Laatst bijgewerkt op juli 27, 2022 door Energiebesparen
Koudemiddelen zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen. Zelfs als deze verschillen in hun specifieke eigenschappen, zijn alle koudemiddelen vloeistoffen die worden gebruikt als bedrijfsvloeistoffen voor koelsystemen. Deze chemische verbindingen dienen in principe om warmte over te dragen, die wordt getransporteerd van een laag temperatuurniveau naar een hoger temperatuurniveau en vice versa. Om deze warmteoverdracht mogelijk te maken, absorbeert het koudemiddel warmte door verdamping bij lage temperaturen en lage druk. Deze opgeslagen warmte komt dan weer vrij bij hogere temperaturen en hogere druk door liquefactie. Dienovereenkomstig vindt de warmteoverdracht in het koelmiddel plaats door een verandering in de geaggregeerde toestand van de vloeistoffen.
Waar worden koudemiddelen gebruikt?
Koudemiddelen worden gebruikt als werkmedium in het kader van open of gesloten koelsystemen. Dienovereenkomstig worden deze speciale middelen voornamelijk gebruikt in stationaire airconditioningsystemen, in airconditioningsystemen voor auto’s of airconditioningsystemen met grote capaciteit. Daarnaast worden koudemiddelen ook gebruikt in warmtepompen, stationaire koelsystemen, diepvriezers, koelkasten en koelcellen.
Om deze apparaten op de best mogelijke manier te kunnen bedienen met behulp van de koudemiddelen, is de selectie van een geschikt type koelmiddel van bijzonder belang. Het is immers juist de juiste keuze van het koudemiddel dat een beslissende invloed heeft op de ontwerpinspanning, het effect en het uiteindelijke energieverbruik van het koelsysteem.
Welke eigenschappen moeten goede koudemiddelen hebben?
Omdat koudemiddelen in verschillende ruimtes worden gebruikt en altijd met verschillende vereisten worden geconfronteerd, is er geen perfect koelmiddel voor universeel gebruik. Daarom kan een perfect koudemiddel alleen worden bepaald afhankelijk van het specifieke systeem.
Afgezien van deze specifieke eisen, die de afzonderlijke toepassingsgebieden op de koudemiddelen plaatsen, zijn er overkoepelende en universele eigenschappen die door alle gebieden als belangrijk worden beschouwd. In dit opzicht mogen koudemiddelen niet giftig, ontvlambaar of corrosief zijn. Bovendien heeft een goed koudemiddel idealiter een goede mengbaarheid met olie. Bovendien moeten de middelen een gunstige drukverhouding en stoomvolume, een lage compressie eindtemperatuur en viscositeit en een hoge thermische geleidbaarheid hebben. De chemische en thermische stabiliteit moet ook worden gewaarborgd.
Naast deze uitgebreide fysische en chemische eigenschappen moeten goede koudemiddelen ook een economisch en ecologisch verstandige oplossing zijn. Dit is het geval als de producten niet alleen een goede prijs-prestatieverhouding hebben, maar ook geen of slechts een lage milieu-impact hebben in het kader van hun toepassing.
Dit resulteert in veelzijdige eigenschappen die een goed koudemiddel vormen. Hier is een overzicht van de belangrijkste voor u:
- niet giftig, ontvlambaar of corrosief
- goede mengbaarheid met olie
- gunstige drukverhouding en stoomvolume
- lage eindcompressietemperatuur en viscositeit
- hoge thermische geleidbaarheid
- goede chemische en thermische stabiliteit
- goede prijs-kwaliteitverhouding
- goede milieuvriendelijkheid
Hoe werkt een airco en welke rol speelt het koudemiddel?
In een airconditioningsysteem absorbeert de verdamper in de unit warme kamerlucht via het koelmiddel. Om deze warmte echter überhaupt te kunnen absorberen, wordt de druk van het koudemiddel sterk verminderd. Als gevolg van deze drukverlaging verandert het koudemiddel in een gasvormige aggregatietoestand en koelt het aanzienlijk af. De temperatuur daalt ver onder de bestaande omgevingstemperatuur. Dankzij deze lage temperatuur is het koudemiddel nu in staat om warmte uit de omgeving te absorberen door verdamping. Zodra het middel de omgevingstemperatuur weer heeft bereikt als gevolg van warmteabsorptie, wordt het gecomprimeerd met behulp van een compressor. Als gevolg van deze compressie wordt het gas verwarmd, waardoor het vloeibaar wordt. In vloeibare toestand blijft het middel naar de buitenunit stromen. Op dit punt wordt de warmte nu overgebracht van het koelmiddel naar de omgevingstemperatuur. Als gevolg van deze warmteafvoer neemt de temperatuur toeratur van het koudemiddel opnieuw. Met behulp van de verdamper wordt de druk van het middel vervolgens weer verlaagd, zodat het weer afkoelt en in zijn gasvormige toestand verandert. Het beschreven proces is dus een cyclus die op dit punt helemaal opnieuw begint.
Als onderdeel van dit uitgebreide proces speelt het koudemiddel in een airconditioningsysteem een fundamentele rol op het gebied van warmteoverdracht en warmteoverdracht.
Welke koudemiddelen worden veel gebruikt en welke eigenschappen hebben ze?
Er zijn verschillende koudemiddelen op de markt waarin de chemische verbindingen in natuurlijke of synthetische vorm voorkomen. Daarom wordt een fundamenteel onderscheid gemaakt tussen natuurlijke en synthetische koudemiddelen.
Synthetische koudemiddelen omvatten chemische verbindingen zoals chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s). Hoewel deze middelen bijzonder efficiënte en stabiele chemische eigenschappen hebben, wordt hun verbruik vandaag de dag voortdurend verminderd. Dit komt onder andere door hun negatieve invloed op het ozongehalte van de atmosfeer en hun versnellende effect op het broeikaseffect. Vanwege deze milieubelastende eigenschappen worden tegenwoordig natuurlijke koudemiddelen gebruikt, die een aanzienlijk betere milieuvriendelijkheid hebben.
Natuurlijke koudemiddelen zijn ammoniak, water, koolstofdioxide, propaan en propyleen:
- Ammoniak: Ammoniak heeft zeer milieuvriendelijke eigenschappen, is uiterst energie-efficiënt en maakt indruk met zijn goedkope calorische waarde en lage totale kosten. Ondanks deze veelzijdige, positieve eigenschappen heeft ammoniak het nadeel dat het zowel giftig als brandbaar is. Niettemin is deze stof ideaal als koelmiddel voor koelcellen, airconditioning met grote capaciteit, industriële koeling en sport- en recreatiefaciliteiten.
- Koolstofdioxide: In tegenstelling tot ammoniak is koolstofdioxide niet ontvlambaar en niet giftig. Bovendien maakt deze remedie indruk met zijn goede prijs-prestatieverhouding en onbeperkte beschikbaarheid. Een zeer bijzondere eigenschap is de hoge volumetrische koelcapaciteit van koolstofdioxide, waarbij het middel veel gebruikt wordt. Koolstofdioxide wordt voornamelijk gebruikt als koelmiddel in koelcellen, airconditioningsystemen voor auto’s, industriële koeling, levensmiddelendetailhandel en warmtepompen.
- Water: Naast koolstofdioxide is water niet brandbaar of giftig. Daarbij komen de goede milieuvriendelijkheid, gemakkelijke beschikbaarheid en CO2-neutraal gedrag. Op basis van deze eigenschappen wordt water vooral gebruikt op het gebied van industriële koeling.
- Propaan (R-290) en propyleen: Met betrekking tot propaan en propyleen kan worden gesteld dat hoewel ze niet giftig zijn, ze nog steeds ontvlambare eigenschappen hebben. Hun milieuvriendelijkheid is ook iets slechter in vergelijking met andere natuurlijke koudemiddelen.
Hoe weet je welk koudemiddel het is?
Zoals veel chemische verbindingen worden koudemiddelen ook aangeduid met een specifieke nomenclatuur. Dit vertelt u niet alleen welk specifiek koudemiddel het is, maar geeft ook de atomaire samenstelling van het betreffende middel aan. In principe worden alle koudemiddelen afgekort met de hoofdletter R. Deze letter is afgeleid van het Engelse woord “koudemiddel” en betekent koudemiddel. De R wordt gevolgd door een reeks getallen. Als deze serie begint met een 4 of 5, zijn het mengsels. Organische verbindingen daarentegen beginnen met een 6, terwijl u natuurlijke koudemiddelen kunt identificeren aan de 7.
Met het oog op natuurlijke koudemiddelen wordt de groepsaanduiding van de 7 gevolgd door het molecuulgewicht van de respectieve chemische verbinding. Dienovereenkomstig is de aanduiding R717 het natuurlijke koelmiddel ammoniak (molecuulgewicht = 17) en R744 is koolstofdioxide (molecuulgewicht = 44).