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Das ttz Bremerhaven IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE.

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Präsentation zum Thema: "Das ttz Bremerhaven IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE."—  Präsentation transkript:

1 Das ttz Bremerhaven IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE

2 BILB/EIBT K ä ltemittel - Einf ü hrung - Das richtige K ä ltemittel BILB/EIBT ttz–BILB/EIBT – Kontakt: Prof. Dr. Lösche – Head of Institute- Baking and Cereal Technology Tel:

3 Kältetechnik Begriffsklärungen -Kälte: -Kälte: abgeführte Wärmemenge Q 0 -Kälteerzeugung oder Kälteleistung: -Kälteerzeugung oder Kälteleistung: Wärmeentzug von einem Körper, dessen Temperatur tiefer liegt als die Umgebungstemperatur (mittels KM) -Enthalpie H: -Enthalpie H: Wärmeeinheit eines Stoffes (bei bestimmter Temperatur) -Entropie S: -Entropie S: Arbeitsfähigkeit einer Wärmemenge Irreversibilität eines Prozesses (Energieentwertung, max. bei Gleichgewicht) -Aggregatzustandsänderung eines Stoffes

4 Kältetechnik

5 Kältetechnik

6 Kältetechnik

7 Kältetechnik

8 Kältetechnik Kältemittel Definition DIN Wärmeübertragungsmedium in KM-Kreis-Prozess -Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur, niedrigem Druck (Verdampfer) -Wärmeabgabe bei höherer Temperatur, höherem Druck (Kondensator) -R12 (ODP) R134a (GWP) CO 2

9 Kältetechnik Kältemittel Anforderungen -Physikalische Eigenschaften -Chemische Eigenschaften -Physiologische Eigenschaften -Umwelterträglichkeit

10 Kältetechnik Kältemittel Physikalische Anforderungen -Verdampfungsdruck > 1 bar im Arbeitsbereich (keine Luft/Wasser kk) -Verflüssigungsdruck möglichst niedrig (geringe Wandstärken, leichte Bauweise) -Druckdifferenz möglichst klein (Dim. Verdichter) -Druckverhältnis möglichst klein /flache Dampfdruckkurve (Förderleistung des Verdichters) -Verdichtungsendtemperatur (Ventilplatten < 160°C, sonst Ölverkokung)

11 Kältetechnik Kältemittel Physikalische Anforderungen -Wasserlöslichkeit möglichst hoch; niedriger Wassergehalt -Verdampfungsenthalpie möglichst groß (Dim. Verdichter); große volumetrische Kälteleistung -Mischbarkeit / Löslichkeit (Schmierstoffe) möglichst gut (Ölrückführung) sonst (z. B. Ammoniak) spez. Maßn. zur Ölrückführung Stichwort: Mischungslücke ( Ölhersteller)

12 Kältetechnik Kältemittel Chemische Anforderungen -Keine chem. Reaktion mit Werk- und Schmierstoffen (v. a. Öl/KM- Gemisch) unter allen Betriebsbedingungen -nicht brennbar / explosiv Physiologische Anforderungen -Nicht toxisch (MAK R 134a bei 1000 ppm)

13 Kältetechnik Kältemittel Umweltverträglichkeit Kennzahlen -ODP (Ozone Depletion Potential) Cl R12 = 1 -GWP (Global Warming Potential) R12 = 8500; R134a = 1300; R744=1/ (O) (bez. auf 100a) -TEWI (Total Equivalent Warming Impact) Def. EN 378 (Füllmenge, Leckrate, Energieverbrauch, nicht Herstellung!)

14 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung R (Refrigerant) + dreistellige Zahlenkombination 1.Ziffer: Zahl der C-Atome – 1 (0 nicht geschrieben R12) 2.Ziffer:Zahl der H-Atome Ziffer:Zahl der F-Atome Zahl der Cl-Atome aus Bilanz Kleinbuchstaben Isomere

15 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung 200er Gruppe -Basis Propan (C 3 H 8 ) -R290 (Propan)

16 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung 400er Gruppe -Festlegung der Nummernfolge durch ASHRAE -zeotope Gemische -Temperaturgleit bei Verdampfung / Verflüssigung -Problem: unterschiedliche Partialdrücke der Komponenten (Undichtheiten) -bis zum FCKW-Verbot bedeutungslos

17 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung 500er Gruppe -azeotope Gemische -Verhaltne sich in der Flüssigkeit- und Dampfphase wie reine Kältemittel

18 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung 700er Gruppe -7 + Molmasse des Stoffes -anorganische Kältemittel R717 (Ammoniak) R744 (Kohlendioxid)

19 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung Handelsnamen -FCKW, z. B. R12 Freon 12(Du Pont / USA) Genetron 12(Allied Chemical / USA) -Ersatzkältemittel (keine genormte R-Bez.!), z. B. R407C SUVA 9000(Du Pont /USA) KLEA 66(ICI)

20 Das richtige Kältemittel Die Wahl des Kältemittels entscheidet über Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit

21 Stoffeigenschaften von LN 2 und CO 2 LN 2 CO 2 Siedetemperatur bei 1013 mbar Sublimationstemperatur bei 1013 mbar Verdampfungswärme bei 1013 mbar Sublimationswärme bei 1013 mbar spezifische Wärme –gasförmig Enthalpiedifferenz bis -20°C -195 °C kJ/kg - 1,038 kJ/kg 380 kJ/kg - -78,5°C - 571,1 kJ/kg 0,79 kJ/kg 342 kJ/kg Lagerung bei -30°C 323 kJ/kg Lagerung bei -30°C Reinheit MAK-Werte relative Dichte bezogen auf Luft bei 0°C, 1013 mbar 99,995 % - 0,9675 kg/m 3 99,5 % 5000 vpm 1,5291 kg/m 3

22 Verdampfen von Stickstoff 1 Kg N2 1 Kg N2 flüssig -196°C 1 Kg N2 1 Kg N2 gasförmig -20°C 1 Kg N2 1 Kg N2 gasförmig -196°C 47,6 kcal 42,2kcal

23 0,5 kg CO 2 0,5 kg CO 2 fest -78°C 0,5 kg CO 2 0,5 kg CO 2 gasförmig -20°C 0,5 kg CO 2 0,5 kg CO 2 gasförmig -78°C 68 kcal 16 kcal Sublimation von Kohlensäure 1 Kg CO 2 1 Kg CO 2 flüssig -20°C 20 bar 0,5 kg CO 2 0,5 kg CO 2 gasförmig -78°C / 1 bar 0,5 Kg CO 2 0,5 Kg CO 2 gasförmig -78°C / 1 bar Entspannen von Kohlensäure

24 Kalkulationsbeispiel Mit dieser Kalkulation wirbt Koma für den TurboRunner Bandfroster, um die Wirtschaftlichkeit konventioneller Kältetechnik gegenüber Stickstoff darzustellen: Produktmenge 2,2 Mio kg / Jahr ( Angaben in ) TurboRunner Stickstoff Invest Miete AfA Strom Stickstoff ( 800 kg / kg Produkt) Summe Kosten je kg ca ca. 0,10

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Für weitere Informationen, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung: Prof. Dr. Klaus Lösche


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