Das Klima wandelt sich. Um klimafreundlicher zu werden, produzieren Unternehmen weltweit neue Kältemittel – was fehlt, sind passende Kältemaschinenöle. In der Entwicklung vorne dabei: die FUCHS-Gruppe.
Das Klima wandelt sich. Um klimafreundlicher zu werden, produzieren Unternehmen weltweit neue Kältemittel – was fehlt, sind passende Kältemaschinenöle. In der Entwicklung vorne dabei: die FUCHS-Gruppe.
Kältemittel und Kältemaschinenöl – im Kältemittelkreislauf kommen sie in intensiven Kontakt. Als Gemisch sind sie beispielsweise für das Funktionieren eines Kühlschranks unverzichtbar. Stark vereinfacht sieht die Aufgabenteilung so aus: Das Kältemittel kühlt, das Öl schmiert und schützt vor Verschleiß. Von Beginn an ein Problem dabei: Tritt das Kältemittel aus, kann es einen negativen Einfluss auf das Klima nehmen. Die Suche nach klimafreundlichen Kältemitteln führt deshalb seit Jahrzehnten zur Entwicklung zahlreicher neuer Produkte. Und jedes von ihnen braucht ein eigenes, zu ihm kompatibles Öl.
Als Hersteller von Kältemaschinenölen sieht sich FUCHS deshalb seit Jahrzehnten mit ständig neuen Entwicklungen und neuen Gesetzesvorgaben in Bezug auf Klimaschutz konfrontiert. „Das fing Mitte der 80er Jahre an“, erinnert sich Wolfgang Bock, Leiter Produktmanagement Industrieöle bei der FUCHS SCHMIERSTOFFE GMBH in Mannheim. „Die Branche stand damals vor einer Zeitenwende. Nachdem die FCKW-Gase wegen ihrer ozonschädigenden Wirkung verboten wurden, mussten Alternativen entwickelt werden. Man schuf fluorierte Kältemittel, sogenannte HFKW. Sie benötigten neue, maßgeschneiderte Kältemaschinenöle auf Esterbasis. Der Einstieg in diese neuen Kältemittel erfolgte weltweit sehr schnell. Wir sind damals zu einem der Weltmarktführer im Bereich der klimafreundlichen Kältemaschinenöle geworden. Mit einem umfassenden Produktportfolio vollsynthetischer Kältemaschinenöle auf Polyesterbasis.“
„Die Anzahl der im Markt befindlichen Kältemittel nimmt stetig zu. Unternehmen wie FUCHS müssen in der Entwicklung neuer kompatibler Öle schnell und innovativ sein.“
Doch schon vollzieht sich der nächste Wandel. Die eingeführten HFKW-Kältemittel werden durch natürliche Kältemittel wie Kohlendioxid (CO2), Kohlenwasserstoff-Kältemittel (z. B. Propan, Propen) oder Ammoniak (NH3) ersetzt. Darüber hinaus werden zukünftig in vielen Anwendungen fluorierte Olefine (HFO) eingesetzt. Warum?
Die HFKW schadeten zwar nicht mehr der Ozonschicht, doch wirkten sie sich negativ auf die Erderwärmung aus. Ihr sogenanntes Global Warming Potential (GWP) liegt bei hohen Werten: zwischen 1.000 und 4.000. Fluorierte Olefine haben einen wesentlich geringeren GWP. Für diese neuen Stoffe und deren Stoffgemische müssen die bestehenden Kältemaschinenöle auf Kompatibilität und Mischbarkeit geprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Das eröffnet neue Marktchancen für Schmierstoffhersteller wie FUCHS.
Auch natürliche Kältemittel wie CO2 und Ammoniak brauchen ein optimal passendes Kältemaschinenöl. „Besondere Produkte unserer RENISO C-Reihe etwa arbeiten sehr gut in Verbindung mit dem Kältemittel CO2“, sagt Wolfgang Bock und ergänzt: „Generell muss man einen kühlen Kopf bewahren und einen klaren Fokus haben, um den Überblick nicht zu verlieren.“
Das richtige Kältemaschinenöl für das jeweilige Kältemittel ist deswegen so wichtig, weil sich beides unmittelbar auf die Mechanik des Verdichters, der „treibenden Kraft“ im Kältemittelkreislauf, auswirkt. Ein geeignetes Kältemaschinenöl geht mit dem jeweiligen Kältemittel eine homogene Mischung ein und schützt die beweglichen Teile des Verdichters sicher vor Verschleiß. Es muss eine definierte Viskosität aufweisen und darf nicht zu zähflüssig sein, denn ohne die entsprechende Fließfähigkeit bleibt es bei tiefen Temperaturen im Kältemittelkreislauf regelrecht hängen und stört den Betrieb der Kälteanlage.
Für grundlegende Entwicklungen im Bereich der Kältetechnik hat sich 1957 der Forschungsrat Kältetechnik gegründet, der 1959 in die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen aufgenommen wurde. Mitglieder des Forschungsrats sind Anlagenbauer und -betreiber, Forschungseinrichtungen, Branchenverbände, Hersteller von Kältemittelverdichtern, Komponenten und Kältemitteln sowie Schmierstoffhersteller wie FUCHS. Der Forschungsrat Kältetechnik fördert die technisch-wissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet der Kälte- und Wärmepumpentechnik und deren Auswirkungen auf praktische Anwendungen. „Für ein Unternehmen wie FUCHS ist eine aktive Mitarbeit im Forschungsrat Kältetechnik eine Selbstverständlichkeit“, sagt Wolfgang Bock, der sich als Vorsitzender des Vorstands im Forschungsrat Kältetechnik engagiert. „Uns ging es stets um innovative Weiterentwicklungen. Und wo, wenn nicht in einer Forschungsvereinigung mit allen Beteiligten an einem Tisch, lassen sich Zukunftstechnologien effizient und schnell realisieren?“, ergänzt Christian Puhl, der als Produktmanager und Anwendungstechniker Kältemaschinenöle bei FUCHS tätig ist.
„Der Forschungsbedarf in der Kälte- und Wärmepumpentechnik hat sich insbesondere dahingehend entwickelt, dass aufgrund der aktuellen Gesetzgebung neue Technologien und damit neue Komponenten und Betriebsstoffe gefragt sind. Dabei besteht konkret Forschungs- und Entwicklungsbedarf in den Bereichen Gewerbe-, Industrie- und Transportkälte sowie in der Wärmepumpen- und Tieftemperaturtechnik“, erklärt Dr. Karin Jahn, Geschäftsführerin Forschungsrat Kältetechnik e.V. „Die Mitglieder des Forschungsrats arbeiten an diesen Themen gemeinsam im Rahmen der industriellen Gemeinschaftsforschung. Jedes Mitgliedsunternehmen hat dabei die Möglichkeit, Vorschläge für ein konkretes Vorhaben einzubringen. Für die Umsetzung ist der Forschungsbeirat, in dem FUCHS durch Christian Puhl als Experte vertreten ist, verantwortlich.“ Das Thema Kältemaschinenöle ist dabei nicht zuletzt durch das intensive Engagement von FUCHS bei fast allen Projekten ein wichtiger Aspekt. Denn ein Kältemittelkreislauf funktioniert nicht ohne ein geeignetes Öl. Kältemittel und Schmierstoff müssen genau aufeinander abgestimmt sein, um die chemische Kompatibilität zu gewährleisten. Damit leisten Kältemaschinenöle auch einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Energieeffizienz.
Kältemittelkreislauf
Die Abbildung zeigt das Kältemaschinenöl im Verdichter und die restlichen Komponenten des Kältekreislaufs
Die Anforderungen an Kältemaschinenöle sind also klar definiert. Und gerade deshalb engagiert sich FUCHS intensiv im Forschungsrat Kältetechnik. Innovationen lassen sich durch gemeinsamen Austausch der Experten am schnellsten vorantreiben. Gerade weil immer neue Entwicklungen und gesetzliche Vorgaben immer schnellere Reaktionen verlangen. „Die Branche sieht sich seit geraumer Zeit mit einer Vielzahl von neu angebotenen Kältemitteln konfrontiert“, sagt Dr. Karin Jahn. „Unternehmen wie FUCHS müssen sich immer wieder neu darauf einstellen und neue kompatible Öle entwickeln. Welche Kältemittel sich am Ende für welche Anwendung durchsetzen werden, ist nicht abschließend geklärt.“ Ob in der Supermarktkühltheke, in der Klimaanlage oder im Kühlschrank: Jede Anwendung bringt andere Anforderungen mit sich und kann mit verschiedenen Kältemitteln betrieben werden. Das Öl wiederum muss auf Anforderungen und Kältemittel speziell abgestimmt sein. Kein leichtes Unterfangen. „Aber wir sind dran“, sagt Wolfgang Bock. „FUCHS stellt sich diesen Herausforderungen und arbeitet mit Hochdruck an neuen Lösungen.“ Deshalb sind FUCHS-Kältemaschinenöle auch immer die erste Wahl.