(Folienpräsentation) Gemäß einem EU-Beschluss sind mobile mit R134a betriebene Klimaanlagen ab 2011 mit einem Kältemittel zu betreiben, dessen GWP (Treibhauspotenzial) kleiner als 150 ist. Gegen R744 (CO2) als Alternative sprechen die Systemkosten, Serviceumstellung und Sicherheitsaspekte (hohe Drücke), gegen R152a spricht seine Brennbarkeit. Aus diesem Grunde wurde vor mehr als 12 Monaten die Zusammenarbeit mit Honeywell in Bezug auf Fluid-H in die Wege geleitet. Die hier vorgestellten Untersuchungen mit Fluid-H dienen (i) der Ermittlung der Verdichterkenndaten am Verdichterkalorimeter unter Verwendung handelsüblicher R134a-Kompressoren, (ii) der Ermittlung der Systemleistung bei Verwendung von Fluid-H in serienmäßigen R134a-Klimasystemen am Systemprüfstand und am Systemkalorimeter und (iii) der Simulation der Klimaanlage unter Fahrzeugbedingungen im Windkanal und auf der Straße. Die Kompressorkalorimetertests mit R134a und Fluid-H zeigten einer nahezu identische Kompressorleistung bei Leerlaufdrehzahl. Bei höheren Drehzahlen war die Kompressorkälteleistung mit Fluid-H niedriger als mit R134a. Der COP mit Fluid-H war durchweg niedriger als der mit R134a; die Differenz stieg mit der Drehzahl von 5% auf 9% an. Die Heißgastemperaturen von Fluid-H waren ca. 10-12 K niedriger als die von R134a. Die Untersuchungen am Systemprüfstand wurden mit einer Kleinwagen-Klimaanlage mit intern geregeltem Kompressor (Typ SD6V12) mit variablem Hubraum vorgenommen, wobei Fluid-H als Drop-In-Kältemittel ohne Verstellung am TXV und am Kompressorregelventil eingesetzt wurde. Die Befüllung erfolgte so, dass bei 40 Grad C Lufttemperatur am Verflüssigereintritt und maximaler Verdampferventilatorleistung die gleiche Unterkühlung wie bei R134a eintritt. Die Kälteleistung mit Fluid-H erwies sich als relativ gut. Der COP lag abhängig von der Betriebsweise 6-0% niedriger als mit R134a. Endverdichterdrücke, Temperaturen und bei hohen Drehzahlen und Massenstrom auch der Druckfall waren höher als bei R134a, was für ein vorhandenes Optimierungspotenzial der Anlage spricht. Die Systemkalorimetertests mit einem Klimasystem mittlerer Größe und einem extern geregelten Kompressor (Typ PXE16) mit variablem Hubraum ergaben unter realistischen Bedingungen vergleichbare Kälteleistungen und COPs für beide Kältemittel. Eine geringe Reduzierung der Füllmenge von Fluid-H mindert die Unterkühlung erheblich. Dadurch verbessert sich der COP, jedoch verringert sich die Kälteleistung bei höheren Lasten. Bei den Simulationstests im Fahrzeug wurden Füllmenge und Expansionsventil für Fluid-H so eingestellt, dass sich gleiche Überhitzungs- Unterkühlungswerte sowie Luftaustrittstemperaturen am Verdampfer wie bei R134a ergaben. Die ansonsten nicht optimierten Originalsysteme zeigten vergleichbare Kälteleistungen im unteren bis mittleren Leistungsbereich und einen geringen Leistungseinbruch mit Fluid-H bei höheren Wärmelasten. Die zusätzlich gemessenen Kompressorvibrationen sind bei beiden Kühlflüssigkeiten gleich. Die mit Fluid-H gemessenen Druckpulsationen sind geringer als mit R134a. Beim Einsatz von Fluid-H in mobilen Klimakreisläufen besteht vor allem Optimierungspotenzial bezüglich des Druckabfalls im Wärmeaustauscher und in Kältemittelleitungen und der Angleichung des Verdichter-Hubvolumens.
Erste Erfahrungen mit Fluid-H
2006
27 Seiten
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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