Schmierstoffe in Kältekreislaufen dienen der Schmierung von Lagern und Kolben der Kältemittelverdichter und erfüllen dabei zusätzlich die Aufgabe der Wärmeabfuhr von den Reibstellen. Eine gewisse Menge Schmierstoff gelangt aufgrund von Löslichkeitseffekten und Olwurf des Verdichters über den Kältemittelstrom in den Kältekreislauf und durchläuft Leitungen und Komponenten als Ballast. Die Folge ist, dass ausgeschiedenes Schmieröl Regelorgane verstopfen oder sich auf wärmeübertragende Flächen als isolierende Schicht festsetzen und somit die Leistungszahl der Anlage beeinträchtigen kann. Ferner kann sich das Öl an der kältesten Stelle des Kreislaufes, also im Verdampfer, aufgrund mangelnder Fließfähigkeit sammeln und steht damit nicht mehr für die Schmierung zur Verfügung. Das Verhalten des in den Kreislauf verschleppten Schmieröles kann aufgrund thermo- und fluiddynamischer Stoffdaten mit dem Kältemittel Kohlendioxid dokumentiert werden. Das Phasengleichgewicht, das Aussagen über gegenseitige Löslichkeit, Mischungslücken und Mischbarkeit liefert, sowie Dichte und Viskosität des Öles unter Gaseinfluss gelten als Grundlagen zur Auswahl geeigneter Schmieröle. Gute bis vollständige Mischbarkeit mit flüssigem CO2 sowie eine starke Viskositätserniedrigung aufgrund hoher Gaslöslichkeit im Öl sind vor allem bei tiefen Temperaturen für ein günstiges Kreislaufverhalten grundlegend. Um eine Auswahl geeigneter Schmierstoffe treffen zu können, wurden thermo- und fluiddynamische Untersuchungen mit einer Vielzahl an Entwicklungsprodukten sowie mit bereits in anderen Anwendungen bewährten Schmierstoffen mit dem Kältemittel CO2 durchgeführt. Der zum Einsatz kommende Schmierstoff muss letztendlich einen Kompromiß aus verschleißfreier Schmierung der Reibpartner im Verdichter und günstigem Verhalten im gesamten Kältemittelkreislauf darstellen. Eine erste vereinfachte Simulation des CO2-Kältekreislaufes und die Berechnung der Leistungszahl erfolgte abschließend mit dem Programm 'Aspen Plus'. Als Modellsubstanz mit vollständiger Mischbarkeit mit flüssigem CO2 wurde PEGDME 200 gewählt. Eine weitergehende Betrachtung mit verschiedenen in dieser Arbeit untersuchten Schmierstoffe wurde nicht durchgeführt, da lediglich rein thermodynamische Größen zur Berechnung der Leistungszahl eingehen. Den Kreislauf beeinflussende Effekte, wie Ölrückführung, Ölschichtbildung auf den Wärmetauscherflächen, Einfluß von Phaseninversion und Verdichterleistungszahlen bleiben bei der Simulation mit 'Aspen Plus' unberücksichtigt. Die Ermittlung von Leistungszahlen des Kältekreislaufes mit den verschiedenen geeigneten Schmierstoffen kann zwar mit Hilfe von Simulationsprogrammen abgeschätzt werden, dennoch ist die praktische Ermittlung von Leistungszahlen in Kältekreislaufprüfständen wesentlich aussagekräftiger und notwendig, um den besten Schmierstoff auszuwählen.
Thermo- und Fluiddynamik von synthetischen Schmierstoffen mit Kohlendioxid als Kältemittel in PKW-Klimaanlagen
2001
180 Seiten, Bilder, Tabellen, 84 Quellen
Theses
German
Kohlendioxid als Kältemittel für Pkw-Klimaanlagen
Tema Archive | 1997
|Kohlendioxid als Kältemittel für Bus-Klimaanlagen
Tema Archive | 1998
|Kohlendioxid als Kältemittel für Pkw-Klimaanlagen
Tema Archive | 1998
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