Untersuchung der Kältemittel R 290 und R 134a unter Einbeziehung des Verdichterverhaltens (Deutsch)

Die beiden Ersatzkältemittel R 134a - ein Fluor-Kohlenwasserstoff mit hervorragenden thermischen Eigenschaften - und R 290 - Propan als reiner Kohlenwasserstoff - werden im gleichen Kälteanlagen-Versuchsstand nacheinander getestet. Anhand der detaillierten Untersuchungen und theoretischen Berechnungen wird gezeigt, daß der Einsatz von reinem R 290 (Propan) in Anlagen kleiner Leistung und beim Einsatz als Drop-In-Kältemittel in bestehenden R 12 Anlagen nicht den gewünschten Erfolg, im Vergleich zu R 134a in R 12 Kälteanlagen bringt. Bedingt durch die hohen Förderverluste des eingesetzten Verdichters konnten die erheblichen energetischen Nachteile nicht durch die erfolgversprechenden thermodynamischen Eigenschaften wie Erhöhung der Kälteleistung durch die höhere volumenstrombezogene Kälteleistung von R 290, kompensiert werden. R 290 ist als Alternativkältemittel vorstellbar, wenn das zu ersetzende Kältemittel ein ähnliches Verhalten beim Dampfdruck aufweist. Im einzelnen werden zunächst die Versuchs-Kälteanlage und der Solekreislauf beschrieben. Anhand von detaillierten Analysen der Meßwerte werden das Verdichterverhalten und das Förderverhalten bei Verwendung von R 12, R 134a und R 290 dargestellt. Die experimentellen Ergebnisse werden mit den theoretischen Berechnungen auf der Basis eines Vergleichsprozesses verglichen und ihre Abweichungen interpretiert. Dabei wird auf der Basis einer Dimensionsanalyse ein funktioneller Zusammenhang abgeleitet. Mit Kenntnis dieser Funktionsvorschrift, die durch Messung für den eingesetzten Verdichter bestimmt wurde, kann bei einem Austausch des Kältemittels durch einfache Druckmessungen und Temperaturmessungen im Anfangszustand und im Endzustand der Verdichtung, das Förderverhalten über den Polytropenexponent abgeschätzt werden.