Schmierstoffwahl für Kälteanlagen unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz, Teilvorhaben: Modellierung und Messungen

Description: Sowohl die Energieeffizienz von Kälteanlagen (KA) und Wärmepumpen (WP) als auch der Einsatz alternativer Kältemittel (KM) sind beeinflusst durch die Wahl des Schmierstoffes und der Schmierstoffmenge in den jeweiligen Anlagen. Das Öl, welches zur Schmierung des Verdichters benötigt wird, gelangt in den KM-Kreislauf und verschlechtert in den meisten Fällen die Kälte- bzw. Wärmeleistung der Anlage. Zudem können Schaumbildung und Öllöslichkeit im KM zur Viskositätsminderung und folglich zu Mangelschmierung oder Komplettausfällen des Verdichters führen, wodurch wiederum die Energieeffizienz, Lebensdauer und Einsatzgrenzen des Verdichters beeinträchtigt werden. Im Vergleich zu den derzeit üblicherweise verwendeten (fluorierten) Kältemitteln treten insbesondere bei Kohlenwasserstoffen (KW) wie Propan (R290) vermehrt Probleme mit der Verdichter-Mangelschmierung auf. Die Frage nach dem 'richtigen' Öl und KM-Öl-Gemisch (KMÖG) ist derzeit noch nicht ausreichend untersucht als auch in der Praxis erprobt und stellt neben der Kältemittel Brennbarkeit ein weiteres Hemmnis für den flächendeckenden Einsatz von R290 in Kälte- und Wärmepumpenanlagen dar. Ziel des Vorhabens ist es, die betriebssichere Öl-KM Kombination für ein effizientes Supermarkt Kälte-/Wärmepumpensystem mit R290 zu ermitteln und dadurch die zwei größten Hemmnisse für die Einführung von R290 in der stationären Kältetechnik abzubauen. Eine ganzheitliche, modellhafte Betrachtung des Kältekreislaufes mit den kältetechnischen Komponenten, als auch KM in Kombination mit den Schmierstoffen (Öl) ist daher notwendig. Im Laufe des Projektes müssen zunächst die fehlenden Stoffdaten von KMÖG ermittelt werden. Um die dynamische Kältekreislauf-Simulationssoftware (Modelle, Stoffwerte, KMÖG, Komponenten) validieren als auch den energetischen und Langzeiteinfluss des KMÖG auf Komponenten, speziell Verdichter und System in der Anwendung ermitteln zu können ist der Aufbau einer realen Anlage unter Laborbedingungen notwendig.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Propan ? Alicyclischer Kohlenwasserstoff ? Halogeniertes Kältemittel ? Kältemittel ? Kohlenwasserstoff ? Schmierstoff ? Wärmepumpe ? Modellierung ? Kälteanlage ? Energieeffizienz ? Kältetechnik ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Hochschule Ruhr West (Mitwirkende)
• Hochschule Ruhr West, Campus Bottrop, Institut Energiesysteme und Energiewirtschaft (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-06-01 - 2025-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Modelling and measurements
  Description: Both the energy efficiency of refrigeration systems (CR) and heat pumps (HP) and the use of alternative refrigerants (AC) are influenced by the choice of lubricant and the amount of lubricant used in the respective systems. The oil, which is needed to lubricate the compressor, enters the KM circuit and in most cases deteriorates the refrigeration or heating performance of the system. In addition, foaming and oil solubility in the KM can lead to viscosity degradation and consequently to lack of lubrication or complete compressor failure, which in turn affects the energy efficiency, service life and operating limits of the compressor. Compared to the currently commonly used (fluorinated) refrigerants, problems with compressor deficient lubrication occur more frequently, especially with hydrocarbons (HC) such as propane (R290). The question of the 'right' oil and KM oil mixture (KMÖG) has not yet been sufficiently investigated or tested in practice and, in addition to the flammability of the refrigerant, represents a further obstacle to the widespread use of R290 in refrigeration and heat pump systems. The aim of the project is to determine the operationally safe oil-KM combination for an efficient supermarket refrigeration/heat pump system using R290 and thereby to remove the two major barriers to the introduction of R290 in stationary refrigeration. A holistic, model-based consideration of the refrigeration cycle with the refrigeration components, as well as KM in combination with the lubricants (oil) is therefore necessary. In the course of the project, the missing material data of KMÖG have to be determined first. In order to validate the dynamic refrigeration cycle simulation software (models, material values, CMO, components) and to determine the energetic and long-term influence of CMO on components, especially compressors and system in the application, it is necessary to set up a real plant under laboratory conditions. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1121380

Status

Aktiv

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