Druck, Temperatur und Zustandsänderungen

Solange Flüssigkeit und Dampf gemeinsam vorliegen, gehört zu jedem Druck genau eine Siedetemperatur. Darauf beruht die ganze Kältetechnik: Senkt man den Druck, siedet das Kältemittel kalt; erhöht man ihn, kondensiert es warm. Die Manometer zeigen den Überdruck gegenüber der Umgebung. Für Dampftafeln, Druckverhältnisse und Gasgesetze braucht man den absoluten Druck, also Überdruck plus rund 1 bar. Viele Monteurhilfen zeigen zum Druck gleich die Sättigungstemperatur des eingestellten Kältemittels an.

Zwei Messwerte beschreiben den Zustand einer Anlage besonders gut. Die Überhitzung ist die Differenz zwischen der Rohrtemperatur am Verdampferaustritt und der Verdampfungstemperatur aus dem Saugdruck. Die Unterkühlung ist die Differenz zwischen der Verflüssigungstemperatur aus dem Hochdruck und der Temperatur in der Flüssigkeitsleitung. Große Überhitzung bei kleiner Unterkühlung deutet auf Kältemittelmangel, sehr kleine Überhitzung auf Gefahr für den Verdichter. Bei zeotropen Gemischen wie R407C verdampft das Kältemittel über einen Temperaturbereich (Gleit); die Überhitzung zählt dann vom Taupunkt, die Unterkühlung vom Siedepunkt.

Im log-p-h-Diagramm steht der Druck logarithmisch senkrecht, die Enthalpie waagerecht. Die Grenzkurve umschließt das Nassdampfgebiet: links die Siedelinie mit unterkühlter Flüssigkeit davor, rechts die Taulinie mit überhitztem Dampf dahinter, oben der kritische Punkt. Der einfache Kreisprozess erscheint als Viereck: Verdampfung und Verflüssigung waagerecht, Drosselung senkrecht, Verdichtung schräg nach rechts oben. Bei R744 liegt der kritische Punkt bei etwa 31 °C, deshalb arbeiten CO₂-Anlagen im Sommer oft transkritisch mit Gaskühler.