Im Rahmen des Projektes wurde erstmals untersucht, wie ein Ejektor effizient in eine CO2-Omnibusklimaanlage integriert werden kann. Durch Systemsimulationen am Ift und experimentelle Untersuchung von Referenzkreisläufen wurde gezeigt, dass durch den Einsatz eines Ejektors grundsätzlich eine Erhöhung des COPs der Klimaanlage möglich ist. Systemsimulationen für verschiedene Verschaltungen haben verdeutlicht, dass der Ejektor insbesondere bei Mehrverdampferanlagen vorteilhaft ist, da er dort eine geschickte Kopplung der Teilströme ermöglich. Als besonders effizient hat sich die Ejektoranlage 2VD_Ej_kompakt erwiesen, bei der sich zwei Verdampfer am Heck des Busses befinden, die einen einzigen Luftstrom zur Klimatisierung des gesamten Businnenraums zu kühlen. Ein wichtiges Simulationsergebnis ist aber auch, dass eine weitere deutliche Effizienzsteigerung der Ejektor-Klimaanlage möglich ist, wenn alle Anlagenkomponenten für die gewählte Verschaltung optimiert werden. Dadurch ließen sich CO2-Klimaanlagen realisieren, die in ihrer Energieeffizienz mit modernen und hoch effizienten R134a-Anlagen vergleichbar sind. Weiteres Verbesserungspotenzial bietet die Verwendung eines IHX. Für eine detaillierte Untersuchung und Optimierung von Ejektor-Kreisläufen sind jedoch genaue Kenntnisse der thermophysikalischen Stoffeigenschaften des Gemisches aus CO2 als Kältemittel und dem Schmieröl erforderlich. Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass die PC-SAFT-Zustandsgleichung prinzipiell eine gute und zuverlässige Vorhersage zum Phasenverhalten und zu den Dichten der Gemische liefert. Allerdings erfordert die Verwendung der Zustandsgieichung experimentelle Daten für die reinen Schmierstoffe und für deren Gemische mit CO2, um sowohl die Reinstoffparameter des Modells, als auch die Wechselwirkungsparameter zuverlässig bestimmen zu können. Gemischviskositäten können jedoch nur mit relativ großer Ungenauigkeit abgeschätzt werden, da keines der untersuchten Modelle in der Lage ist, die Änderung der Viskosität mit Druck, Temperatur und Zusammensetzung über den gesamten Zustandsbereich korrekt zu beschreiben. Desweiteren wurde für das Projekt am IfT ein vorhandener Prüfstand zur experimentellen Untersuchung von Ejektoren verbessert und modifiziert, so dass nun kontinuierliche Messungen unter variablen Randbedingungen möglich sind. Dabei kann der Prüfstand sowohl als Komponentenprüfstand zur Vermessung eines Ejektors als auch zur Untersuchung von Ejektorkreisläufen genutzt werden. Am Prüfstand wurden Untersuchungen zu den Strömungsverhältnissen im Ejektor durchgeführt, um grundlegende Erkenntnisse zur optimalen Gestaltung der Düsen zu erhalten. In Freistrahlversuchen wurden Korrelationen zur Strahleinschnürung in der Treibdüse und Strahlaufweitung des Mischstroms ermittelt, die eine Basis zur optimierten Auslegung von Treibdüse und Mischrohr liefern. Das durchgeführte Vorhaben hat somit wichtige Erkenntnisse sowohl zur Verwendung von Ejektoren in CO2-Omnibusanlagen als auch zur Optimierung von Ejektoren geliefert. Diese sollen in einem geplanten DBU-Projekt Verwendung finden, in dem umschaltbare CO2-Ejektor-Kreisläufe untersucht werden sollen, die im Sommer als Klimaanlagen, im Winter jedoch als Wärmepumpen betrieben werden können.


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    Titel :

    Untersuchung eines CO2-Ejektorkreislaufs für Omnibusklimaanlagen. Abschlussbericht


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    65 Seiten, Bilder, Tabellen, 39 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch