Bedingt durch die Forderung, zunehmend umweltverträglichere und klimaschonendere Prozessmedien zu verwenden, wird derzeit verstärkt bei der Entwicklung von Wärmepumpen die Frage nach Alternativen zu den bekannten Kältemitteln wie beispielsweise R134a gestellt. Neue Wärmepumpenkonzepte sollten hierbei sowohl ökologische wie auch ökonomische Vorteile gegenüber bisher verfügbaren Produkten aufweisen. Hierzu werden am Institut für Thermische Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium der Universität Stuttgart (ITSM) Arbeiten zur aerodynamischen Entwicklung eines ölfreien CO_2-Verdichters für CO_2-Großwärmepumpen im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes durchgeführt. Der vorgestellte Beitrag diskutiert generelle und konzeptionelle Aspekte für die Verwendung von CO_2 als Prozessmedium in einem Wärmepumpenprozess. Als charakteristische Merkmale derartiger Prozesse können hohe Drücke und geringe Volumenströme aufgeführt werden. In Kombination mit der Eigenschaft, dass sich CO_2 in dem relevanten Bereich als Lösungsmittel für Fette und Schmiermittel verhält, ergeben sich neue Problemstellungen für die Gestaltung des Verdichters innerhalb des Wärmepumpensystems. Dies erfordert eine gezielte Auswahl des Verdichtertyps zur Verdichtung des Mediums, wobei aufgrund der Forderung nach einem ölfreien Betrieb auf eine Turbomaschine zurückgegriffen wird. Es wird weiterhin aufgezeigt, welche Herausforderungen beim Entwurf derartiger Mikroverdichter zur Bereitstellung von Heizleistungen im Bereich von 100 kW aus aerodynamischer Sicht in den Vordergrund treten.
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