Erforderliche Sauggasüberhitzung bei einer R600-Hochtemperaturw?rmepumpe - Nutzung der Motorabw?rme

摘要

Im Zuge der Entwicklung einer Hochtemperatur-W?rmepumpe (Nutztemperaturen bis zu 110°C) wurden unterschiedliche K?ltemittel und Kreislaufmodifikationen betrachtet. Speziell K?ltemittel für Hochtemperaturanwendungen, darunter auch R600, weisen h?ufig ein sogenanntes überh?ngendes Nassdampfgebiet auf. Bei bestimmten Betriebsbedingungen kann diese Eigenschaft zum Auskondensieren von Flüssigkeit w?hrend der Verdichtung des K?ltemittels führen. Dies kann Sch?den am Kompressor zur Folge haben. Um eine sogenannte ?nasse Kompression" zu vermeiden, muss eine ausreichend hohe K?ltemittelüberhitzung saugseitig vorhanden sein. Die erforderliche überhitzung ist jedoch stark vom K?ltemittel sowie von der Verdampfungs- und Kondensationstemperatur abh?ngig und kann relativ hohe Werte (bis zu 18 K) erreichen. Damit diese hohe überhitzung nicht zur G?nze im Verdampfer bereitgestellt werden muss, wurde die M?glichkeit einer Umrüstung eines luftgekühlten semihermetischen Kolbenkompressors auf Sauggaskühlung untersucht. Basierend auf einer bestehenden Sauggasw?rmeübertragerkonstruktion und den Herstellerdaten des Kompressors wurde ein Simulationsmodell der Kompressorkühlung und des Stators der elektrischen Maschine erstellt. Aus dem Simulationsmodell konnte das Betriebsverhalten des adaptierten Kolbenkompressors sowie die überhitzung und maximale Statortemperaturen abgesch?tzt werden. Die Ergebnisse zeigten, dass die erhaltenen Werte für die überhitzung in den meisten F?llen einen signifikanten Beitrag zur erforderlichen Mindestüberhitzung leisten. Zus?tzlich zeigten die Ergebnisse, dass eine ausreichende Kühlfunktion trotz hoher Sauggastemperaturen bei Hochtemperaturanwendung gegeben ist.