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Juli 2017

Umrechnung von Konzentrationen

Die Konzentration von Kältemitteln in der Luft wird teilweise in Volumenanteilen (ppm oder Vol-%) und an anderer Stelle als Massekonzentration (z. B. g/m³) angegeben. So findet man in den Kältemitteltabellen der DIN EN 378 meist Angaben in Massekonzentrationen. Die Ansprechgrenzen von Gassensoren werden dagegen häufig in ppm angegeben. Wie kann ich die Werte umrechnen?


Um die Volumenkonzentration in die Massekonzentration umzurechnen, werden die molare Masse des Kältemittels (Mm) und das molare Volumen (Vm) benötigt.

Das molare Volumen kann auch für reale Gase näherungsweise mit dem molaren Volumen idealer Gase von 22,41 Liter bei Normalbedingungen (0 °C, 1013 mbar) bzw. 24,42 Liter bei 25°C gleichgesetzt werden.

Die Molmasse lässt sich aus den Atommassen der Elemente aus denen das Kältemittelmolekül zusammengesetzt ist berechnen oder aus den Kältemitteltabellen der DIN EN 378 Teil 1 ablesen.

Die Umrechnung kann nach der vereinfachten Formel gemäß TRGS 900 erfolgen, wobei die Einheit (ml/m³) den ppm (Vol) entspricht:

cv = Volumenkonzentration (ml/m³)
cm = Massenkonzentration (mg/m³)
Mm = Molmasse (g/mol)
Vm = Molvolumen (l/mol ) = 22,41 l/mol für 1,013 bar und 0°C (abhängig von Druck und Temperatur)

Beispiel:

Ein Kältemittel-Gassensor für das Kältemittel R32 soll bei einem Wert von 0,077 kg/m³ (77.000 mg/m³) auslösen (siehe Beispiel im vorigen Artikel). Auf welchen Wert muss das Gaswarngerät in ppm eingestellt werden?
Wir nehmen die Berechnung für eine Durchschnittstemperatur von 25°C und einen Druck von 1,013 bar vor. Unter diesen Bedingungen beträgt das Molvolumen 24,42 l/mol. Die molare Masse von R32 ist 52 g/mol.

Das Gaswarngerät muss also auf einen Wert von 36.160 ppm oder niedriger eingestellt werden