Lernfeld 1 · Prüfung Teil 1

Kältemittel und ihre Eigenschaften

Kältemittel im Überblick: Bezeichnung, Sicherheitsgruppen nach DIN EN 378, Treibhauspotenzial, CO₂-Äquivalent und Regeln der F-Gase-Verordnung.

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Darum geht es

Kältemittel werden mit R und einer Nummer bezeichnet. Die 400er-Reihe steht für zeotrope Gemische (R404A, R407C, R410A, R454B), die 500er-Reihe für azeotrope Gemische (R507A, R513A), die 600er für organische Stoffe wie R600a (Isobutan) und die 700er für anorganische Stoffe mit ihrer Molmasse: R717 ist Ammoniak, R744 Kohlendioxid. Propan heißt R290. DIN EN 378-1 ordnet jedes Kältemittel einer Sicherheitsgruppe zu: Der Buchstabe A oder B steht für geringe oder höhere Giftigkeit, die Ziffer 1, 2L, 2 oder 3 für die Brennbarkeit von nicht brennbar bis hoch entflammbar.

Für die Umwelt zählt vor allem das Treibhauspotenzial GWP, bezogen auf CO₂ mit GWP 1. Die F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573 nutzt dafür die AR4-Werte, zum Beispiel R404A 3922, R410A 2088, R134a 1430, R32 675, R513A 631, R454B 466, R290 3. Füllmenge mal GWP geteilt durch 1000 ergibt das CO₂-Äquivalent in Tonnen. Daran hängen die Pflichten des Betreibers: Dichtheitskontrollen ab 5 t alle 12 Monate, ab 50 t alle 6 Monate, ab 500 t alle 3 Monate, mit Leckage-Erkennungssystem jeweils doppelt so lange.

Die Verordnung senkt die Menge an fluorierten Kältemitteln, die in Verkehr gebracht werden darf, schrittweise bis zum Ausstieg und verbietet hohe GWP-Werte in immer mehr neuen Anlagen. Deshalb gewinnen natürliche Kältemittel an Bedeutung: R744 in Supermärkten, R290 in steckerfertigen Geräten und Wärmepumpen, R717 in der Industrie. Sie bringen eigene Anforderungen mit, etwa sehr hohe Drücke bei CO₂, Brennbarkeit bei Propan und Giftigkeit bei Ammoniak. Gemische mit Gleit werden flüssig eingefüllt, damit sich ihre Zusammensetzung nicht verschiebt.

Das solltest du dir merken

Buchstabe der Sicherheitsgruppe für Giftigkeit, Ziffer für Brennbarkeit.
CO₂-Äquivalent in t = Füllmenge in kg mal GWP geteilt durch 1000.
Prüfintervalle steigen in den Stufen 5 t, 50 t und 500 t CO₂-Äquivalent.
Zeotrope Gemische immer flüssig einfüllen.
R744, R290 und R717 sind natürliche Kältemittel mit sehr kleinem oder keinem GWP.

Formeln

CO₂-Äquivalent einer Füllung: $m_{CO2} = \frac{m \cdot G W P}{1000}$; $m$ Füllmenge in kg, $G W P$ Treibhauspotenzial, Ergebnis in Tonnen CO₂-Äquivalent
Größte Füllmenge unter einer Schwelle: $m_{max} = \frac{m _{CO2} \cdot 1000}{G W P}$; $m_{CO2}$ Schwelle in t CO₂-Äquivalent, Ergebnis in kg

Typische Fehler in der Prüfung

Beim CO₂-Äquivalent das Teilen durch 1000 vergessen und Kilogramm mit Tonnen verwechselt.
Sicherheitsgruppe A2L als nicht brennbar eingeordnet.
Zeotropes Gemisch gasförmig aus der Flasche eingefüllt.
GWP-Werte aus einer anderen Berichtsreihe statt der AR4-Werte der F-Gase-Verordnung genutzt.

Tipps aus der Werkstatt

CO₂-Äquivalent geht immer so: Füllmenge in kg mal GWP geteilt durch 1000 ergibt Tonnen. Die Schwellen für Dichtheitskontrollen merkst du dir als 5, 50, 500 t mit 12, 6 und 3 Monaten; ein Leckage-Erkennungssystem verdoppelt die Abstände. Zeotrope Gemische wie R407C immer flüssig einfüllen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Kältemittel und ihre Eigenschaften“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in für Kältetechnik, Lernfeld 1 (Kälte- und klimatechnische Anlagen analysieren und Funktionen prüfen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.