CO2 als Kältemittel für Klimakammer-Anwendungen bis -50 °C
CO2TPK
Für die Qualitätsprüfung von Baugruppen in der fertigenden Industrie, z.B. der Automobilbranche, kommen Umweltsimulationskammern zur Bereitstellung der Prüfbedingungen zum Einsatz. Bei Temperaturen von etwa -40°C werden zumeist kaskadierte Kälteanlagen mit dem fluorierten Kältemittel R-23 eingesetzt, dessen Treibhauspotential (Global Warming Potential, kurz GWP100) einen Wert von 14.800 erreicht. In diesem Temperaturbereich besteht allerdings auch die Möglichkeit CO2 als Kältemittel (R-744, GWP100 = 1) zu nutzen. Der geforderte dynamische Abkühlprozess und der weite Temperaturbereich im Kühlbetrieb der Luft in der Kammer von bis zu -50°C und etwa 180°C im Heizmodus ist kennzeichnend für die Anwendung im Bereich der Umweltsimulation.
Der Fokus des Projekts liegt auf der Anwendung von R-744 für die Kühlung der Umweltsimulationskammer, um die direkten Emissionen der Anlage zu reduzieren. Die Untersuchung innovativer Anlagenschaltungen und Regelstrategien haben außerdem zum Ziel, die indirekten Emissionen, d.h. den Energieverbrauch, zu senken.
Kurzbeschreibung
Dieses Vorhaben zum Einsatz von R-744 in Klimasimulationskammern hat zum Ziel, neue Erkenntnisse zum dynamischen Systemverhalten einer transkritischen R-744-Anlage bei veränderlichen Lastbedingungen zu gewinnen. Im Bereich der Klimasimulation bis -50°C Lufttemperatur ist R-744 als Ersatzkältemittel momentan wenig präsent.
Ziel ist die Entwicklung von Klimaprüfkammern:
- ausschließlich mit dem Kältemittel R-744
- für den Temperaturbereich von -50 °C bis 180 °C des Prüfraums
- mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 15 K/min
- mit reduziertem Energieverbrauch (ggü. einer Kammer vergleichbarer Leistung)
- für den Einsatz in kleinen Prüfkammern (<2 m3)
Laufzeit
Phase 1 – Konzeptionierung: 09/2023 – 06/2024
Phase 2 – Experimentelle Untersuchung und Simulation: 06/2024 – 01/2026
Projektpartner
Wissenschaftlicher Projektpartner:
Technische Universität Dresden, Schaufler-Professur für Kälte-, Kryo- und Kompressorentechnik (K3T)
tu-dresden.de/mwiet/kkt
Industrieller Projektpartner:
Feutron Klimasimulation GmbH
Am Weberbrunnen 1
07957 Langenwetzendorf
https://www.feutron.de/
Danksagung
Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Förderthema 6: Erneuerbare Energie, Energieeinsparung und -effizienz
Kontakt
© Thomas Tannert
wiss. Mitarbeiter
NameMs Dipl.-Ing. Melanie Cop
- Kältetechnik -
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