Hoe werken koudemiddelen en welke soorten zijn er?

De werking van een warmtepomp, airco of koelinstallatie

De werking draait om een natuurkundig verschijnsel. Elke stof kan 3 vormen aannemen, wat afhankelijk is van de temperatuur en de druk. Bij kamertemperatuur is water vloeibaar. Bij een waarde van 0 ˚C of lager is het vast (ijs) en bij een waarde van 100 ˚C of hoger wordt het een gas (waterdamp). Als de druk wordt verhoogd dan veranderen de waarden van het smeltpunt en kookpunt. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een snelkookpan, waarin water pas gaat koken bij 116 ˚C onder hoge druk in plaats van 100 ˚C bij normale druk.

Een koudemiddel is bij normale druk een gas, met een laag kookpunt. Dit gas wordt samengeperst in een compressor, waarbij de druk, en daarmee ook het kookpunt, zover wordt verhoogd dat het gas bij de temperatuur van de omgeving gaat condenseren (vloeibaar wordt). Bij het condensatieproces komt warmte vrij, wat kan worden afgestaan aan de omgeving aan de warme zijde. Het vloeibare koudemiddel is door het afstaan van warmte afgekoeld en komt vervolgens bij een expansieventiel, waar de druk, en dus ook het kookpunt, weer wordt verlaagd. Hierdoor is de omgevingstemperatuur aan de koude zijde hoog genoeg om de vloeistof aan de kook te brengen en het koudemiddel weer gasvormig te maken (verdampen). Bij dit proces wordt juist warmte aan de omgeving onttrokken. De compressor zuigt het koudemiddel weer aan, waarna de cyclus zich herhaalt.

Toepassing van koudemiddelen

Afhankelijk van het doel van de installatie kan met koudemiddelen een ruimte of object worden verwarmd of juist gekoeld. Bij een koelkast wordt warmte onttrokken aan de binnenkant door de koude zijde van de installatie, waarbij de temperatuur dus daalt. Aan de achterzijde van de koelkast wordt de overtollige warmte afgestaan aan de omgevingslucht (warme zijde). Bij airconditioning via een split-unit is de buiten-unit de 'warme zijde', waar de warmte wordt afgestaan aan de buitenlucht. De binnen-unit is de koude zijde waarmee koude lucht in de ruimte wordt geblazen. Bij een lucht-water warmtepomp bestaat de buiten-unit juist uit de koude zijde van de installatie, waar warmte wordt onttrokken aan de buitenlucht, zelfs als het buiten vriest. De binnen-unit bestaat uit de warme zijde, waar water op een hogere temperatuur wordt gebracht om vervolgens bijvoorbeeld het huis mee te verwarmen. 

Koudemiddelen zijn gassen waarbij het kookpunt gemakkelijk verschuift onder invloed van druk. Deze middelen hebben echter ook andere, minder gewenste eigenschappen.

Werken met koudemiddelen

Om werkzaamheden aan koelinstallaties met gefluoreerde broeikasgassen (F-gassen) uit te voeren, moet men beschikken over een geldig certificaat koeltechniek/F-gassen overeenkomstig de geldende Belgische en Europese regelgeving.

Voor werkzaamheden aan koelinstallaties gebruikt u diverse meetinstrumenten. Denk hierbij aan een manifold voor drukmetingen en drukafstellingen, een nauwkeurige temperatuurmeter met geschikte meetsondes, een afpompunit voor het terugwinnen van koudemiddel, een vacuümpomp en vacuümmeter, een koudemiddelweegschaal en een lekdetector die geschikt is voor het gebruikte koudemiddel.

EURO-INDEX biedt een uitgebreid assortiment instrumenten voor koeltechnische toepassingen. Wij adviseren u graag bij de keuze van de juiste instrumenten, afgestemd op uw werkzaamheden en de koudemiddelen waarmee u werkt.

Soorten koudemiddelen

Er wordt onderscheid gemaakt tussen natuurlijke en synthetische koudemiddelen. Synthetische koudemiddelen zijn door de mens ontwikkeld en worden onderverdeeld in (H)CFK’s en HFK’s.

HCFK’s en CFK’s

HCFK’s en CFK’s zijn gechloreerde fluorkool(water)stoffen. Deze stoffen hebben een schadelijk effect op de ozonlaag in de atmosfeer. CFK’s breken moeilijker af dan HCFK’s en brengen daardoor 20 tot 50 keer meer
schade toe aan de ozonlaag dan HCFK’s. Op beide soorten is de Europese Ozonverordening van toepassing. Deze verordening is geldig vanaf 2010 en legt het gebruik van deze stoffen aan strenge banden (handelsverbod en vulverbod).

• HCFK's: R22, R123, R124
• HFCK's bevattende mengsels: R403, R408a, R401 (a,b,c), R406a, R409 (a,b)
• CFK's: R11, R12, R13, R114, R500, R502

HFK’s

HFK’s zijn fluorkoolwaterstoffen die het broeikaseffect versterken. Het broeikaseffect van deze stoffen is 124 tot 22.800 maal groter dan dat van CO₂. Op HFK’s is de Europese F-gassenverordening van toepassing. Deze verordening
is geldig vanaf 2015 en zorgt voor regelgeving over het gebruik van HFK’s en op termijn uitfasering van zwaardere HFK’s.

• HFK's: R134a, R23, R32, R125, R143a
• HFK's bevattende mengsels: R404a, R407c, R410a, R413a, R417a, R419a, R507a

Natuurlijke koudemiddelen

Natuurlijke koudemiddelen komen ook van nature voor in het milieu en hebben daardoor een veel lager broeikaseffect bij lekkage. Veiligheid is echter wel een belangrijk aandachtspunt, omdat deze middelen
wel giftig en/of zeer brandbaar kunnen zijn.

Natuurlijke koudemiddelen: R744 (CO₂, kooldioxide), R717 (NH₃, ammoniak), R290 (C₃H₈, propaan), R170 (C₂H₆, ethaan), R600a (C₄H₁₀, isobutaan), R1270 (C ₃H₆, propeen), R718 (H₂O, water)