Handbuch „Alles über CO2 Wiederverkaufsanwendungen"
Obwohl Kohlendioxid schon seit Anfang des 20. Jahrhunderts eingesetzt wird, ist es erst in den letzten Jahren als Kühlmittel eingesetzt worden. Dies liegt am steigenden Interesse an natürlichen Flüssigkeiten, sowie an der Gesetzgebung, besonders in Europa, mit dem Ziel den Einsatz von synthetischen Kühlmitteln zu begrenzen.
Weit verbreitet, sogar als Abfallprodukt von anderen Prozessen ist CO2 viel günstiger als traditionelle Kühlmittel. Zusätzlich zu seinem ökonomischen Vorteil gibt es andere Vorteile, wie das geringe Potential für globale Erwärmung (GWP =1, keine Auswirkung auf die Ozonschicht), keine Gefahren in Bezug auf Toxizität oder Brennbarkeit und keine Erforderlichkeit das Gas am Ende der Systemlebensdauer zu recyceln.
CO2 hat verschiedene thermodynamische Eigenschaften, die in vielen unterschiedlichen Anwendungen vorteilhaft sein können und es ihm ermöglicht Kopf-an- Kopf mit traditionellen Kühlmitteln zu konkurrieren.
|
Der wesentliche Unterschied zwischen Kohlendioxid und synthetischen Kühlmitteln besteht darin, dass der kritische Punkt bei 31,1 °C liegt, eine Temperatur die an verschiedenen Stellen des Planeten leicht erreicht wird. Am kritischen Punkt sind die Dichte der Flüssigkeit und des gesättigten Gases gleich, wobei es bei höheren Temperaturen keine Grenze mehr zwischen den beiden Phasen gibt, was als superkritischer Zustand bezeichnet wird. Folglich stehen Druck und Temperatur nicht mehr in Bezug zueinander, was bedeutet, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um diese unter Kontrolle zu behalten, den Hitzeaustausch zu optimieren und die Effizienz zu maximieren. |
|
Kreislaufarten |
||
|
Fachliteratur gibt die kritische Temperatur für CO2 mit etwa 31°C (87°F) an, wobei der kritische Druck wieder bei etwa 73 barg (1045 psig) liegt. CO2 Systeme operieren unterschiedlich, abhängig davon, ob sie über oder unter dem kritischen Punkt arbeiten. Im Wesentlichen liegt die Temperatur des CO2 in einem unterkritischen System in der isothermen Phase nach der Kompression der Flüssigkeit unter der kritischen Temperatur, während in einem transkritischen System die Gaskühleraustrittstemperatur des CO2 über 31°C liegt und natürlich die Verdampfungstemperatur niedriger ist. |
||
|
|
|
|
|
Die einfachste Anwendung von Kohlendioxid als Kühlmittel ist im unterkritischen Kreislauf: CO2 wird in einer sekundären Niedrigtemperaturschleife eingesetzt, entweder als Dampfkompression (Kaskadensystem) oder in einer gepumpten Schleife von flüssigem CO2. Der Primärzyklus wird durch Einsatz eines traditionellen Kühlmittels kontrolliert, mit der Aufgabe die Kondensationstemperatur des CO2-Zyklus unter dem kritischen Punkt zu halten, allgemein zwischen -5 und -10 °C. |
Ein CO2-Zyklus, der Wärme mit der Außenluft austauscht kann auch angepasst werden. Dies wird als transkritischer Zyklus bezeichnet, da zu bestimmten Jahreszeiten die Außentemperaturen um oder über dem kritischen Punkt von 31,1 °C liegen. Die beinhaltet die Phase in der das komprimierte Gas gekühlt wird, was nicht einer konstanten „Kondensationstemperatur“ entspricht. |
|
