Resultierende Auslegungs- und Ausführungskriterien

Bezogen auf den bisherigen „Stand der Technik‟ erfordern industrielle NH₃-Systeme eine – im Vergleich zu üblichen Gewerbesystemen – völlig andere Anlagentechnik.

Wegen der Unlöslichkeit mit dem Schmieröl und den spezifischen Eigenschaften des Kältemittels sind hoch effiziente Ölabscheider sowie überflutete Verdampfer mit Schwerkraftumlauf oder Pumpensystem üblich. Wegen möglicher Gefahren für Menschen und Kühlgut kann der Verdampfer auch häufig nicht direkt am Kühlraum angeordnet werden. Der Wärmetransport muss dann über einen Sekundärkreislauf erfolgen.

Auf Grund des thermischen Verhaltens müssen schon bei mittleren Druckverhältnissen zweistufige Verdichter oder – bei Schraubenverdichtern – reichlich dimensionierte Ölkühler eingesetzt werden.

Kältemittelleitungen, Wärmeübertrager und Armaturen sind in Stahl auszuführen – Schweißverbindungen bei Rohrleitungen größerer Dimension unterliegen außerdem einer Prüfpflicht durch Sachverständige. Teilweise kann auch Aluminium als Werkstoff verwendet werden.

In Abhängigkeit von Anlagengröße und Kältemittelfüllmenge sind entsprechende Sicherheitseinrichtungen sowie spezielle Maschinenräume vorzusehen.

Der Kältemittelverdichter wird üblicherweise in „offener Bauart‟ ausgeführt, der Antriebsmotor ist ein separates Bauteil.

Diese Maßnahmen erhöhen den Aufwand für NH₃-Anlagen, insbesondere im Bereich mittlerer und kleinerer Leistungen, ganz beträchtlich. Es werden deshalb weltweit Anstrengungen unternommen, um einfachere Systeme zu entwickeln, die sich auch im Gewerbebereich einsetzen lassen.

Ein Teil dieser Entwicklungsprogramme befasst sich mit teillöslichen Schmierstoffen zur verbesserten Ölzirkulation im System. Alternativ hierzu werden auch vereinfachte Methoden für eine automatische Rückführung unlöslicher Öle untersucht.

BITZER Erfahrungen mit NH₃:

BITZER ist in diesen Projekten stark engagiert und hat eine größere Anzahl von Verdichtern im Einsatz. Die bisherigen Erfahrungen zeigen aber, dass Anlagen mit teillöslichen Ölen technisch nur schwer zu beherrschen sind. Der Feuchtigkeitsgehalt im System hat einen wesentlichen Einfluss auf die chemische Stabilität des Kreislaufs und das Verschleißverhalten des Verdichters. Bei hoher Kältemitteleinlagerung im Öl (Nassbetrieb, unzureichende Öltemperatur) führt die enorme Volumenveränderung von verdampfendem NH₃ außerdem zu starkem Verschleiß an Lagerstellen und Gleitringdichtung. Die Entwicklungen werden weitergeführt; Schwerpunkte sind dabei auch Alternativlösungen mit unlöslichen Schmierstoffen.

Außerdem haben verschiedene Apparatehersteller spezielle Wärmeübertrager entwickelt, mit denen sich die Kältemittelfüllung beträchtlich reduzieren lässt. Es gibt einen starken Trend zu sog. „Low Charge“ Systemen, u.a. mit Blick auf Sicherheitsanforderungen, die auch wesentlich von der Kältemittelfüllmenge bestimmt sind.

Darüber hinaus gibt es auch Lösungen für eine „Hermetisierung‟ von NH₃-Anlagen. Es handelt sich dabei um kompakte Flüssigkeitskühler mit Füllmengen unter 50 kg, die in einem geschlossenen Container – teilweise mit integrierter Wasservorlage zur Bindung von NH₃ im Leckagefall – installiert sind.

Derartige Kompaktsätze können auch in Bereichen aufgestellt werden, die bisher wegen der Sicherheitsvorschriften nur Anlagen mit Kältemitteln der Sicherheitsgruppe A1 vorbehalten waren. Eine Beurteilung über den Einsatz von NH₃-Kompakt-Systemen – anstelle von Anlagen mit HFKW-Kältemitteln und konventioneller Technik – ist nur auf individueller Basis unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung möglich. Aus rein technischer Sicht und unter der Voraussetzung eines akzeptablen Kostenniveaus, wird eine breitere Angebotspalette in absehbarer Zeit zu erwarten sein.