Stellenwert der Energie

Energie in Form von Propangas!

In der Chemie bezeichnet man gesättigte Kohlenwasserstoffe als Alkane. Zu jenen Grenzkohlenwasserstoffen, man nennt sie auch noch Paraffine, gehört auch das Propan. Ein Molekül Propan setzt sich zusammen aus drei vierwertigen Kohlenstoffatomen und acht Wasserstoffatomen. Die vierwertigen Kohlenstoffatome bilden eine Kette bestehend aus Einfachbindungen. Die restlichen, noch nicht belegten Bindearme des Kohlenstoffs, halten die acht Wasserstoffatome.

Bei Atmosphärendruck befindet sich das Propan im gasförmigen Zustand. Daher stammt auch die landläufige Bezeichnung Propangas. Wird das Gas jedoch komprimiert, geht es bei etwa 8,3 bar Druck in den flüssigen Aggregatzustand über. Die handelsüblichen Propangasflaschen enthalten das Propan in dieser flüssigen Form.

Propangas, zum Beispiel von Schröder Gas GmbH & Co. KG, siedet bereits bei -42°C. Seine Dichte beträgt in diesem gasförmigen Zustand 2 Kg/m3. Im flüssigen Zustand ist seine Dichte mit 582 Kg/m3 sehr viel höher. Damit ist das Propan auch als Gas immer noch schwerer als Luft. Im Normzustand, also bei 15°C und 1,013 bar beträgt das Dichteverhältnis 1,55 zur Luft. Da Propan ein hochentzündliches Gas ist, bildet es in der Luft hochexplosive Gemische, insbesondere bei einem Volumenanteil von 2,12% bis 9,35%.

In der Technik kennt man das Propan auch noch unter dem Begriff R-290 und verwendet es unter diesem Namen als Kältemittel in Kühlanlagen und Wärmepumpen. In solchen Anlagen lässt man das Propan in Kreisprozessen ständig abwechselnd verdunsten und danach durch Druckerhöhung wieder verflüssigen. Ein Stoff, der seinen Aggregatzustand von flüssig in gasförmig ändern soll, benötigt hierfür einen ganz bestimmten Betrag an Energie. Diesen Energiebetrag holt sich dieser Stoff, im vorliegenden Fall das Propan aus seiner direkten Umgebung in Form von Wärme, die aus der Umgebung entnommen wird. Dieser auftretende Effekt der Verdunstungskälte bewirkt ein Absinken der Umgebungstemperatur. Im weiteren Verlauf des angesprochenen Kreisprozesses muss das gasförmige Propan unter Energiezufuhr wieder verflüssigt werden, damit der Kreisprozess geschlossen wird und so durch diesen Wechsel der Aggregatzustände fortdauernd ablaufen kann. Diese Energiezufuhr erfolgt durch einen Kompressor, der den Druck des Gases soweit erhöht (8,3 bar), bis dieses wieder flüssig wird. Dabei entspricht diese erforderliche Energiezufuhr abzüglich der Wirkungsgradverluste genau dem Energiebetrag, der vorher bei der Verdunstung der Umgebung entzogen worden ist.  

Auch in Auto-Klimaanlagen verwendet man neuerdings Propan, vor allem wegen seines vergleichsweise geringen Treibhauspotenzials. Dieses liegt bei Propan etwa beim 3,3-fachen der gleichen Menge an Kohlendioxid. Bei diesem Anwendungsgebiet des Propans wirkt sich besonders vorteilhaft aus, dass keine zusätzliche Schädigung der Ozonschicht erfolgt. Daher nimmt man heute auch zunehmend das Propan ersatzweise für bisher verwendete Fluorchlorkohlenwasserstoffe, wie beispielsweise R-12, R-22, R-134a. Die Brennbarkeit des Propans macht es jedoch erforderlich, dass bestimmte Sicherheitsvorschriften zu beachten sind.   

Die bekannteste Anwendung von Propan ist wohl in den privaten Haushalten zu finden durch die Verwendung von Propangasflaschen von 27 Liter Inhalt. Diese Gasflaschen werden als Pfandflaschen verliehen und nach Entleerung durch eine neu gefüllte Flasche ersetzt. Eine Standardgröße dieser Gasflaschen hat einen Gasinhalt von 11 Kg. Auch gewisse Flurförderfahrzeuge, wie beispielsweise Gabelstapler werden mit Propan als Treibstoff betrieben.

In der DIN 51622 sind noch die Reinheitsgruppen 2,5 und 3,5 von Propan festgelegt. Propan 2,5 bedeutet einen 99,5 prozentigen Propananteil, der Rest ist Ethan und Butan. Propan 3,5 garantiert einen Propananteil von 99,95%, die restlichen 0,05% sind Ethan und Butan.


Teilen