Energetische Bewertung von FKW-Gemischen als R 22-Alternativen (Deutsch)

Für die zeotropen FKW-Gemische R 407A, R 407B, R 407C und R 404A sowie das azeotrope Gemisch R 507, deren Zusammensetzung aus R 32, R 125, R 143a und R 134a in Tabellen angegeben ist, wurden Kreisprozeßberechnungen durchgeführt. Als Ergebnis sind die relativen Leistungszahlabweichungen der genannten Gemische im Vergleich zu R 22 ohne und mit innerem Wärmeaustausch sowie die Verbesserung der Kälteleistungszahl durch Unterkühlung in Diagrammen dargestellt. Zur Ermittlung des energetischen Verhaltens der Kälteanlage mit FKW-Gemischen im Vergleich zum abzulösenden H-FCKW R 22 wurden mit verschiedenen Anlagenvarianten Anlagenleistungsmessungen auf einer Experimentieranlage im ILK, die schematisch dargestellt ist, bei einer Temperaturspreizung des Kälte-/Wärmeträgers von 5 K und bei konstanter Kälteleistung durchgeführt. Als Versuchsergebnis sind die relative Kälteleistungszahl-Abweichung der FKW-Gemische im Vergleich zu R 22 in Abhängigkeit von der Soletemperatur am Verdampferaustritt sowie von der Lufttemperatur am Verdampfereintritt in Diagrammen dargestellt. Es ergaben sich im Vergleich zu R 22 Leistungszahleinbußen bis zu 20 %. Die Ursachen des Leistungszahlabfalls der zeotropen Gemische gegenüber R 22, die in den schlechteren thermodynamischen Eigenschaften, in der durch Druckverlust und Unterkühlung vergrößerten Temperaturänderung im Koaxial-Verflüssiger, im größeren Druckverhältnis, im kleineren Wärmeübergangskoeffizienten bei der Kondensation sowie in der Anreicherung der tiefer siedenden Komponente im Dampfraum des Rohrbündelverflüssigers und im Druckanstieg liegen, werden anhand weiterer, in Diagrammen wiedergegebener Versuchsergebnisse diskutiert. Die Ergebnisse der Konzentrationsmessungen für R 407A während des Betriebes sind in einer Tabelle angegeben. Energetische Verbesserungen sind durch einen möglichst kleinen Temperaturgleit, Temperaturspreizung der Stoffströme >= der Temperaturveränderung im Verflüssiger, Anwendung des inneren Wärmeaustausches sowie große Unterkühlung im Verflüssiger möglich. Bei tiefen Kälteträgertemperaturen werden die Leistungszahlen von R 22 erreicht.