Kälteanlagen mit Propan (R290) im ölfreien Kältemittelkreislauf und gasgelagerten Turboverdichtern

Im Zuge der Ökodesign-Richtlinie werden an Flüssigkeitskühler immer höhere Anforderungen bezüglich der minimalen Energieeffizienzwerte gestellt. In einigen Anwendungsbereichen sind die Mindesteffizienzwerte mit konventionellen Systemen mit herkömmlichen teilhalogenierten Kohlenwasserstoffen als Kältemittel nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar. Eine Möglichkeit, die Energieeffizienz derartiger Anlagen zu verbessern, ist die Verwendung von Propan als Kältemittel. Im Vergleich verfügt Propan über gute thermodynamische Eigenschaften und eine geringe Klimawirksamkeit (GWP = 3).

Außerdem werden die meisten Kälte- und Klimaanlagen mit ölgeschmierten Verdichtern betrieben. Sogar beim Einsatz von Ölabscheidern gelangt durch den Ölwurf stets ein geringer Teil des Kältemaschinenöls in die Kälteanlage. Hier legt es sich als dünner Film auf Rohrleitungen und Innenwandungen der Wärmeübertrager. Der Ölfilm erhöht Wärmeleitwiderstand und Druckverlust, wodurch die Effizienz der Wärmeübertrager abnimmt. Um die Beeinträchtigung durch das Öl zu vermeiden, können ölfreie Turboverdichter eingesetzt werden.

Das Ziel des Projektes ist es, einen wassergekühlten Flüssigkeitskühler mit dem natürlichen, aber brennbaren Kältemittel Propan (R290) zu entwickeln, der unter Verwendung eines Turboverdichters ölfrei betrieben wird. Mit dieser neuartigen Technologie wird eine Energieeffizienzsteigerung von 5 bis 15 % im Vergleich zu konventionellen Systemen angestrebt.

Aktuelle Informationen zum Projekt

Im Rahmen des Forschungsprojektes wird die neuartige Kälteanlage sowohl experimentell als auch rechnerisch untersucht. Dafür erfolgt im ersten Schritt eine rechnerische Simulation der neuartigen Kälteanlage, die auf theoretischen Vorbetrachtungen basiert und mithilfe der Software EES durchgeführt wird. Für die experimentelle Untersuchung wird ein Prüfstand für die neuartige Kälteanlage aufgebaut.

Studenten

Für Studenten besteht die Möglichkeit im Rahmen von Projekt- (PA, F&E) und Abschlussarbeiten (Bachelor, Master) bei der Entwicklung des Prüfstandes oder der experimentellen Untersuchung der neuartigen Kälteanlage mitzuarbeiten. Offene Themen finden sich unter offene Themen oder durch direkten Kontakt mit dem zuständigen Mitarbeiter.

Projektpartner und Förderung

Secon GmbH
Teqtoniq GmbH

ZIM-Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Die Kooperation läuft von 01.03.2020 bis zum 28.02.2022. 

Letzte Aktualisierung
03.09.2020

Kontakt
Elena Melito