Die in Wärmepumpen und Klimageräten eingesetzten Kältemittel sind in der Regel chemische Kältemittel, die in der Natur nicht vorkommen. Als natürliches Kältemittel wird Propan eingesetzt. Propan ist ein natürlich vorkommendes Gas. Es entsteht zusammen mit anderen Kohlenwasserstoffen wie Erdöl und Butan durch die Zersetzung und Reaktion organischer Stoffe innerhalb langer Zeiträume. Propan wird aus Erdölfeldern freigesetzt, indem es von anderen Kohlenwasserstoffen getrennt und für den kommerziellen Gebrauch raffiniert wird.
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Ein Kältemittel wird immer dort eingesetzt wo geringe Temperaturen, z.B. die Außenluft ein flüssiges Medium zum Verdampfen bringen kann. Perfekt wäre für die Effizienz des Kältekreises, wenn bereits extrem kalte Luft von -20°C das Kältemittel verdampft. Also vom flüssigen Aggregatzustand in den dampförmigen bringt. Die gebräuchlichsten chemischen Kältemittel für Wärmepumpen verdampfen selbst noch bei AT < -20°C.
Ein Kältekreis ist ein geschlossener Kreislauf, der für die Funktion einer Wärmepumpe oder Klimagerät erforderlich ist. Im Kältekreis findet man folgende Bauteile: Verdampfer (flüssiges Kältemittel nimmt hier Wärmeenergie aus der Umwelt auf und verdampft!), Kompressor, oder auch Verdichter, (das dampförmige Kältemittel wird stark komprimiert und erhitzt), Verflüssiger, oder Kondensator, (durch Wärmeübertragung auf das kältere Heizungswasser (Wärmepumpe), kondensiert (verflüssigt) sich das dampförmige Kältemittel), Expansionsventil, (das noch unter hohem Druck stehende Kältemittel wird entspannt (Druckgemindert) und strömt anschließend dem Verdampfer wieder zu. Das bezeichnet man im allg. als Kältekreis.
Im Kältekreis wird also ein Medium benötigt welches bei Wärmeaufnahme aus der Umwelt schnell verdampft. Die heute im gewerblichen Kälteanlagenbau gebräuchlichen Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) sind organische Verbindungen. Organische Verbindungen bestehen aus Kohlenstoff- (chemisches Kurzzeichen: C) und Wasserstoffatomen (H). Bei FKW-Kältemitteln ist zwar der Ozonabbau in der Atmosphäre kein Thema, der Treibhauseffekt (GWP=Global Warming Potenzial) aber schon. Der mittlere GWP-Wert liegt bei ca. 2100. Das bedeutet, dass die 2100-fache Menge gegenüber CO² freigesetzt wird. CO² hat ein GWP von 1. Und genau darum geht es. Um den Treibhauseffekt nicht noch zu vergrößern wurde beschlossen, dass der Einsatz solcher Kältemittel reglementiert wird (Kyoto-Protokoll).
Die Idee ist auf natürliche Kältemittel auf Basis von Propan/Propen zu setzen. Die Kältemittelbezeichnung lautet R 290 für Propan. Propan ist unter Druck verflüssigt, farb- und fast geruchlos und weist weder ein Ozonabbaupotenzial (ODP = 0) noch einen nennenswerten direkten Treibhauseffekt (GWP = 3) auf. Dank seiner hervorragenden thermodynamischen Eigenschaften ist Propan ein besonders energiesparendes Kältemittel. Propan besitzt ähnliche Kälteleistungen wie herkömmliche Kältemittel und wird bereits seit Jahren als Kältemittel in industriellen Kälteanlagen eingesetzt. In Wärmepumpen wird Propan insbesondere als Ersatz für R407 / R410 und andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FKW) eingesetzt.
