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Effizienzsteigerung im Kältekreislauf

HINTERGRUND:: Die Effizienzsteigerung im Kältekreislauf scheint ein Thema zu sein, welches niemals ein Ende der Diskussion kennt. Solange Kälte mit industriellen Verfahren hergestellt wird, solange wird über Möglichkeiten der Verringerung des Primärenergieeinsatzes gerungen. Einher geht diese Suche mit immer wieder neuen Anforderungen seitens der Kältemittel. Die F-Gase-Verordnung zwingt alle Unternehmen, die Suche nach immer besseren Systemen zu intensivieren.

Dem Kältemittel CO2 scheint zukünftig eine noch größere Bedeutung zuzukommen. Was aus Sicht des GWP eine einfache Entscheidung zu sein scheint, ist aus Sicht der Anlagentechnik und der Energieeffizienz etwas schwieriger. Die hohen Drücke des Kältemittels verbessern nicht bei jeder Anwendung die Einsatzchancen.
Aus Sicht der Optimierung bietet CO2 allerdings eine Menge Potenzial:

  • Einsatz von Komponenten (Ejektor) zur Verringerung des Druckgefälles zwischen warmer und kalter Seite. Allerdings funktioniert das nur mit kleiner Druckanhebung, da sich sonst der Verdichterwirkungsgrad verschlechtert.
  • Einsatz von Expandern zur Energierückgewinnung. Dies wird bisher wesentlich im Bereich der Forschung betrachtet.
  • Bessere Motorentechnik in Kombination mit dem Verdichter. Dabei geht es auch um die Optimierung des Teillastverhaltens.
  • Mikrowärmeübertrager zur Verringerung der Füllmengen. Allerdings sind viele Fragen der Kältemittelverteilung ungelöst.

Eines scheint jedoch sicher zu sein; die vorgenannten Maßnahmen und Möglichkeiten erhöhen zunächst den investiven Aufwand. Doch welche Maßnahme ist sowohl aus wissenschaftlicher als auch praktischer Sicht für den Einsatz geeignet und verspricht letztlich auch wirtschaftliche Vorteile?

Fragen:

  1. Führt der Einsatz von CO2 zu besonders kostenintensiven Kälteanlagen?
  2. Welche der vorgenannten technischen Maßnahmen halten Sie für besonders geeignet, die notwendigen Effizienzsteigerungen auch wirtschaftlich darstellen zu können?
  3. Für welche Anwendungen favorisieren Sie langfristig den Einsatz von CO2?
  4. Sind andere natürliche Kältemittel eventuell besser geeignet, den Spagat zwischen Umweltschutz und Investitionskosten zu schaffen?

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Redaktionsschluss ist der 25.03.2018.

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