R404A ist ein häufig verwendetes Kältemittel für mittlere Temperaturen, das aufgrund seiner hervorragenden Kühlleistung bei niedrigen Temperaturen und seiner Unschädlichkeit für die Ozonschicht weit verbreitet in mittel- und niedrigtemperaturigen Kühlsystemen eingesetzt wird. Sein Treibhauspotenzial (GWP) ist jedoch mit 3922 hoch und es wird bald ausgemustert. R448A ist aufgrund seiner ausgezeichneten thermo-physikalischen Eigenschaften und seines niedrigen GWP derzeit eine wichtige Alternative zu R404A. Diese Arbeit basiert auf einem Kühlsystem mit einer Hoch- und Niedertemperatur-Prüfkammer, um die Systemeigenschaften bei äquivalenten Betriebsbedingungen beim Ersatz von R404A durch R448A zu untersuchen und die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen von R448A und R404A auf das System zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigen: Die Kühlleistung und der COP der Systeme R404A und R448A steigen zunächst mit zunehmender Befüllungsmenge und nehmen dann wieder ab; im Vergleich zu R404A steigt die optimale Befüllungsmenge des R448A-Systems um etwa 9,3%, die Kühlleistung und der COP steigen jedoch um 17,2% bzw. 17,1%; bei gleicher Verdampfungstemperatur des Systems ist die Empfindlichkeit des R448A-Systems gegenüber Schwankungen der Umgebungstemperatur deutlich geringer als die des R404A-Systems. Mit jeder Erhöhung der Umgebungstemperatur um 1 ℃ sinkt die Kühlleistung der Systeme R404A bzw. R448A um 1,69% bzw. 0,86%, und der maximale COP des Systems kann um bis zu 9,9% besser sein als der von R404A; zudem beträgt die Amortisationszeit für die Nutzung von R448A etwa 1 Jahr, und mit zunehmender Nutzungsdauer sinken die gesamten jährlichen Kosten (TAC) des R448A-Systems allmählich unter die des R404A-Systems. Für jedes zusätzliche Nutzungsjahr können die Systemkosten um 0,6 % bis 6,6 % eingespart werden. Die Gesamtemissionen des Systems können durch den Ersatz von R404A durch R448A um mehr als 32 % reduziert werden, wobei etwa 27 % dieser Reduzierung auf Leckagen des Kältemittels während des Betriebszyklus und den Recyclingprozess am Ende des Lebenszyklus entfallen.

Kältemittelersatz; Hoch- und Niedertemperatur-Prüfkammer; Systemeigenschaften; CO₂-Kennzeichnung; Wirtschaftlichkeitsbewertung