Aufbau und Test einer Demonstrationsanlage einer Phasenseparationseinheit für C02-Kälteprozess

F-Gase-Verordnung, natürliche Kältemittel, R744, CO2-Kälteanlage


Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Laufzeit
01.05.2019 – 30.09.2021


Projektförderung

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Kurzbeschreibung

Aus Klimaanlagen von Pkw’s, Büros und Kälteanlagen zum Beispiel in Supermärkten entweichen in Europa jedes Jahres zig-tausende Tonnen an Kältemittel in die Atmosphäre. Die Kältemittelgase enthalten Fluorverbindungen, die sehr schädlich auf die Klimaerwärmung wirken. Je nach Kältemittel wirkt ein 1 kg des Gases genauso so schädlich auf den Treibhauseffekt wie bis zu 5000kg Kohlendioxid (CO2). Die Leckagen von Kältemittel in die Atmosphäre stehen in Europa für ca. 4% der jährlichen CO2-Emissionen. Aber es gibt Alternativen, sogenannte natürliche Kältemittel, die keine Fluorverbindungen enthalten, und somit in der Atmosphäre nicht viel stärker wirken als das Gas CO2. Der Gesetzgeber hat das erkannt, und im Jahre 2014 ein europaweites Gesetz zur Reduzierung schädlicher Kältemittel mit Fluorkohlenwasserstoffe erlassen. Bis zum Jahr 2030 soll die Menge an schädlichem Kältemittel um 80% reduziert werden. Es sollen verstärkt natürliche Kältemittel wie Propan, Ammoniak oder CO2 eingesetzt werden. Die genannten Kältemittel haben aber bis auf CO2 den Nachteil, dass sie brennbar sind, und somit nur eingeschränkt einsetzbar sind. Das Kältemittel CO2 wiederum brennt zwar nicht, allerdings sind CO2-Kälteanlagen energetisch schlechter als Kälteanlagen mit Standard-Kältemitteln. Dies hat bislang den verstärkten Einsatz des Kältemittels CO2 verhindert.

An dieser Stelle setzt die Erfindung von Prof. Hermeler an. Basierend auf dem Patent von Prof. Hermeler kann die Effizienz einer CO2-Kälteanlage um bis zu 10% gesteigert werden. Bisher werden in einer CO2-Kälteanlage in einer Mitteldruckflasche die Gas- und Flüssigkeitsphase getrennt. Ist die Gasphase nicht komplett frei von Tröpfchen, sinkt der Wirkungsgrad der CO2-Kälteanlage. Die Erfindung von Prof. Hermeler sieht vor, in die Mitteldruckflasche zusätzliche Bauteile zur Abscheidung der Tröpfchen vorzusehen. In einem durch das WIPANO-Programm vom BMWi geförderten Forschungsvorhaben soll eine Demonstrationsanlagemit ca. 20kW Kälteleistung an der FH Bielefeld aufgebaut werden. In einer zweiten Stufe sollen Industriepartner für die weitere Entwicklung der Technologie bis zur Serienreife gefunden werden.