*** Kleinwärmepumpen mit Ammoniak, Phase 1+2

• Research unit: SFOE
• Project number: 38370

Key words (German)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Short description (German)

*** Kleinwärmepumpen mit Ammoniak, Phase 1+2

Final report (German)

Im vorliegenden Forschungsprojekt wird in einer 1. Etappe eine einstufige Kompressionswärmepumpe mit einem Economiszer-Kreislauf und einem drehzahlvariablen Vielzellenverdichter für das Arbeitsmedium Ammoniak aufgebaut und in Bezug auf die Leistungsdaten des Kompressors und der Wärmepumpen-Leistungszahl ausgemessen. Die Heizleistung soll ca. 17 kWtherm betragen. Der Extremzustand soll in einer Verdampfungstemperatur von -20_C und einer Heizwasseraustrittstemperatur von 65_C bestehen. Zudem sollen verschiedene Betriebszustände gemäss EN255 ausgemessen und mit in einer Projektphase 1 erarbeiteten theoretischen Berechnungen verglichen werden.Der Bau der Anlage und der nachfolgende Betrieb erwiesen sich als sehr schwierig, da der eingesetzte Vielzellenverdichter einen sehr grossen Ölstrom fördert. Es wurde das nichtlösliche Mineralöl Clavus G68 von Shell eingesetzt.Die im Moment vorliegenden Versuchsresultate zeigten nach einer Hochrechnung der Versuche gemäss Kapitel 6 in einem 3. Prototypen teilweise interessante Möglichkeiten des Vielzellenverdichters, die bei Verdampfertemperatur -16_C und Kondensationstemperatur 51.5_C mit 2.4 (Versuch 10) einen erfreulichen COP2 Werte versprechen. Jedoch erfordert die Konstruktion des Verdichters einen hohen Ölmassenstrom. Der mit einem Coriolis-Massenstrom-Mgessgerät maximal gemessene Ölstrom betrug 400 kg/h. Dies bedingt eine sehr gute Ölabscheidung des nicht-löslichen Öles. Erst in einem 4. Prototypen konnte die Ölabscheidung mit einem Zentrifugalabscheider als 1. Stufe und einem Koagulationsabscheider als 2. Stufe befriedigend gelöst werden. Der im 4. Prototyp eingebaute, neue Verdichter wies jedoch zu Beginn eine schlechte Gasfördermenge auf. Auch ein sehr schnell gelieferter Ersatzverdichter zeigte nicht wesentlich erhöhte Gasfördermengen. Erst nach Zufuhr einer geringen Menge von Öl in den Saugstutzen konnte die gleiche Fördermenge erreicht werden wie im 3. Prototypen. Ein Dauerversuch der Anlage über 4000h konnte nicht mehr durchgeführt werden.Obwohl er einstufig hohe Druckverhältnisse fahren kann, ist die benötigte Ölabscheidung sehr aufwendig. In einer 3. Phase werden mit dem vorhandenen Prototypen weitere Messungen durchgeführt, die auch den Economizer-Betrieb umfassen.Die Untersuchungen wurden vom Bundesamt für Energiewirtschaft (BFE) lanciert und unterstützt, in Zusammenarbeit mit den Firmen NEK Umwelttechnik AG 8033 Zürich, KAPAG AG 8126 Zumikon, Ecopac AG 8704 Herrliberg sowie der Hochschule für Technik Rapperswil HSR 8640 Rapperswil.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kopp,Thomas

Related documents

• Kleinwärmepumpe mit Ammoniak, Phase 2 - Schlussbericht [PDF] 6'628 kB