Zur Überprüfung der Qualität und Beständigkeit technischer Bauteile werden selbige künstlich erzeugten Umgebungsbedingungen in Umweltsimulationskammern ausgesetzt. Die Anwendung zeichnet sich durch besondere Anforderungen an die Temperaturänderungsgeschwindigkeit der Luft im Prüfraum und die Variabilität des Arbeitspunktes aus. Der Betriebsbereich der konventionellen Kälteanlage deckt typischerweise Temperaturen bis zu -40 °C ab. Vor dem Hintergrund der aktuellen F-Gase-Verordnung 2024/573 resultieren aus dem GWP100 der fluorierten Kältemittel größer als 150 wirtschaftliche wie rechtliche Unwägbarkeiten.
In der Gewerbekälte ist der Einsatz des Kältemittels R-744 (CO2) bereits etabliert und auch aktuelle Marktentwicklungen unterstützen den Einsatz dieses Arbeitsfluids in der Umweltsimulation, insbesondere wegen seiner Sicherheitsklasse A1 (nicht brennbar, nicht toxisch). Es gilt jedoch die anwendungsspezifischen Herausforderungen wie z.B. die Regelung der Kälteleistung zwischen 100% und ca. 5 % zu bewältigen.
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens erfolgte der Aufbau einer Versuchsanlage mit dem Kältemittel R-744 zur Abkühlung der Prozessluft auf bis zu -50°C unter Verwendung markverfügbarer Komponenten. Der Beitrag stellt die Untersuchungsergebnisse der Versuchsanlage vor, welche sich auf die Abkühlgeschwindigkeit der Luft (gem. DIN EN 60068 3-5) und der minimal möglichen Lufttemperatur fokussieren.