Kältemitteln

Kältemittel sind Arbeitsmedien in thermischen Kreisläufen von Kühl-, Klima- und Wärmepumpensystemen. Sie erhöhen Wärme durch Phasenwechsel: Beim Verdampfen nehmen sie Wärme auf, beim Kondensieren geben sie sie wieder ab. In geschlossenen Systemen ermöglichen sie effektives Kühlen und komfortable Klimatisierung sowie industrielle Prozesse.

Wichtige Eigenschaften sind ein geeigneter Siedepunkt, thermische Stabilität, geringe Toxizität und passende Sicherheitsmerkmale. Zudem spielt die Umwelt- und Klimawirkung eine zentrale Rolle: Treibhauspotenzial (GWP) und Ozonabbaupotenzial (ODP) beeinflussen die Wahl des Mittels. Systeme zielen auf niedrige GWPs ab, während ODP-freie Substanzen bevorzugt werden.

Historisch dominierten chlordurchfluorierte Substanzen wie CFCs (z. B. R-12) und HCFCs (z. B. R-22). Aufgrund von Ozonabbaubedenken und Klimawirkungen wurden sie durch Regulierungen eingeschränkt. Das Montreal-Protokoll sowie nationale und regionale Gesetzgebungen (z. B. EU-F-Gas-Verordnung) treiben den Ausstieg aus hohen ODP-/GWP-Substanzen voran. Heute gewinnen natürliche Kältemittel und neuere Substanzen mit geringerem GWP an Bedeutung, darunter CO2 (R-744), Ammoniak (R-717), Kohlenwasserstoffe wie Propan (R-290) und Isobutan (R-600a) sowie HFOs wie R-1234yf und R-1234ze.

Typische Bezeichnungen erfolgen oft nach der R-Nummer (z. B. R-744, R-717). Die Wahl des Kältemittels hängt von Anwendungsfall, Systemtechnik, Sicherheitsanforderungen und regulatorischen Vorgaben ab.

Anwendungen finden sich in Haushaltskühlgeräten, automatisierter Gebäudetechnik, Fahrzeugklimatisierung, Lebensmittel- und Prozesskühlung sowie in industriellen Wärmepumpen. Umwelt- und Sicherheitsaspekte bleiben zentrale Treiber von Forschung, Entwicklung und Regulierung in der Kältemitteltechnik.