Das ttz Bremerhaven IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE.

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1 Das ttz Bremerhaven IHRE IDEEN BRAUCHEN EIN ZUHAUSE

2 Kältemittel - Einführung - Das richtige Kältemittel
BILB/EIBT Kältemittel - Einführung - Das richtige Kältemittel ttz–BILB/EIBT – Kontakt: Prof. Dr. Lösche – Head of Institute- Baking and Cereal Technology Tel:

3 Kältetechnik Begriffsklärungen “Kälte”: abgeführte Wärmemenge Q0
„Kälteerzeugung oder Kälteleistung“: Wärmeentzug von einem Körper, dessen Temperatur tiefer liegt als die Umgebungstemperatur (mittels KM) Enthalpie H: Wärmeeinheit eines Stoffes (bei bestimmter Temperatur) 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 8960
Wärmeübertragungsmedium in KM-Kreis-Prozess Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur, niedrigem Druck (Verdampfer) Wärmeabgabe bei höherer Temperatur, höherem Druck (Kondensator) R12 (ODP) R134a (GWP)  CO2

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 Ziffer: Zahl der C-Atome – 1 (0 nicht geschrieben  R12) Ziffer: Zahl der H-Atome + 1 Ziffer: Zahl der F-Atome Zahl der Cl-Atome aus Bilanz Kleinbuchstaben  Isomere

15 Kältetechnik Kältemittel Kennzeichnung 200er Gruppe
Basis Propan (C3H8) 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 LN2 und CO2
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 °C 323 kJ/kg Lagerung bei °C Reinheit MAK-Werte relative Dichte bezogen auf Luft bei 0°C, 1013 mbar 99,995 % - 0,9675 kg/m3 99,5 % 5000 vpm 1,5291 kg/m3

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

23 Sublimation von Kohlensäure
0,5 kg CO2 fest -78°C 0,5 kg CO2 gasförmig -20°C 0,5 kg CO2 gasförmig -78°C 68 kcal 16 kcal Entspannen von Kohlensäure 1 Kg CO2 flüssig -20°C 20 bar 0,5 Kg CO2 gasförmig -78°C / 1 bar 0,5 kg CO2 gasförmig -78°C / 1 bar

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