen Gase sind die Dichtigkeitsprüfung von Anlagen zur Wärmeerzeugung sowie die Reinigung von Kälte- und Klimaanlagen.
Wie funktionieren Kälte-Klima-Geräte?
Zum Heizen mit Wärmepumpen wird das Kühlmittel im Verdampfer durch die Umweltwärme erwärmt und verdampft. Im Kompressor wird der Dampf unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen verdichtet. Über einen Wärmetauscher gibt der heisse Dampf die Wärme an das Heizsystem ab. Dabei kondensiert das Kühlmittel und gelangt im Kreislauf wieder zum Verdampfer. Wird der Kreislauf umgekehrt, eignen sich Wärmepumpen dazu, Kälte in Räumen zu erzeugen.
Kältemittel für die Kälte-Klima-Technik
Kälte-Klima-Anlagen benötigen eine Kühlflüssigkeit, um die Wärme aus dem zu kühlenden Raum oder Medium abzutransportieren. Dabei handelt es sich meist um ein Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf in der Anlage zirkuliert. Für die Erzeugung der Kälte werden häufig folgende Substanzen verwendet:
- Fluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW und FKW): aufgrund ihrer umweltschädigenden Wirkung ab 2030 durch die F-Gas-Verordnung verboten.
- Kohlenwasserstoffe, wie Butan und Propan: brennbar, deshalb sind hohe Sicherheitsstandards der Anlagen erforderlich.
- Ammoniak: giftig und korrosiv, deshalb nur beim Verbau von beständigen Materialien einsetzbar.
Kohlendioxid bietet für die Kälte-Klima-Technik eine preisgünstige und nicht brennbare Alternative mit hoher Kühlleistung. CO2 ist ein natürliches Kühlmittel und besitzt gegenüber synthetischen Kältemitteln ein sehr tiefes Erderwärmungspotenzial (GWP = Global Warming Potential).
Spülen von Anlagen in der Kälte-Klima-Technik
Kälte- und Klimaanlagen müssen regelmässig gespült werden, um Verunreinigungen und schädliche Substanzen aus dem Kältemittelkreislauf zu entfernen. Diese können zum Beispiel durch Verschleiss, Korrosion, Alterung oder Kompressorschäden entstehen. Verunreinigungen, Feuchtigkeit und Luft in den Kühlleitungen verringern die Effizienz des Wärmetauschers, wodurch die erzeugte Kühlleistung sinkt. Gleichzeitig können Undichtigkeiten und Beschädigungen an Komponenten der Kälteanlage entstehen. Eine einfache und sichere Methode in der Kälte-Klima-Technik ist das Spülen mit Stickstoff. Durch das Ausblasen werden Verunreinigungen entfernt und die Leitungen getrocknet. Dieses Verfahren eignet sich für die Umrüstung, Neuinstallation und Wartung von Klimaanlagen im industriellen Massstab, im privaten Wohnbereich sowie im Kfz.
Technische Gase zum Prüfen auf Dichtigkeit
Für Kälte-Klimaanlagen sowie Wärmepumpen mit fluorhaltigen Kohlenwasserstoffen (HFKW und FKW) besteht seit 2015 die Pflicht zur regelmässigen Dichtigkeitsprüfung. Die EU-Verordnung EG-VO517/2014 Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV) regelt die Prüfung sowohl für ortsfeste Kälteanlagen und Klimatechnik wie für Kühllastkraftfahrzeuge und -anhänger. Die Pflicht zur Dichtigkeitsprüfung besteht für alle Betriebe mit Anlagen über fünf Tonnen CO2-Äquivalent des Kühlmittels. Je nach Menge des FKW in der Anlage sind Prüfungszeiträume zwischen drei und zwölf Monaten vorgeschrieben. Häufig wird die Prüfung zusammen mit einer Wartung durchgeführt. Eine Prüfung auf Dichtigkeit der Kältetechnik ist ebenfalls notwendig, wenn eine Reparatur oder ein Austausch von Komponenten durchgeführt wurde. Für die Prüfung auf Leckagen von Klimatechnik und Kälteanlagen werden Stickstoff oder Formiergase eingesetzt. Stickstoff wird mit hohem Druck in die Leitung gefüllt. Durch Messung des Drucks am Ende und ein auftretendes „Zischen“ können eventuelle Lecks aufgespürt werden. Beim Formiergas wird Lecksuchspray auf Basis eines Kältemittels eingesetzt und zeigt durch Schaumbildung eine Undichtigkeit an.