finden Sie die Sonderausgabe Großkältetechnik 2013 - Kälte Klima ...

wird der untersuchte Multi-Ejektor Prüfstandfür eine Supermarktanlage spezifiziert. DerHauptteil widmet sich der Darstellung derSi mulationsmodelle für das Referenz- sowiedas Multi-Ejektor-System. Weiterhin werdendie Auslegung des Ejektorssystems und dieentsprechenden Regelungen dargestellt. ImAnschluss werden Randbe dingungen wieKlimadaten und Lastprofile gezeigt. DieSimulationsergebnisse werden dargestelltund diskutiert. Abschließend werden diewesentlichen Ergebnisse der Untersuchungzusammengefasst und ein Ausblick auf weiteremögliche Arbeiten gegeben.Anwendung von ejektorenfür SupermarktanwendungenMit Hilfe eines zweiphasigen Ejektors kannein Teil der Expansionsarbeit innerhalbdes Prozesses wiederverwendet werden,wenn Kältemittel von hohem Druck in einerTreibdüse innerhalb des Ejek tors aufniedrigeren Druck gedrosselt wird. In derhier betrachteten Anlage in Bild 1 wird derVer dampfermassenstrom, der sich auf Niederdruckniveaubefindet, auf ein höheresDruckniveau verdich tet. Die kinetische Energiedes Fluidstroms in der Treibdüse wirdgenutzt, um das vom Verdampfer über einenSeparator in den Ejektor strömende Fluidzu beschleunigen. Am Austritt der Mischkammerdes Ejektors erreichen beide Fluidedurch Impulsaustausch eine identischeStrömungsgeschwindig keit. Die kinetischeEnergie des Fluids kann im Diffusor dannzum Teil in potentielle Energie, d.h. in eineSteigerung des Druckes umgewandelt werden,so dass sich im Vergleich zum Saugdruckniveauein höherer Austrittsdruck amEjektor ergibt. Der Treibstrom durchströmtden Ejektor von der Hoch druckseite kommendnach Durchströmen des Gaskühlers,während der Austritt des gemischten Fluidstromsin den Separator hinein erfolgt.Nach den Arbeiten von Elbel (2011, 2007),Drescher et al. (2007), Banasiak (2011), Fiorenzano(2011) und Lucas (2012) könnenR-744-Ejektoren den Systemwirkungsgradje nach Umge bungstemperatur um bis zu15 % erhöhen. In der Vergangenheit wurdenverschiedene mehrstufige R-744-Supermarktkälteanlagenz. B. von Gernemann(2003), Kruse (2002), Fröschle (2009)and Sawalha (2008) untersucht, Ejektorensystemewerden dort aber nicht erwähnt.Ausgehend von vorhergehenden Studienund aktuellen Projekten wie z. B. in HafnerSupermarktkälte ‹ Techniket al. (2012), wurden Designkonzepte fürEjektorsysteme entworfen, die auch für R-744-Wärmepumpensysteme angewendetwerden können. Erste Ergebnisse durchgeführterSystemsimulationen zeigen, dass derWirkungsgrad (COP) einer Supermarktkälteanlagemittels Ejektorsystem signifikant umbis zu 20 % bei hohen Umgebungstemperaturenoder hohen Rücklauftemperaturen desWärmerückgewinnungs-Sys tems gesteigertwerden kann. Selbst bei niedrigen Umgebungstemperaturenkann der exzellenteWir kungsgrad von R-744-Systemen durchdie Verwendung eines Ejektorsystems weitergesteigert wer den. Daher eignet sichdas Systemkonzept mit Ejektoren sowohlfür nordeuropäische als auch für mediterraneKlimaregionen. Weiterhin kann diesesKonzept auch auf weitere R-744-Kaltdampf-Kom pressionsanlagensysteme zur Wirkungsgradsteigerunginsbesondere bei hohenUmgebungstempe raturen sowie bei hohenKältemittel-Rücklauftemperaturen wie beiWärmepumpen zur Raumklimati sierung undHeißwasserbereitung, mobilen Anwendungenwie z.B. in Lastwagen und Containernso wie Chilleranlagen verwendet werden.Bild 1 zeigt das R-744-Multi-Ejektor-Systemmit nicht kontinuierlich regelbaren Ejektoren,die über Kugelhähne einzeln zu- undweggeschaltet werden können. Das dargestellteSystem repräsentiert den wichtigstenTeil der Supermarkt-Kälteanlage, das dieTemperatur innerhalb der Kühlmöbel einstellt.Die über die Kühlmöbel und die Kompressorenaufgenommene Leistung wird aufder Hoch- und Mitteldruckseite in den entsprechendenGaskühlern wieder abgegeben.Von dort wird die Wärme ent sprechendzu den Wärmerückgewinnungs-Einheitenund die externen Wärmeabgabe-Vorrichtungen(schematisch gezeigt als GC-1 undGC-2) geleitet, bevor das Kältemittel in dieExpansionsorgane ein tritt. In diesem Fallersetzen die Ejektoren die gewöhnlichenExpansionsorgane, die die Expansions arbeitungenutzt lassen.Das neuartige kommerzielle Kälteanlagensystemmit nicht kontinuierlich regelbarenEjektoren und unterschiedlicher fixer Geometrieerlaubt die Verwendung standardisierterEjektoren. Mit unterschied lichenQuerschnitten in den Treibdüsen kann derHochdruck je nach Umgebungstemperaturund Last-Erfordernissen entsprechendgeregelt werden. Die Mitteltemperatur-Kompressoren saugen aus der Gasphasewww.kka-online.info 45Kühlnotfall?Service-Hotline:0800-12­24­100**(Deutschlandweitgebührenfrei anrufen)Mietkälte-Lösungenbis­4,5­MW­vonacr­chiller­rent­–dierentable­Alternative.Miet­lösungen­ausden­Bereichen:Kälte/KlimaHeizenTiefkälteZubehörQR-Codemit mobilerWebsiteacr chiller rent GmbHwww.ac-rent.de