Aufgrund der F-Gase-Verordnung werden zunehmend Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln eingesetzt. Ein energieeffizienter Betrieb erfordert jedoch gezielte Maßnahmen bei der MSR-Technik. © Hochschule Biberach (HS BC) Bild 1: Schema der Kältemaschine mit CO2-Kältemittelkreislauf–Betrieb mit einstufiger Verdichtung (1), Gaskühler (2), Zwischenwärmeübertrager (3), zweistufiger Entspannung (4 und 7), MD-Bypass (5), MD-Behälter (6), Verdampfer (8), Sauggas-Bypass (9). Zudem stellen sich Fragen nach der systematischen Bewertung der Energieeffizienz von CO 2 -Kälteanlagen bei transkritischem Prozessverlauf z. B. im Bereich der Supermarktkälte. Darum stellen CO2-Kälteanlagen erhöhte Anforderungen an die MSR-Technik | Haustec. Diese und weitere Fragestellungen untersucht das aktuelle Forschungsprojekt AutTherm (siehe Literaturhinweis am Ende des Artikels) der Hochschule Biberach. CO 2 -Laborkälteanlage Die CO 2 -Kälteanlage umfasst Kältemittel-, Rückkühl- und Kältenutzungskreislauf ( Bild 1), aufgebaut aus Kältemaschine, Rückkühler im Außenbereich und beheizbarem Kaltwasserspeicher.
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Er fördert flüssiges Kältemittel direkt aus dem saugseitigen Akkumulator der Normalkältestufe in den Mitteldruckbehälter. Der Akkumulator ist ein Behälter, welcher vor den NK-Verdichtern verbaut ist und die Flüssigkeit von der Gasphase trennt. Der durch den Ejektor angesaugte Massenstrom kann wieder direkt den Kühlstellen zugeführt werden. Es kann weiterhin ein herkömmliches Einspritzventil an den Kühlstellen zum Einsatz kommen, welches nach einer sehr geringen Überhitzung unterhalb des MSS geregelt wird. Ein erhöhter Wärmeübergangskoeffizient bewirkt bei gleicher Wärmeübertragerfläche eine niedrigere mögliche Temperaturdifferenz zwischen Kältemittel und Kälteträger. Infolge dessen kann die Verdampfungstemperatur angehoben werden. Die NK-Verdichter müssen nur noch eine geringere Druckdifferenz zum Hochdruck aufbringen. Der Treibstrom wird von 1 nach 2 in der Treibdüse unter das NK-Druckniveau entspannt. Gesättigte Flüssigkeit kann von 3 nach 4 angesaugt werden. BITZER // Innovation mit Hochdruck. Die Wirklinie des Flüssigejektors weist somit einen niedrigeren Dampfanteil im Mitteldruckabscheider auf.
Dies ermöglicht den Betrieb des Verdichters unter idealem Hochdruck, mit maximal möglichem COP bei hohen Verdampfungstemperaturen und hohen Gaskühleraustrittstemperaturen.
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Mehrer Kompressoren nehmen bei der Nutzbarmachung des Wasserstoffs eine zentrale Funktion ein: Mit bis zu 1. 000 Bar verdichten sie den Wasserstoff nach der Elektrolyse, um die Energiedichte zu erhöhen und zur platzeffizienten Speicherung für den nachfolgenden Prozess. CO2 Wärmepumpe im Hochtemperaturbereich – Förderfähig in die Zukunft. Für eine grüne Zukunft mit weniger CO2-Emissionen. Ihr Nutzen Durch unsere ölfreien und abriebfreien Verdichterlösungen kann regenerativ erzeugter Wasserstoff sinnvoll gespeichert werden. Anlagen- und Prozesssicherheit Kundenspezifische Lösung Lassen auch Sie unser Herz für Ihre Wasserstoff-Anlage schlagen!
Gleichzeitig kombiniert die CME Serie die bekannte Effizienz und die sichere Triebwerkstechnik von BITZER SL Verdichtern mit einer besonders hohen Druckfestigkeit von 100 bar Stillstandsdruck und bleibt dabei stets betriebssicher. Zu den weiteren Verbesserungen gehören eine optimierte Ölvorlage und eine neue Sauggasführung. Die CME Baureihe eignet sich auch für den Einsatz an Kaltwassernetzen mit einer maximalen Verflüssigungstemperatur von 25 Grad Celsius. Co2 verdichter hochdruck leitung kraftstoffleitung. Transkritischer CO2-Verdichter CKH Erweitert hat BITZER außerdem den Leistungsbereich seiner transkritischen CO2-Hubkolbenverdichter. Die neuen 2-Zylinder CKH2 und 6-Zylinder CKH5 ergänzen sinnvoll die bewährten 4-Zylinder. Denn die insgesamt fünf neuen CKH Modelle erweitern die Verdichterserie auf Fördervolumina von 3, 3 bis 37, 9 m3/h und sind dabei sehr kompakt sowie effizient. Alle Modelle sind drehzahl-regelbar zwischen 30 und 70 Hz. Die CKH Baureihe ist für Drücke von bis zu 100 bar Niederdruck sowie 160 bar Hochdruck ausgelegt und läuft dank ihrer innovativen Zylinderköpfe mit niedriger Druckpulsation.
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Neben der konstruktiven Fertigstellung wird die umfangreiche Automation der CO 2 -Kälteanlage über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) umgesetzt. Für einen manuellen Testbetrieb (z. B. Inbetriebnahme) können alle Betriebsmittel manuell bedient und die Drosselorgane zur Entspannung autonom geregelt werden. Co2 verdichter hochdruck bremsleitung disc tube. Handschalter am Hauptschaltschrank be-dienen die Pumpen, den Ventilator am Rückkühler, die Heizung im Kaltwasserspeicher und den Verdichter. Die Stellsignale für Absperr- und Mischventile sowie Freigaben für unabhängige Regler auf Feldebene werden in der SPS-Programmumgebung vorgegeben. Besondere Bedeutung bei der Planung und Konstruktion aller Teile des Systems kommt der Eigensicherheit im Betrieb zu, um die Versuchsanlage zu Forschungszwecken flexibel und sicher zu betreiben. Die Bedienung der Anlage im Handbetrieb ermöglicht es dem Nutzer, jederzeit durch Schalten vom experimentellen in den manuellen Anlagenbetrieb oder sicheren Stillstand zu wechseln. © Hochschule Biberach Bild 2: Automationsschema zur Regelung des CO 2 -Kälteanlagensystems – Rückkühlwerk mit Ventilator (1), Kaltwasserspeicher mit Tauchheizstäben (2), FU-geregelten Pumpen (3), Dreiwege-Mischventilen (4), Wärmemengenzählern (5) Regelung des CO 2 -Kälteanlagensystems In Bild 2 dargestellt ist die CO 2 -Kälteanlage mit Betriebsmitteln, Steuer- und Regelkreisen auf der Feldebene, das heißt im Kältemittel-, Kältenutzungs- und Rückkühlkreislauf.
Es gilt, Regelstrategien für maximale Anlageneffizienz zu ermitteln und experimentell zu testen. Das Projekt "AutTherm" hat zum Ziel, CO 2 -Anlagen energieeffizient zu betreiben und die Energieeffizienz im gekoppelten Systembetrieb mit weiteren Wärme- oder Kälteerzeugern und im "Smart Grid" zu optimieren. Co2 verdichter hochdruck verteiler verteilerrohr. Als Methoden kommen neben dem systematischen Reglerentwurf (Rapid Control Prototyping) höherwertige Regelungs- und Optimierungsverfahren (Advanced Process Controls) zum Einsatz, beispielsweise wissensbasierte Methoden wie Fuzzy Control und modellprädiktive Regelungsalgorithmen. Zusätzlich stellt sich beim CO 2 -Prozess mit transkritischem Verlauf die Frage nach einem Vergleichsprozess als Grundlage zur Bewertung der energetischen Effizienz. Die gleitende Temperatur während der hochdruckseitigen Wärmeabgabe im Prozess beeinträchtigt die Aussagekraft der energetischen Bewertung nach Carnot. So dienen die experimentellen Untersuchungen an der CO 2 -Kälteanlage dazu, den Ansatz für einen transkritischen Vergleichsprozess, beschrieben in van de Ven [1], systematisch zu testen.