Untersuchung von Ejektor-Kälteanlagen beim Einsatz in tropischen Gebieten

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Beschreibung

In Folge der globalen Erwärmung sollen die bisher verwendeten umweltschädlichen
Kältemittel durch umweltfreundlichere Kältemittel ersetzt werden. In tropischen Anwendungen
wird bis heute noch häufig FCKW R12 oder das teilhalogenierte H-FCKW
R22 eingesetzt. Neuere Anlagen setzen mittlerweile FKW R134a oder das größenteils
aus R134a bestehende FKW Gemisch R407C ein. Der Einsatz eines Ejektors anstelle
der herkömmlichen Drossel ermöglicht, je nach den vorherrschenden Randbedingungen,
eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades von Kältekreisläufen und Wärmepumpen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden in einem ersten Schritt mögliche Einsatzgebiete
für Ejektoren in Kältekreisläufen in tropischen Gebieten untersucht und
die mögliche COP-Verbesserung abgeschätzt.
In einem zweiten Schritt werden erstmalig theoretische, experimentelle und numerische
Ergebnisse der Untersuchung eines CO2-Ejektor-Kältekreislaufes für die vielversprechenden
Einsatzmöglichkeit der gewerblichen Kältetechnik in tropischen Gebieten
präsentiert. Die Verluste, die bei der Drosselung des Kältemittels in herkömmlichen
Anlagen auftreten, sollen mit Hilfe des Ejektors reduziert werden.
Hauptziel der Untersuchungen ist es, die mögliche COP Verbesserung eines CO2-
Kältekreislaufes unter Einsatz eines Ejektors anstelle einer Drossel in tropischen Gebieten
aufzuzeigen. Das untersuchte Anwendungszenario beschreibt die Kältetechnik am
Beispiel von Kühlmöbeln für Normalkühlung in Recife, Brasilien. Dazu wird ein bereits
vorhandener CO2-Ejektorprüfstand für tropischen Randbedingungen angepasst.
Damit soll der Prüfstand die Einstellung von Randbedingungen und Leistungen, die
für tropische Gebiete relevant sind, ermöglichen. Mit Hilfe der experimentellen Untersuchungen
werden erstmalig empirischen Korrelationen für das Massenstromverhältnis
und für die Ejektoreffienz in Abhängigkeit von physikalischen Parameter am Ein- und
Austritt des Ejektors durchgeführt. Es werden Kreislaufsimulationen für Kühltruhen
im Bereich der Normalkühlung durchgeführt und mit den Ergebnissen von herkömmlichen
Kältemitteln verglichen.