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Kältetechnik für tiefe Temperaturen

Kältetechnik kommt in einem weiten Temperaturbereich und in vielen volkswirtschaftlichen Gebieten zum Einsatz. Die größten Temperaturdifferenzen zwischen Verdampfer und Verflüssiger werden bei der Erzeugung sehr tiefer Temperaturen erreicht. Speziell im Zusammenhang mit dem Corona-Impfstoff einiger Hersteller, der bei -70 °C gelagert werden muss, taucht die Frage nach der richtigen Kältetechnik auf. Welche Verfahren sind eigentlich für diese Temperaturen geeignet? Sind es eher exotische Kälteerzeugungsverfahren wie Luft als Kältemittel, das Wirbelrohr oder gar die magnetokalorischen Verfahren? Ein Blick in die Herstellerunterlagen zeigt jedoch, dass sehr häufig klassische Kompressionskältetechnik mit zwei Verdichtungsstufen oder Kaskaden zum Einsatz kommen.

Das eigentliche Problem liegt daher auch im Bereich der Wahl der richtigen Kombination von Kältemittel und Kältemaschinenöl. Die F-Gas-Verordnung erlaubt derzeit noch die Verwendung von Kältemitteln mit sehr hohem GWP für die Kälteerzeugung unter -50 °C, da noch keine anderen Technologien zur Verfügung stehen. Aber ist diese Regelung heute noch richtig?
Haushaltkühlschränke, die in sehr großen Stückzahlen hergestellt werden, weisen kaum Produktionsfehler auf, da die Komponenten umfassend geprüft und statistisch belastbare Aussagen zum Fehlverhalten verfügbar sind. Zwar ist der Ausfall eines Haushaltkühlschrankes ärgerlich, der finanzielle Schaden hält sich häufig in Grenzen. Anders sieht es bei den Ultratiefkühlschränken aus. Die Stückzahlen sind – noch – deutlich geringer und ein Ausfall kann viele wertvolle Impfdosen unbrauchbar machen. Daher liegt ein besonderes Augenmerk auch auf der Produktsicherheit.

Fragen

  1. Welche Herausforderungen sehen Sie bei der Erzeugung tiefer Temperaturen für die Lagerung von Impfstoffen?
  2. Welches Kältemittel halten Sie für die Erzeugung tiefer Temperaturen unter Umwelt- aber auch Funktionsgründen für am besten geeignet?
  3. Liegt die Zukunft bei den sehr tiefen Temperaturen eher bei den ölfreien Verdichtern oder welches Öl ist am ehesten geeignet, die Schmierung bei diesen extremen Temperaturen zu garantieren?
  4. Da der Ausfall der Technik gewaltige finanzielle Schäden zur Folge hätte, stehen Fragen zur Sicherheit bzw. Redundanz der Ultratiefkühlschränke im Vordergrund. Welche Maßnahmen sollten ergriffen werden?

Diskutieren Sie mit: Redaktionsschluss ist der 18.06.2021.

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