Umrechnung von Konzentrationen
Es existieren unterschiedliche Einheiten für die Kältemittelkonzentrationen. Der PL-Wert (Practical Limit) wird in der DIN EN 378 in kg/m³ angegeben. Für die Empfindlichkeit von Gassensoren findet man dagegen meist Angaben in ppm oder Volumen-%. Wie erfolgt eigentlich die Umrechnung dieser Werte?
Die Konzentration (C) eines Stoffes in der Luft ist die in der Einheit des Luftvolumens befindliche Menge dieses Stoffes. Sie wird angegeben als Masse pro Volumeneinheit oder bei Gasen und Dämpfen auch als Volumen pro Volumeneinheit. Die Angabe von Konzentrationen von Gasen in der Luft kann also als Massekonzentration (z. B. g/m³) oder als Volumenkonzentration (z. B. ppm, ml/m³ oder Vol.-%) erfolgen. Bei der Volumenkonzentration wird häufig die Einheit ppm (parts per million -Teile pro Million) verwendet. Diese Einheit kann mit ml/m³ gleichgesetzt werden Es entspricht somit 1 ppm = 0,0001 Vol.-% bzw. 1 Vol.-% = 10.000 ppm. Um die Volumenkonzentration in die Massekonzentration umzurechnen, werden die molare Masse und das molare Volumen benötigt. Das molare Volumen kann dazu auch für reale Gase näherungsweise mit dem molaren Volumen idealer Gase bei Normalbedingungen (0 °C, 1013 mbar) von 22,41 Liter bzw. rund 24,1 Liter bei 20°C gleichgesetzt werden.
Die Umrechnung erfolgt bei einer Temperatur von 20 °C und Normaldruck (1013 mbar) nach der Formel:
cv = Volumenkonzentration in ml/m³ bzw. ppm
cm = Massenkonzentration (g/l)
Mm = Molare Masse (g/mol)
Vm = Molvolumen (l/mol) = 24,1 l/mol Die molare Masse kann mit ein paar grundlegenden Kenntnissen in der Chemie selbst berechnet oder aus der Kältemitteltabelle in der DIN EN 378 Teil 1 abgelesen werden. Da der Umgang mit der Formel nicht ganz einfach ist, nachfolgend eine Tabelle mit den Umrechnungen für ein paar wichtige Kältemittel am Beispiel des Arbeitsplatzgrenzwertes (AGW) und des Practical Limit (PL), berechnet für 20 °C:
cv = Volumenkonzentration in ml/m³ bzw. ppm
cm = Massenkonzentration (g/l)
Mm = Molare Masse (g/mol)
Vm = Molvolumen (l/mol) = 24,1 l/mol Die molare Masse kann mit ein paar grundlegenden Kenntnissen in der Chemie selbst berechnet oder aus der Kältemitteltabelle in der DIN EN 378 Teil 1 abgelesen werden. Da der Umgang mit der Formel nicht ganz einfach ist, nachfolgend eine Tabelle mit den Umrechnungen für ein paar wichtige Kältemittel am Beispiel des Arbeitsplatzgrenzwertes (AGW) und des Practical Limit (PL), berechnet für 20 °C:
| Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) | Practical Limit (PL) | ||||
| Kältemittel | Molare Masse (g/mol) | Volumen-konzentration (ppm) bzw. ml/m³ | Massen-konzentration (g/m³) | Volumen- konzentration in ppm bzw. ml/m³ | Massen-konzen-tration (g/m³) |
| R22 | 86,5 | 1000 | 3,59 | 83.584 (8,36 Vol-%) | 300 |
| R134a | 102 | 1000 | 4,23 | 59.069 (5.91 Vol-%) | 250 |
| R404A | 97,6 | 1000 | 4,05 | 128.402 (12,84 Vol-%) | 520 |
| R407C | 86,2 | 1000 | 3,58 | 86.671 (8.67 Vol-%) | 310 |
| R410A | 72,6 | 1000 |