Sechs Arten von Kältemitteln, die häufig in der Klimaanlage von Elektrofahrzeugen verwendet werden

Klimaanlagen von Elektrofahrzeugen nutzen Kältemittel, um Energie zum Heizen und Kühlen des Fahrgastraums eines Fahrzeugs zu liefern. Kältemittel ist eine Art Chemikalie, die Wärme in einer Phase aufnimmt und sie in einer anderen Phase bei niedrigerer Temperatur wieder abgibt. Dieser Prozess ermöglicht es einer Klimaanlage eines Elektrofahrzeugs, die Luft im Innenraum zu konditionieren und sie gleichzeitig je nach Wunsch zu kühlen oder zu erwärmen. In diesem Artikel erklären wir, welche Arten von Kältemitteln in Klimaanlagen für Elektrofahrzeuge verwendet werden, und erläutern einige Vor- und Nachteile, die jeder Typ mit sich bringt!

Was ist Kältemittel?

Kältemittel ist ein Stoff, mit dem Wärme von einem Ort zum anderen übertragen werden kann. Es wird häufig in Klimaanlagen und Kühlgeräten verwendet, hat aber auch viele andere Einsatzmöglichkeiten. Kältemittel werden häufig in zwei Arten unterteilt: Kältemittel und kältemittelähnliche Verbindungen (RLCs). Ersteres bezieht sich speziell auf jene Gase, die von der EPA für die Verwendung als Kältemittel in Kühlgeräten zugelassen wurden; Zu den RLCs zählen alle anderen Gase wie Ammoniak oder Propan.

Funktion des Kältemittels

Das Kältemittel ist ein entscheidender Bestandteil von EV-Klimaanlagen. Es dient zur Kühlung der Luft in einem Elektrofahrzeug und muss unter hohem Druck gespeichert werden, damit es durch die Klimaanlage zirkulieren kann. Anschließend durchläuft das Kältemittel einen Prozess namens Kondensation, der es wieder in seinen flüssigen Zustand überführt, sodass es wiederverwendet werden kann.
Heutzutage gibt es verschiedene Arten von Kältemitteln, die jedoch alle auf den gleichen Grundprinzipien der Kühlung basieren. Dabei wird ein flüssiges Kältemittel komprimiertWechselstromkompressor für Elektroautosund dann zu einem Gas verdampft, das die Wärme aus dem Inneren des Geräts aufnimmt. Dieses heiße Gas wird dann durch einen Kondensator wieder abgekühlt, wodurch es wieder in flüssige Form übergeht und in einem anderen Kreislauf wiederverwendet werden kann.
Zu den FCKW-Kältemitteln gehören R11, R12, R13, R502, R503
Zu den HFCKW-Kältemitteln gehören R22, R123, R124, R141b, R142b, R402A, R402B, R408A, R409A
Zu den HFKW-Kältemitteln gehören R134a, R410A, R407C, R417A, R404A, R507, R23, R508A, R508B, R152a

Sechs Arten von Kältemitteln, die häufig in EV-Klimaanlagen verwendet werden

◆ Kältemittel R134a

R134a ist ein HFKW, das 1993 als Ersatz für R12 (FCKW) und R22 (HCFC) eingeführt wurde. Während diese aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf die Ozonschicht der Erde verboten wurden, enthält R134a keine Chloratome und stellt daher nicht das gleiche Risiko dar.
Es funktioniert auch bei niedrigen Temperaturen gut und hat einen höheren Siedepunkt als seine Vorgänger, was es ideal für den Einsatz in Autoklimaanlagen macht. Weltweit werden mehr als 50 % von R134a als Kältemittel in Autoklimaanlagen verwendet. Angesichts der explosionsartigen Zunahme des Autobesitzes (insbesondere in China) wird die Marktnachfrage nach R134a recht groß sein.

Code	Stoffname	Chemischer Name	Chemische Formel	GWP (AR4)
R-134A	HFC-134a	Tetrafluorethan	CH2FCF3	1,300

Das Problem bei R134a besteht darin, dass es Fluor enthält, das bei Einnahme für den Menschen hochgiftig ist. Dies kann in kleinen Mengen gefährlich sein, wird aber noch problematischer, wenn der Stoff ausläuft oder verschüttet wird und Menschen seine Dämpfe einatmen.
Die meisten elektrischen Kompressoren von Guchen verwenden das Kältemittel R134a, zElektrisch betriebener Hochspannungskompressor mit 800 V.

◆ Kältemittel R404A

R404A ist ein weiterer HFKW, der im 20. Jahrhundert eingeführt wurde. Es eignet sich gut als Kühlmittel für private und gewerbliche Anwendungen. Es kann als Ersatz für R22 und R502 verwendet werden, die aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf die Ozonschicht aus dem Verkehr gezogen wurden.
R404A ist ein chlorfreies, nichtazeotropes Kältemittelgemisch. Es wird in Stahlflaschen gelagert und ist ein komprimiertes Flüssiggas. Sein ODP beträgt 0, R404A ist also ein umweltfreundliches Kältemittel, das die Ozonschicht der Atmosphäre nicht zerstört.

Code	Name der HFC-Mischung	GWP (AR4)
R-404A	HFC-404A	3,922

◆ Kältemittel R407C

Das Fluorkohlenwasserstoff-Kältemittel R407C (HFC) wurde Anfang der 1990er Jahre als Alternative zu R22 eingeführt. Im Gegensatz zu anderen FCKWs und H-FCKWs, die die Ozonschicht abbauen, baut dieses Kältemittel die Ozonschicht überhaupt nicht ab – was es viel sicherer für die Umwelt macht als andere Kältemittel. Es hat ein globales Erwärmungspotenzial (GWP) von 1774.
Dieses Kältemittel mit niedrigem GWP wird auch in gewerblichen und industriellen Klimaanlagen verwendetKlimaanlagen für Elektrobusse. Große Elektrofahrzeuge verwenden R407C, weil es eine hohe Wärmeübertragungsrate hat, was bedeutet, dass es den Innenraum eines Elektrofahrzeugs schnell abkühlen oder Ihre wertvolle Ladung an heißen Sommertagen kalt machen kann.

Code	Name der HFC-Mischung	GWP (AR4)
R-407C	HFC-407C	1,774

Es ist nicht brennbar und weniger giftig als sein Vorgänger. Es ist für sein niedriges Treibhauspotenzial (GWP) bekannt, was bedeutet, dass es im Vergleich zu anderen Kältemitteln nur geringe Auswirkungen auf den Klimawandel hat.

◆ Kältemittel R1234yf

R1234yf ist ein Hydrofluorolefin-Kältemittel (HFO). Es wurde 2015 als Ersatz für verschiedene ältere Kältemittel eingeführt, darunter R134a und R22. Der Zweck dieser Änderung bestand darin, die Umweltauswirkungen von Kältemitteln durch Reduzierung der Treibhausgasemissionen und des Ozonabbaupotenzials zu verringern.
Ab dem 1. Januar 2017 ist die Verwendung von Kältemitteln mit einem GWP > 150 in der Automobilindustrie verboten. Es ist ersichtlich, dass der schrittweise Ausstieg aus R134a (GWP=1300), das häufig als Kältemittel für Autoklimaanlagen verwendet wird, zu einem unausweichlichen Trend wird. Das Kältemittel der vierten Generation R1234yf gilt als eine neue Generation umweltfreundlicher Kältemittel als Ersatz für R134a, weshalb R1234yf erstmals in Kfz-Klimaanlagen eingesetzt wird.

Code	Stoffname	Chemische Formel	GWP (AR4)
R-1234yf	HFO-1234yf	2,3,3,3 Tetrafluorpropen	4

HFOs haben keine Chloratome und tragen daher nicht zum Abbau der stratosphärischen Ozonschicht bei. Kältemittel mit R1234yf weisen nahezu kein Ozonabbaupotenzial (ODP) auf.
Guchen EAChat die Entwicklung seiner Produkte mit dem neuen Kältemittel R-1234yf bereits abgeschlossen und sie stehen zum Verkauf bereit. Die vollständige Einführung des neuen Kältemittels R-1234YF wird die Kohlendioxidemissionen unserer Produkte erheblich reduzieren und zur Verbesserung des globalen Umweltschutzes beitragen. Dies ist ein sehr positiver Schritt in den Umweltschutzbemühungen von Guchen EAC, der auch einen wichtigen Beitrag zu Chinas Bemühungen zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen darstellt.
Verwandtes Produkt:
Elektrischer Kompressor R1234yf, 66 cm³, 540 V Gleichstrom

◆ Kältemittel R410A

Das Kältemittel R410A ist ein gemischtes HFC-Kältemittel, das aus 50 % R-32 (Difluormethan) und 50 % R-125 (Pentafluorethan) besteht. Der Arbeitsdruck beträgt etwa das 1,6-fache des von herkömmlichen R22-Klimaanlagen und die Kühl-/Wärmeeffizienz ist hoch.
R410A soll R22 in verschiedenen gewerblichen und industriellen Anwendungen ersetzen, einschließlich zentraler Klimaanlagen und Wärmepumpen. Die Kombination aus R32 und R125 bietet hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und eignet sich daher ideal für den Einsatz in großen Gewerbegebäuden, in denen Kühlleistung bei Temperaturen unter 10 °C erforderlich ist.

Code	Name der HFC-Mischung	GWP (AR4)
R-410A	HFC-410A	2,088

R-410A hat eine atmosphärische Lebensdauer von 16 Jahren, wenn es in die Atmosphäre freigesetzt wird.
Einsatz des Kältemittels R410A: Wird hauptsächlich in Haushaltsklimaanlagen, kleinen und mittleren gewerblichen Klimaanlagen, mobilen Klimaanlagen, Luftentfeuchtern, Kältetrocknern und einigen Kühlanwendungen wie Schiffskühlgeräten und Industriekühlung verwendet.

◆ Kältemittel R744 (CO2).

R744 (CO2) ist ein nicht brennbares Gas, das bei direkter Freisetzung in die Atmosphäre ein Treibhauspotenzial von 1 hat. Es kann in vielen verschiedenen Arten von Systemen verwendet werden, einschließlich Systemen, die fluorierte Kohlenwasserstoffe (HFC) wie R134a oder R404A verwenden.
Die Hauptvorteile des Kältemittels R744 sind:
◆ Verbesserte Energieeffizienz aufgrund seines hohen Wärmeübergangskoeffizienten;
◆ Erhöhte Sicherheit aufgrund seiner Nichtentflammbarkeit;
◆Geringere Betriebskosten aufgrund der geringeren Kältemittelfüllung im Vergleich zu anderen fluorierten Kältemitteln;
◆ Reduzierte Treibhausgasemissionen. Es hat kein Ozonabbaupotenzial (ODP).
◆ Geringe Toxizität – enthält kein Chlor oder Brom, daher ist die Handhabung während der Wartung sicher für die Umwelt und für Menschen. Dadurch eignet es sich besonders für den Einsatz in Gebäuden oder in Klimaanlagen, wo Gesundheits- und Sicherheitsbedenken beim Umgang mit anderen Gasen bestehen.

Code	Stoffname	Chemischer Name	Chemische Formel	GWP (AR4)
R-744	HC-744	Kohlendioxid	CO2	1

Es hat das niedrigste Treibhauspotenzial (GWP) aller derzeit für den Einsatz in Neugeräten verfügbaren Kältemittel und ist somit eine Option für Systeme mit sehr hohem Wirkungsgrad. Die Hauptvorteile von R744 sind seine Ungiftigkeit und seine Hochdruckeigenschaften. Es hat auch einen niedrigeren Siedepunkt als andere Alternativen mit niedrigem Treibhauspotenzial wie HFOs, wodurch es für Anwendungen mit extrem niedriger und niedriger Kühlung geeignet ist

Erweiterungslektüre:
Vorteile und Herausforderungen des Kältemittels CO₂ (R744) in Kfz-Klimaanlagen