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Kältemittel CO2 Stoffeigenschaften Anwendung
Hallo, Im Anhang Kältemittel CO2, Stoffeigenschaften und Anwendung! Viel Erfolg Luchs
19. Prof. Dr.-Ing. Uwe Sievers, Anlagenbau, Technische Thermodynamik Tel. (040) 2488 3014 * Fax (040) 2488 2658 e-mail: sievers@rzbt.fh-hamburg.de
Berechnung thermodynamischer Stoffeigenschaften von Kältemitteln und Prozeßfluiden und deren Anwendung zur industriellen Energieeinsparung und Prozeßoptimierung KURZPORTRAIT: Für die Planung, die Auslegung und den Betrieb von Anlagen der thermischen Verfahrenstechnik und der Energietechnik werden u.a. die thermodynamischen Eigenschaften von reinen Stoffen und Gemischen in weiten Bereichen des Gas- und des Flüssigkeitsgebietes einschließlich der Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte benötigt. Die in den Anlagen ablaufenden Prozesse können aus thermodynamischer Sicht nur optimiert werden, wenn die Stoffeigenschaften der am Prozeß beteiligten Stoffe vorliegen. Die genaue Kenntnis der Eigenschaften dieser Stoffe ermöglicht es somit, Rohstoffe, Energie, Investions- und Betriebskosten einzusparen und außerdem die Belastung der Umwelt zu reduzieren.
Tabellen der thermodynamischen Eigenschaften von CO2 sind 1984 veröffentlicht worden (1). Inzwischen sind neue, hochgenaue Meßwerte der thermodynamischen Eigenschaften dieses Fluids bekannt geworden. Unter Verwendung ausgewählter Meßwerte werden die Koeffizienten der Bender-Gleichung neu bestimmt. Die thermische Zustandsgleichung mit den neuen Koeffizienten beschreibt das gesamte fluide Zustandsgebiet bis zu Drücken von 100 MPa mit hoher Genauigkeit.
Einsatzmöglichkeiten des natürlichen Kältemittels CO2 in Kältemaschinen und Wärmepumpen werden durch umfangreiche Berechnungen für Kaltdampfkompressionskältemaschinenprozesse untersucht (2). Für Verdampfertemperaturen zwischen -50 C und +10 C werden die Leistungszahl, der exergetische Wirkungsgrad, die erforderliche spezifische technische Arbeit des Kältemittelverdichters sowie der abgegebene, auf den Massenstrom des Kältemittels bezogene Wärmestrom ermittelt. Die systematische Analyse der Ergebnisse zeigt, in welchen Bereichen der industrielle Einsatz des Kältemittels CO2 Vorteile bietet gegenüber Ammoniak oder halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie z.B. R22 und R134a. Außerdem werden die früher in den Kältemaschinenregeln zur Auslegung von Kältemaschinen mit dem Kältemittel CO2 aufgeführten Tabellen unter Verwendung genauerer Zustandsgrößen neu bestimmt. Für Auslegung und Projektierung von Wärmepumpen und Kältemaschine mit dem natürlichen Kältemittel CO2 benötigte Unterlagen werden zusammengestellt und Hinweise zu optimalen Betriebsbedingungen für verschiedene Anwedungsfälle gegeben.
Besondere Vorteile bieten Wärmepumpen, die im transkritischen Prozeß betrieben werden. Ihre Einbindung in eine Hochdruckextraktionsanlage mit Extraktabscheidung bei unterkritischem Druck wird eingehend untersucht. Da in Hochdruckextraktionsanlagen eine Extraktabscheidung auch bei überkritischem Druck erfolgen kann, werden zum Vergleich hierfür ebenfalls energetisch günstige Prozeßführungen ermittelt.
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12 Dec 2004
19:48:50 |
O. Luchs |
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