Difluorchlormethan R22

Einleitung
R22 wurde wegen seines niedrigen Siedepunktes, der Lage der Dampfdruckkurve und seiner hohen volumetrischen Kälteleistung bervorzugt für die Erzeugung tiefer Temperaturen angewendet. In einstufigen Anlagen können bis -50°C, in der Tieftemperaturstufe zweistufiger Kältemaschinen bis zu -75°C erreicht werden.

R22 besitzt Ozonzerstörungspotential und darf gemäß der FCKW-Halon-Verbotsverordnung seit dem 1.01.2000 in neuen Kälteanlagen nicht mehr verwendet werden. Bestehende Anlagen können aber weiterhin betrieben werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Kälteerzeugung bei höheren Verdampfungstemperaturen, insbesondere für die Klimatisierung mit Kolben- und Schraubenverdichtern.
Seine breite Mischungslücke mit Mineralölen erschwert den Einsatz.

Thermische Eigenschaften
Die thermischen Eigenschaften von R22 entsprechen nahezu denen von Ammoniak. Zu beachten sind die höheren Betriebsdrücke in der Anlage im Vergleich zu Ammoniak. Auswirkungen hat dies vor allem auf die druckfestere Bauweise der Verdichtergehäuse.

Bei Prozesstemperaturen von -15°C Verdampfungstemperatur und einer Kondensationstemperatur von 30°C ist das Druckverhältnis von 4,04 günstig, jedoch ist hier die Verdichtungsendtemperatur recht hoch.

Die volumetrische Kälteleistung entspricht in etwa der von Ammoniak.

Physikalische Eigenschaften
Die Erstarrungstemperatur von -160°C liegt weit unter dem Einsatzbereich. Die kritische Temperatur und der kritische Druck erlauben noch eine Luftkühlung der Verflüssiger.

Die Oberflächenspannung liegt mit 7,4mN/m bei 20°C sehr tief mit ungünstiger Auswirkung auf die Schmiereigenschaften der Schmiermittelgemische, verbessert andererseits aber die Benetzbarkeit der Wärmeübertragungsflächen und damit den Wärmeübergang.

Chemische Eigenschaften
Die thermische Stabilität des reinen R22 ist gut. Weiterhin ist die Wasserlöslichkeit im flüssigen R22 sehr hoch.

Infolge der hohen Wasserlöslichkeit besteht die Gefahr der Hydrolyse mit Säurebildung und damit Korrosion an Metallen und insbesondere an organischen Isolier- und Dichtungsstoffen. Feuchtigkeitsgehalte von 25-40ppm im Kältekreislauf sollten nicht überschritten werden. Der in Kälteanlagen mit R22 übliche Einbau von Trocknern ist in erster Linie daher nicht zum Verhindern von Eisausscheidungen, sondern zum Absenken des Wassergehaltes unter die Korrosionsgrenze erforderlich.

Der Nachweis von Undichtigkeiten erfolgt mit dem Leak-Detektor über thermisch abgespaltene Halogene. Die bei der Lecksuche übliche Erhöhung des Systemdruckes darf nur mit getrocknetem Stickstoff, aber keinesfalls mit Preßluft erfolgen. R22 ist bei normalen Bedingungen nicht explosiv und praktisch nicht brennbar.

Verhalten gegenüber Schmiermitteln
Mineralöle sind mit flüssigem R22 nich lückenlos mischbar. Die für R22 charakteristische Mischunglücke lässt sich durch Änderung der Öleigenschaften nach höheren und tieferen Temperaturen sowie hinsichtlich der Konzentration verschieben.

Treten Temperaturen und Kältemittel-Öl-Konzentrationen auf, die in den Bereich der Mischunglücke fallen, tritt eine Trennung in zwei Phasen ein. Eine geschlossene, ölreiche Schicht hoher Viskosität schwimmt dann auf der schwereren, an Kältemittel reicheren Schicht. Deshalb dürfen die für R22 handelsüblichen Mineralöle im Bereich ab Raumtemperatur bis ca. 100°C keine Mischungslücke aufweisen. Im Verdichter kann sonst die Trennung in zwei Schichten zum Fehlen eines tragfähigen Schmiermittelfilms beim Anlauf führen, wenn nur das schwere, unten liegende R22 angesaugt wird.

Tritt diese Trennung im Verdampfer auf, kann das verdampfende Kältemittel die zähe Ölschicht nur schwer durchbrechen; es kommt zum Siedeverzug. Das bei der stoßweisen Verdampfung mitgerissene Öl kann zum Bruch der Verdicherventile führen. Der Ölrückführung aus dem Verdampfer ist daher besondere Aufmerksamkeit zu widmen. In größeren Kälteanlagen und bei tiefen Verdampfungstemperaturen ist der Einbau von Öabscheidern üblich.

Physiologische Eigenschaften
Die toxikologischen Eigenschaften von R22 wurden sehr gründlich untersucht. Es hat keine spezifische Wirkung auf den menschlichen Organismus.

Bei starker Anreicherung von R22 in der Atemluft treten ab ca. 20 Vol% Atembeschwerden durch Sauerstoffmangel auf. R22-Dämpfe sind schwerer als Luft, so dass in Bodennähe höhere Konzentrationen auftreten können. Eine Raumluftabsaugung in Bodennähe ist daher angebracht.

R22 ist so gut wie geruchlos und damit als paniksicheres Kältemittel auch für Räume mit hohem Publikumsverkehr geeignet.

Bei Kontakt mit Flammen und heißen Flächen entstehen giftige Spaltprodukte, die durch ihren Eigengeruch vor Erreichen schädlicher Konzentrationen warnen.