Kohlendioxid

Kohlendioxid
Die Löschkonzentration für Kohlendioxid liegt bei 22 Vol. - % (432 g/m³) für Heptan bzw. 33 Vol. - % oder 648 g/m³ für brennbare Flüssigkeiten allgemein und bei 62 Vol. - % (1,218 kg/m³) für glutbildende Stoffe. Kohlendioxid ist bei Normaltemperatur als verflüssigtes Gas verfügbar. Die kritische Temperatur von Kohlendioxid liegt bei 31°C. Die Dichte des verflüssigten Gases liegt bei ρ = 0,766 kg/l. Je Kubikmeter Raumvolumen müssen für Kohlendioxid 0,86 l Speichervolumen vorgesehen werden (berechnet auf Heptan). Bei seiner Entspannung auf Normaltemperatur entsteht direkt festes Kohlendioxid, welches dann bei –78 °C
sublimiert. Durch die Isolation des verdampften gasförmigen Kohlendioxids ist die Sublimationsgeschwindigkeit gering. Es ist deshalb notwendig, entweder das Kohlendioxid bereits im Druckbereich zu verdampfen oder eine möglichst feine Verteilung des Kohlendioxides als Kohlensäureschnee zu erreichen.
Die Ausbringung des Kohlendioxides aus Düsen als Flüssigkeit ist mit einer Temperaturabsenkung im Raum verbunden. Im Extremfall können örtlich Temperaturen von –78°C an Stellen mit abgelagertem Kohlensäureschnee erreicht werden. Diese Abkühlung stellt insbesondere für empfindliche elektronische Anlagen und auch für bewegliche Teile an Präzisionsmaschinen ein Problem dar.
Die spezifische Wärme des Gases beträgt bei 0°C cp = 0,818 kJ/kg*K. Im Fall der Verdampfung unter Druck ist die Verdampfungswärme von 656 kJ/kg extern bereitzustellen. Diese Verdampferleistung liegt relativ hoch und muss abhängig vom einzusetzenden Massestrom an das Löschmittel übertragen werden. Technisch ist die Verdampfung des flüssigen Kohlendioxides auch für hohe Masseströme gelöst, jedoch mit erheblichem Kostenaufwand verbunden. Es ist zu beachten, dass Kohlendioxid ein toxisches Gas ist, welches ab 10 Vol. - % zur Beeinträchtigung
der Atmung und schließlich zum Atemstillstand führen kann. Bei Löschkonzentrationen um 33 Vol. - % ist ein Aufenthalt von Personen innerhalb des Brandraumes nicht möglich. Dies erfordert vor Inbetriebnahme einer CO2-Löschanlage die Evakuierung aller Personen aus dem Löschbereich.
Die Brandentwicklung in der Anfangsphase hat einen entscheidenden Einfluss auf den insgesamt entstehenden Brandschaden. Der Zeitverzug wirkt sich somit direkt auf die Schadensumme aus, so dass insbesondere bei Anlagen mit hohen Personenströmen der Einsatz von Kohlendioxidlöschanlagen nicht die günstigste Lösung darstellt und damit vermieden wird.
Kohlendioxid kann bei höheren Temperaturen im Gleichgewicht mit Kohlenmonoxid stehen.
Die reine Dissoziation des Kohlendioxides ergibt bei 1200 °C aber erst etwa 0,03 Vol. - % 19 Kohlenmonoxid. Da aber in Verbindung mit Kohlenstoff (z.B. heißer Ruß) eine weitere Reaktionsmöglichkeit besteht, kann auch bei niedrigeren Temperaturen bereits Kohlenmonoxid
entstehen. Kohlenmonoxid ist ein giftiges Gas, welches oberhalb 33 mg/m³ toxisch wirkt. Es ist deshalb erforderlich, in möglichst kurzer Zeit die nötige Löschkonzentration zu erreichen, um die Energiequellen für mögliche Umsetzungen auszuschalten.
Die hohe Verdampfungswärme des Kohlendioxides gestattet es, heiße Zonen abzukühlen und bei höheren Löschkonzentrationen und längeren Haltezeiten auch Brände der Brandklasse A mit Glutbildung sicher zu löschen. Kohlendioxid ist eines der wesentlichen Treibhausgase. Es gehört aber im Unterschied zu anderen Treibhausgasen zu den wesentlichen Verbindungen, aus denen sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und ist durch die Umsetzung mit Wasser die wesentliche Quelle für das Leben. Kohlendioxid entsteht bei vielen natürlichen Prozessen, so bei der Atmung, der Gärung und der Zersetzung von Stoffen. Auch die Verbrennung von organischen Verbindungen zum Zweck der Energiegewinnung liefert Kohlendioxid. Kohlendioxid für Löschzwecke
ist eine Anwendung, bei der anfallendes Kohlendioxid aus der Luftzerlegung, Gärungs- oder Röstprozessen zeitweilig gelagert wird, um im Brandfall freigesetzt zu werden. Das Nebenprodukt Kohlendioxid wird damit einer Verwertung zugeführt. Es wird nicht wie chemische Löschmittel für die Nutzung als Löschmittel produziert.

„Die Zukunft gehört denen, die in höchste Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit mit den geringsten Betriebskosten investieren!"