Ermittlung der Rolle von nicht-mischbaren Oelen bei der Verdampfung von Ammoniak NH3

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 100542

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Ermittlung der Rolle von nicht-mischbaren Oelen bei der Verdampfung von Ammoniak NH3

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

The direct evaporation of the refrigerant inside the tubes allows an important minimization of the plant refrigerant charge. In this paper experimental data on the flow boiling of ammonia inside smooth horizontal tubes and the decrease of the heat transfer coefficient due to the presence of an immiscible oil are presented. The tests have been carried out with plain tubes (with 14 mm internal diameter) for mass velocities from 40 to 170 kg/(m2s) at evaporation saturation temperatures from −10°C to +10°C with heat fluxes from 10 to 50 kW/m2. The flow boiling heat transfer coefficient (average values for the evaporation from 0.15 vapor content to 1.0) ranges for an oil-free operation between 1’000 to 10’000 W/(m2s) depending on the mass velocity. Experiments run with a frequently used immiscible synthetic oil (viscosity grade ISO-VG 68) with oil contents from 0 to 3% (by weight) showed a significant decrease of the flow boiling heat transfer coefficient mainly at high mass velocities.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
W. Wettstein AG für Kältetechnik

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Steiner,Anton
Aecherli,Peter
Boymann,Tahsin

Zugehörige Dokumente

• Flow boiling of ammonia in smooth horizontal tubes in the presence of immiscible oil [PDF] 933 kB

Schlussbericht (Deutsch)

Ziel der Arbeit
Die Direktexpansionsverdampfung (Stromungssieden) ermöglicht eine starke Reduktion der Kaltemittelfullung in den Kälte- und Wärmepumpen-Anlagen. In den mit Ammoniak betriebenen Anlagen, in welchen die Schmierung des Verdichters mit nicht-mischbaren Ölen erfolgt, stellt man eine wesentliche Verschlechterung des WÄrmeÜbergangskoeffizienten des in einer Rohrleitung verdampfenden Ammoniaks fest. Die Anwesenheit von nicht-mischbarem Öl verändert die Verdampfungsbedingungen infolge der Bildung einer wärmeübergangshemmenden Schicht.Im vorliegenden Forschungsprojekt wurde die Verschlechterung des Wärmeubergangskoeffizienten des verdampfenden Ammoniaks in Abhängigkeit von der Massenstromdichte und von der Ölkonzentration unter praxisrelevanten Bedingungen experimentell untersucht. Die Messungen wurden an der leicht angepassten Versuchsanlage der HTA Luzern unter Verwendung des synthetischen, mit Ammoniak nicht-mischbaren Öles Mobil Gargoyle Arctic SHC 326 durchgeführt. Der Verdampfer der Versuchsanlage besteht aus zwei identischen Registern (zwei Rohrschlangen mit glatten Rohren mit einem Innendurchmesser von 14mm), welche je nach gewünschter Massenstromdichte parallel oder in Serie geschaltet werden konnen. Mehrere Glasbausteine erlauben die Beobachtung der Strömungsform in verschiedenen Phasen der Verdampfung. ...

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule für Technik+Architektur Luzern

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Aecherli,Peter
Boymann,Tahsin

Zugehörige Dokumente

• Ermittlung der Rolle von nicht-mischbaren Ölen bei der Direktverdampfung von Ammoniak - Schlussbericht [PDF] 4'501 kB