R600a Freon (Isobutan): Eigenschaften, Tabellen, Diagramme

Der Einsatz von Isobutan als Kältemittel R600a begann im frühen 20. Jahrhundert. Später wurde es durch Freon R12 (Difluordichlormethan) ersetzt. Nach der Verabschiedung des Montrealer Protokolls und seiner Anhänge kehrte R600a in den 1990er Jahren in die Kälteindustrie zurück.

Es wurde dann als Ersatz für die umweltschädlichen Kältemittel FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoff) und HFCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoff) eingeführt. Aufgrund seiner Umweltfreundlichkeit erfreut sich dieses Freon in der Kühlbranche großer Beliebtheit.

Der Hauptvorteil von R600a ist seine geringe Umweltbelastung. Es hat ein sehr geringes Treibhauspotenzial (GWP) und führt nicht zum Abbau der Ozonschicht (ODP=0). Sein Treibhauspotenzial (GWP) beträgt nur drei und ist damit deutlich niedriger als bei anderen häufig verwendeten Kältemitteln wie R134a und R404a. Auch bei mittleren Temperaturen ist es energieeffizient. Dies macht es auf lange Sicht kostengünstiger.

Der Hauptnachteil von R600a ist die Entflammbarkeit. Sein Einsatz erfordert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen sowohl bei der Entwicklung der Ausrüstung als auch während ihres Betriebs. Darüber hinaus hat R600a eine geringere Wärmeleitfähigkeit als andere Kältemittel. Daher ist es möglicherweise nicht für den Einsatz in Hochtemperatur-Kühlsystemen geeignet.

Eigenschaften und Eigenschaften von R600a Freon

Die folgende Tabelle zeigt die physikalisch-chemischen Eigenschaften und Merkmale von R600a-Freon.

Parameter	Charakteristischer Wert
Chemische Formel	C4H10
Molekulare (molare) Masse, g/mol	58.12
Dichte bei 25 °C (77 °F), g/ml	2.064
Dampfdichte (Luft=1)	2.06
Schmelzpunkt bei 100 kPa	-159 °C / -255 °F
Siedepunkt bei 100 kPa	-12°C / 10°F
Flammpunkt	-83 °C / -117 °F
Kritische Temperatur	135 °C
Kritischer Druck, MPa	3,66
Kritische Dichte, g/ml	0,221
Löslichkeit in Wasser bei 25 °C (77 °F), mg/kg	48.9
Dampfdruck bei 21 °C (70 °F)	310 kPa / 45 psia
Latente Verdampfungswärme, kJ/kg	366,5
Mindestzündtemperatur	460°C / 860°F
Untere Entflammbarkeitsgrenze nach Volumen	1,8 %
Obere Entflammbarkeitsgrenze nach Volumen	8,5 %
Untere Entflammbarkeitsgrenze nach Gewicht, g/m3	28
Obere Entflammbarkeitsgrenze nach Gewicht, g/m3	203
Treibhauspotenzial (GWP)	3
Ozonabbaupotential	0
Gefahrenklasse	2.1
ASHRAE-Sicherheitsklasse	A3

Vor- und Nachteile des R600a

Wie jedes Freon hat Isobutan seine Vor- und Nachteile. Schauen wir sie uns an.

Vorteile von Freon R600a

1. Zerstört nicht die Ozonschicht der Erde. Hat ein geringes Treibhauspotenzial. Es ist nur dreimal mehr als Kohlendioxid und fast 500-mal weniger als R134a.
2. Geräte, die R600a verwenden, arbeiten bei einem niedrigeren Druck als andere Kältemittel. Daher ist es günstiger, langlebiger und erzeugt weniger Lärm.
3. Isobutan ist eines der günstigsten Kältemittel.
4. Zum Nachfüllen von Geräten benötigen Sie im Vergleich zu ähnlichen Kältemitteln viel weniger R600a.
5. Wenn Isobutan aus dem System austritt, kann es nachgefüllt und nicht vollständig ersetzt werden.

Nachteile von Freon R600a

1. Aufgrund der hohen Entflammbarkeit des Kältemittels sind bei der Lagerung des Kältemittels besondere Sicherheitsvorkehrungen zu beachten.
2. R600a ist nicht für Geräte mit großen Kältemittelfüllungen und Klimaanlagen geeignet.
3. Bei der Herstellung von Isobutan besteht ein hohes Brand- und Explosionsrisiko.

Kompatibilität mit Kompressoröl

• Mineralisch (M): Kompatibel mit dem Kältemittel R600a.
• Alkylbenzol (AB): Kompatibel mit Freon R600a.
• Halbsynthetisch (M+AB): Kompatibel mit R600a.
• Polyester (POE): Eingeschränkte Kompatibilität. Diese Öle haben eine hohe Löslichkeit in Kohlenwasserstoffen. Möglicherweise muss POE mit höherer Viskosität verwendet werden.
• Polyalkylenglykol (PAG): Nicht kompatibel.
• Polyalphaolefine (PAO): Nicht kompatibel.

Druck-Temperatur-Tabelle für Freon R600a

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle zum Zusammenhang zwischen Temperatur und Druck am Siedepunkt. Folgende Abkürzungen werden verwendet:

• t,° C – Temperatur in Grad Celsius.
• t,° F – Temperatur in Grad Fahrenheit.
• P, barA – absoluter Druck in bar.
• P, barG – Überdruck in bar.
• P, psia – absoluter Druck in Pfund pro Quadratmeter. Zoll.
• P, psig – Überdruck in Pfund pro Quadratmeter. Zoll.

Druck- und Temperaturtabelle für Kältemittel R600a (Isobutan)

t,°C	t,°F	P, barA	P,barG	P, Psia	P, psig
-70	-94	0,05	-0,97	0,70	-14.00
-68	-90	0,05	-0,96	0,81	-13,89
-66	-87	0,06	-0,95	0,92	-13,78
-64	-83	0,07	-0,94	1.05	-13,65
-62	-80	0,08	-0,93	1,20	-13.50
-60	-76	0,09	-0,92	1,36	-13.34
-58	-72	0,10	-0,91	1,53	-13.17
-56	-69	0,12	-0,89	1,73	-12,97
-54	-65	0,13	-0,88	1,95	-12,75
-52	-62	0,15	-0,86	2.18	-12.52
-50	-58	0,17	-0,85	2,45	-12.25
-48	-54	0,19	-0,83	2,73	-11,97
-46	-51	0,21	-0,80	3.05	-11.65
-44	-47	0,23	-0,78	3.39	-11.31
-42	-44	0,26	-0,75	3,77	-10,93
-40	-40	0,29	-0,73	4.17	-10.53
-38	-36	0,32	-0,70	4.61	-10.09
-36	-33	0,35	-0,66	5.09	-9,61
-34	-29	0,39	-0,63	5.61	-9.09
-32	-26	0,42	-0,59	6.17	-8,53
-30	-22	0,47	-0,55	6,77	-7,93
-28	-18	0,51	-0,50	7.42	-7,28
-26	-15	0,56	-0,45	8.12	-6,58
-24	-elf	0,61	-0,40	8,86	-5,84
-22	-8	0,67	-0,35	9.66	-5.04
-20	-4	0,72	-0,29	10.52	-4.18
-18	0	0,79	-0,23	11.44	-3,26
-16	3	0,86	-0,16	12.41	-2,29
-14	7	0,93	-0,09	13.45	-1,25
-12	10	1,00	-0,01	14.56	-0,14
-10	14	1.08	0,07	15.74	1.04
-8	18	1.17	0,16	16,99	2.29
-6	21	1.26	0,25	18.31	3.61
-4	25	1,36	0,35	19.72	5.02
-2	28	1,46	0,45	21.20	6,50
0	32	1,57	0,56	22.77	8.07
2	36	1,68	0,67	24.43	9.73
4	39	1,80	0,79	26.18	11.48
6	43	1,93	0,92	28.02	13.32
8	46	2.07	1.05	29.96	15.26
10	50	2.21	1.19	32.00	17.30
12	54	2,35	1,34	34.15	19.45
14	57	2.51	1,50	36.40	21.70
16	61	2,67	1,66	38,76	24.06
18	64	2,84	1,83	41.24	26.54
20	68	3.02	2.01	43,83	29.13
22	72	3.21	2.20	46,55	31,85
24	75	3.41	2.39	49,39	34,69
26	79	3.61	2,60	52,36	37,66
28	82	3,82	2,81	55,46	40,76
30	86	4.05	3.03	58,70	44,00
32	90	4.28	3.27	62.07	47,37
34	93	4.52	3.51	65,59	50,89
36	97	4,78	3,76	69,25	54,55
38	100	5.04	4.03	73.07	58,37
40	104	5.31	4.30	77.04	62,34
42	108	5,60	4,58	81.16	66,46
44	111	5,89	4,88	85,45	70,75
46	115	6.20	5.19	89,90	75,20
48	118	6.52	5.51	94,53	79,83
50	122	6,85	5,84	99,32	84,62
52	126	7.19	6.18	104.29	89,59
54	129	7.55	6.53	109,45	94,75
56	133	7,92	6,90	114,79	100.09
58	136	8.30 Uhr	7.28	120,32	105,62
60	140	8.69	7.68	126.04	111,34
62	144	9.10	8.09	131,96	117.26
64	147	9.52	8.51	138.08	123,38
66	151	9,96	8,95	144,41	129,71
68	154	10.41	9.40	150,96	136,26
70	158	10.88	9,86	157,70	143,00

Isobutan und das Montrealer Protokoll

Da Freon R600a ein sehr geringes Treibhauspotenzial und ein Ozonabbaupotenzial von 0 aufweist, unterliegt es nicht dem Montreal-Protokoll, dem Kyoto-Protokoll usw. Die Regeln für die Verwendung von R600a variieren je nach Land.

In Europa und Asien ist Freon R600a ein weit verbreitetes Kältemittel für Kühlgeräte mit geringer Leistung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Isobutan leicht entzündlich ist. Daher bestehen Sicherheitsvorschriften, um eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerung zu gewährleisten.

In den Vereinigten Staaten wird R600a aus Sicherheitsgründen nicht so häufig verwendet. Die Environmental Protection Agency (EPA) stuft es als eingeschränkten Stoff ein. Es wird hauptsächlich zur Herstellung gemischter Kältemittel verwendet.

Anwendungen mit gemischten Kältemitteln

R600a wird häufig in kleinen Kühlsystemen wie Haushaltskühlschränken, Gefrierschränken, Getränkekühlern, freistehenden Vitrinen und Verkaufsautomaten verwendet. Die Eigenschaften von R600a erlauben den Einsatz in Klimaanlagen nicht. Es kann jedoch in kleinen tragbaren Klimaanlagen und Luftentfeuchtern verwendet werden.

In den letzten Jahren wird Isobutan zunehmend als Bestandteil gemischter Kältemittel eingesetzt. Es wird hinzugefügt, um die Leistung neuer Gase zu verbessern. Nachfolgend finden Sie eine Liste der von der EPA zugelassenen Freone, die R600a enthalten.

• Treibhausgasemissionen (R406A) – 4 %.
• Treibhausgas-X4 (R414A) – 4 %.
• Hot Shot (R414B) – 1,5 %.
• ISCEON 79 (R422A) – 3,4 %.
• ICOR XAC1 (R422B) – 3 %.
• ICOR XLT1 (R422C) – 3 %.
• ISCEON MO29 (R422D) – 3,4 %.
• RS-44, neue Zusammensetzung (R424A) – 0,9 %.
• RS-24, neue Zusammensetzung (R426A) – 0,6 %.
• RS-52 (R428A) – 1,9 %.
• RS-45 (R434A) – 2,8 %.
• HCR-188C (R441A) – 6 %.
• Treibhausgas-HP – 4 %.
• Treibhausgas-X5 – 4 %.
• ICOR AT22 – 1,5 %.

Thermodynamische log(p)-h-Diagramme für Freon R600a

Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit R600a

Lagerbedingungen

An einem gut belüfteten Ort, entfernt von Zündquellen, bei Temperaturen von nicht mehr als 45 °C / 115 °F lagern. Vermeiden Sie inkompatible Materialien und Bedingungen. Stellen Sie Behälter mit Isobutan nicht in der Nähe offener Feuerquellen, erhitzter Oberflächen oder Elektrogeräte auf.

Vorsichtsmaßnahmen für den Umgang mit R600a

Bei der Arbeit mit R600a müssen entsprechende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Es ist wichtig, Schutzausrüstung zu tragen, einschließlich Handschuhen und Schutzbrille, und in einem gut belüfteten Bereich zu arbeiten. Es ist außerdem äußerst wichtig, offene Flammen und Zündquellen zu vermeiden, da R600a leicht entflammbar ist.

Notfallmaßnahmen für R600a

Im Falle eines Lecks oder eines anderen Notfalls im Zusammenhang mit R600a ist es unbedingt erforderlich, dass Sie den Bereich sofort verlassen und den Rettungsdienst kontaktieren. Vermeiden Sie die Verwendung elektrischer Geräte und die Erzeugung von Funken im betroffenen Bereich. Wer Atembeschwerden hat, sollte bei Bedarf ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen.

Vergleich von R600a, R290, R134a, R404A, R22 und R12

Kältemittel	R600a	R290	R134a	R404A	R22	R12
Chemische Formel	CH-(CH3)3	C3H8	CF3-CH2F	44/52/4	CHF2Cl	CF2Cl2
Kritische Temperatur in °C	135	96,7	101	72,5	96,1	112
Molekulargewicht in kg/kmol	58.1	44.1	102	97,6	86,5	120,9
Normaler Siedepunkt in °C	-11.6	-42,1	-26.5	-45,8	-40,8	-29.8
Druck (absolut) bei -25 °C in bar	0,58	2.03	1.07	2,50	2.01	1.24
Flüssigkeitsdichte bei -25 °C in kg/l	0,60	0,56	1,37	1.24	1,36	1,47
Dampfdichte bei Temperaturen bis -25/+32 °C in kg/m3	1.3	3.6	4.4	10.0	7.0	6,0
Volumenkapazität bei -25/45/32 °C in kJ/m3	373	1164	725	1334	1244	727
Verdampfungsenthalpie bei -25 °C in kJ/kg	376	406	216	186	223	163
Druck (absolut) bei +20 °C in bar	3,0	8.4	5.7	11.0	9.1	5.7

Thermodynamische Eigenschaften von R600a (Isobutan), Tabelle

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle der thermodynamischen Eigenschaften von Freon R600a auf der Sättigungslinie. Der Einfachheit halber werden die folgenden Abkürzungen verwendet:

• P – Druck, bar.
• t,° C – Temperatur in Grad Celsius.
• t,° F – Temperatur in Grad Fahrenheit.
• Vl – spezifisches Flüssigkeitsvolumen, dm3/kg oder l/kg.
• Pl – Flüssigkeitsdichte, kg/dm3 oder kg/l.
• Hl ist die Enthalpie der Flüssigkeit kJ/kg.
• Sl – Entropie der Flüssigkeit kJ/kg*K.
• Vv – spezifisches Dampfvolumen, m3/kg.
• Pv – Dampfdichte, kg/m3.
• Hv – Dampfenthalpie kJ/kg.
• Sv – Dampfentropie kJ/kg*K.
• Lv – latente Wärme.

Tabelle der thermodynamischen Eigenschaften von Freon R600a auf der Sättigungslinie

P	t,°C	t,°F	Vl	Pl	Hl	Sl	t,°C	t,°F	Vv	Pv	Hv	Sv	Lv
0,004	-100	-148	1.462	0,684	-6,395	0,067	-100	-148	65.234	0,015	428,19	2.577	434.585
0,006	-95	-139	1.473	0,679	3.036	0,121	-95	-139	41.078	0,024	433.861	2.539	430.825
0,01	-90	-130	1.483	0,674	12.549	0,173	-90	-130	26.648	0,038	439,62	2.505	427.072
0,015	-85	-121	1.494	0,669	22.144	0,225	-85	-121	17.764	0,056	445.465	2.475	423.321
0,023	-80	-112	1.505	0,664	31.823	0,276	-80	-112	12.14	0,082	451.392	2.448	419.569
0,033	-75	-103	1.516	0,66	41.587	0,326	-75	-103	8.487	0,118	457.397	2.424	415,81
0,048	-70	-94	1.528	0,655	51.439	0,375	-70	-94	6.059	0,165	463.479	2.403	412.04
0,067	-65	-85	1.539	0,65	61,38	0,423	-65	-85	4.41	0,227	469.633	2.385	408.253
0,093	-60	-76	1.551	0,645	71.413	0,471	-60	-76	3.266	0,306	475.855	2.368	404.442
0,126	-55	-67	1.564	0,64	81,54	0,518	-55	-67	2.459	0,407	482.142	2.354	400.602
0,168	-50	-58	1.576	0,634	91.764	0,564	-50	-58	1.879	0,532	488.489	2.342	396.726
0,221	-45	-49	1.589	0,629	102.086	0,61	-45	-49	1.456	0,687	494.893	2.331	392.807
0,287	-40	-40	1.602	0,624	112.512	0,655	-40	-40	1.143	0,875	501.349	2.323	388.837
0,368	-35	-31	1.616	0,619	123.042	0,7	-35	-31	0,907	1.102	507.853	2.315	384.811
0,466	-30	-22	1,63	0,614	133.682	0,744	-30	-22	0,728	1.373	514.4	2.309	380.719
0,584	-25	-13	1.644	0,608	144.433	0,787	-25	-13	0,591	1.693	520.987	2.305	376.554
0,725	-20	-4	1.659	0,603	155,3	0,831	-20	-4	0,483	2.069	527.607	2.301	372.307
0,891	-15	5	1.674	0,597	166.286	0,874	-15	5	0,399	2.506	534.257	2.299	367.972
1.013	-11.76	10.832	1.684	0,594	173.481	0,901	-11.76	10.832	0,354	2.826	538.587	2.298	365.106
1.085	-10	14	1,69	0,592	177.395	0,916	-10	14	0,332	3.012	540.933	2.297	363.537
1.31	-5	23	1.706	0,586	188.632	0,958	-5	23	0,278	3.593	547.628	2.297	358.996
1,57	0	32	1.722	0,581	200	1	0	32	0,235	4.257	554.337	2.297	354.337
1.867	5	41	1,74	0,575	211.504	1.042	5	41	0,2	5.012	561.056	2.298	349.552
2.206	10	50	1.758	0,569	223.149	1.083	10	50	0,17	5.867	567.778	2.3	344.629
2,59	15	59	1.776	0,563	234,94	1.124	15	59	0,146	6.831	574.497	2.302	339.558
3.022	20	68	1.796	0,557	246.881	1.165	20	68	0,126	7.913	581.207	2.305	334.326
3.507	25	77	1.816	0,551	258,98	1.205	25	77	0,11	9.126	587.901	2.309	328.921
4.047	30	86	1.837	0,544	271.241	1.246	30	86	0,095	10.48	594,57	2.312	323.329
4.648	35	95	1.859	0,538	283.672	1.286	35	95	0,083	11.988	601.207	2.317	317.535
5.312	40	104	1.883	0,531	296,28	1.326	40	104	0,073	13.666	607.802	2.321	311.522
6.044	45	113	1.907	0,524	309.073	1.366	45	113	0,064	15.529	614.344	2.326	305.271
6.849	50	122	1.933	0,517	322.06	1.406	50	122	0,057	17.595	620.823	2.331	298.763
7.73	55	131	1,96	0,51	335.251	1.446	55	131	0,05	19.886	627.223	2.336	291.972
8.692	60	140	1.989	0,503	348.657	1.486	60	140	0,045	22.426	633.528	2.341	284.872
9.739	65	149	2.02	0,495	362.291	1.526	65	149	0,04	25.242	639.718	2.347	277.427
10.875	70	158	2.053	0,487	376.169	1.566	70	158	0,035	28.369	645.766	2.352	269.597
12.107	75	167	2.089	0,479	390.309	1.607	75	167	0,031	31.846	651.643	2.357	261.334
13.438	80	176	2.128	0,47	404.732	1.647	80	176	0,028	35.721	657.313	2.362	252.582
14.874	85	185	2.17	0,461	419.464	1.687	85	185	0,025	40.057	662.735	2.367	243,27
16.42	90	194	2.217	0,451	434,54	1.728	90	194	0,022	44.927	667.857	2.371	233.318
18.081	95	203	2.269	0,441	450.001	1,77	95	203	0,02	50,43	672.618	2.374	222.618
19.865	100	212	2.328	0,43	465.904	1.811	100	212	0,018	56.697	676.937	2.377	211.032
21.778	105	221	2.395	0,418	482.329	1.854	105	221	0,016	63,91	680.699	2.378	198,37
23.826	110	230	2.473	0,404	499.389	1.897	110	230	0,014	72.331	683.741	2.379	184.352
26.019	115	239	2.568	0,389	517.263	1.942	115	239	0,012	82.372	685.808	2.377	168.544
28.366	120	248	2.688	0,372	536.259	1.989	120	248	0,011	94.741	686.459	2.371	150.2
30,88	125	257	2.852	0,351	557.006	2.04	125	257	0,009	110.866	684.814	2.361	127.808
33.578	130	266	3.115	0,321	581.255	2.099	130	266	0,007	134.723	678.439	2.34	97.184