Zur Bedeutung des Kältemittels CO₂

Auf der Chillventa 2014 gab Dr. Heinz Jürgensen, Director Application Engineering and Product Performance bei Bitzer (www.bitzer.de), ein Interview zur Bedeutung des Kältemittels CO₂.

Wie schätzen Sie die zukünftige Bedeutung von natürlichen Kältemitteln ein?

Dr. Jürgensen: Mit den anstehenden Verwendungsbeschränkungen und Verboten bei F-Gasen wird die Bedeutung von natürlichen Kältemitteln sicherlich zunehmen. Bedingt durch die besonderen Eigenschaften werden sie sich jedoch nur in Anwendungssegmenten stärker als bisher etablieren können, in denen die spezifischen Anforderungen (u. a. Sicherheitsbestimmungen, hohe Drucklagen bei CO₂) mit vertretbarem Aufwand und ohne Nachteile in der Systemeffizienz umgesetzt werden können.

Für welche Anwendungen eignen sich beispielsweise die thermodynamischen Eigenschaften von CO2?

Dr. Jürgensen: Als ein wesentlicher Schwerpunkt von CO₂-Anwendungen zeichnen sich schon seit längerem Supermarktkälteanlagen (Verbundsysteme) mittlerer bis größerer Leistung ab. Aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften von CO₂ können diese Anlagen besonders wirtschaftlich in gemäßigten Klimazonen (zum Beispiel Mittel- und Nordeuropa) betrieben werden. Mittels neu entwickelter Systemtechnologie werden inzwischen aber auch deutlich verbesserte Wirkungsgrade bei höheren Umgebungstemperaturen erzielt. Damit wird sich das Potenzial möglicher Anwendungen wesentlich ausweiten lassen und CO₂ in diesem Branchensektor zunehmend an Bedeutung gewinnen. So ist inzwischen auch in Nordamerika eine deutlich steigende Tendenz zu CO₂-Systemen festzustellen.

Wie reagiert Bitzer auf die Bedeutung von CO2?

Dr. Jürgensen: Bitzer hat bereits vor mehr als 15 Jahren mit der Produktion von CO₂-Verdichtern begonnen und in der Zwischenzeit das Produkt- und Leistungsspektrum stetig erweitert. So werden beispielsweise hier auf der Chillventa neu entwickelte 2- und 6-Zylinder-Verdichter für transkritische Anwendungen vorgestellt – zur leistungsmäßigen Erweiterung des Programms nach oben und unten. Zudem präsentieren wir eine komplett neue Verdichterbaureihe für subkritische Systeme, die bis zu einem Stillstandsdruck von 100 bar eingesetzt werden kann.

Welche technischen Herausforderungen stellt CO2?

Dr. Jürgensen: Die wesentlichen Herausforderungen liegen einerseits in den hohen Drucklagen und Betriebstemperaturen mit den resultierenden konstruktiven und anwendungstechnischen Anforderungen, andererseits aber auch in einer thermodynamisch bedingten geringeren Energieeffizienz bei transkritischen Systemen mit hohem Temperaturniveau der Wärmesenke auf der Hochdruckseite. Sowohl die Verdichter- als auch die Systemtechnologie sind dadurch besonders anspruchsvoll. Eine weitere Herausforderung und Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung von CO₂-Technologie ist eine entsprechende Aus- und Weiterbildung der Fachleute – und dies braucht erfahrene Trainer und bekanntlich viel Zeit.