Wasser und Öl im CO2-Kältekreislauf: Einfluss auf den Prozess

Mit dem Ersatz der fluorierten Kohlenwasserstoffe in Kältekreisläufen gewinnt CO₂ als natürliches Kältemittel zunehmend an Bedeutung. Für die wirtschaftliche Akzeptanz solcher CO₂-Kälteanlagen ist es wichtig eine hohe Zuverlässigkeit des Prozesses sowie einen geringen Wartungsaufwand zu gewährleisten. Hierbei stellt der Eintrag von Kältemaschinenöl und Feuchtigkeit einen bisher nicht genau untersuchten Risikofaktor dar. Daher wird in dieser Arbeit anhand experimenteller Untersuchungen an einer CO₂-Kälteanlage sowie theoretischer Berechnungen der genaue Einfluss von Wasser und Öl auf eine Hydratbildung nach dem Expansionsventil sowie auf den Wärmeübergang im Gaskühler und im Verdampfer untersucht. Die durchgeführten Analysen zeigen, ab welchen Wasser-/ Ölkonzentrationen es zu Veränderungen im Betriebsverhalten kommt und inwieweit sich diese Veränderungen auf die Stabilität des Prozesses auswirken. Darüber hinaus wird geklärt, wie sich vorhandenes Wasser auf die in CO₂-Kältenalagen verwendeten Dichtungsmateriealien und Werkstoffe auswirkt. Daher können in Zukunft genaue Angaben bzgl. der Wassergrenzkonzentrationen und der einzusetzenden Materialien gemacht werden.