Komponenten für Kälteanlagen mit Kohlendioxid

Komponenten für Kälteanlagen mit Kohlendioxid
Kohlendioxid als Kältemittel
Kohlendioxid (CO2) stellt ein exzellentes Kältemittel dar und weist gegenüber anderen
derzeit verfügbaren Arbeitsstoffen eine Reihe von Vorteilen auf. Ob für TieftemperaturSchockfroster bei -50 °C, Warmwasser-Heizungsanlagen bei 80 °C, kleine
Warmwasserbereiter im Haushalt oder große Industriekälteanlagen – CO2 steht für viele
Anwendungen mit unterschiedlichsten Anforderungen zur Verfügung. CO2 ist weder
entflammbar noch toxisch, hat kein Ozonabbaupotenzial und besitzt mit dem Referenzwert 1
ein niedriges direktes Treibhauspotenzial – Eigenschaften, die in dieser Kombination kein
anderes Kältemittel bietet. Anlagen mit CO2 arbeiten standardmäßig bei hohen
Betriebsdrücken und einer niedrigen kritischen Temperatur; das Kältemittel CO2 verfügt
selbst bei tiefen Betriebstemperaturen über eine extrem geringe Viskosität.
In den 1950er und 60er Jahren wurde CO2 bei Neuanlagen durch synthetische Kältemittel
verdrängt, die von der chemischen Industrie als so genannte Sicherheitskältemittel
vermarktet wurden. Erst Anfang der 90er Jahre wurde es wiederentdeckt, als Forscher und
Praktiker erkannten, dass CO2 in der heutigen Energie- und Umweltsituation ein
ausgezeichnetes Kältemittel sein kann. Inzwischen steht eine umfangreiche Palette von
Komponenten für den Einsatz in CO2-Kälteanlagen mit bis zu 120 bar Betriebsdruck zur
Verfügung.
Der hohe Druck von Anlagen mit CO2 bringt dabei viele Vorteile mit sich: Verdichter und
Rohrleitungen fallen relativ klein aus. Das gasförmige CO2 hat eine sehr hohe Dichte und
sorgt deshalb für eine gute Wärmeübertragung. Die Effizienz der Anlage bleibt von
Druckabfällen nahezu unberührt, da das Sättigungstemperaturprofil flach ist. Der hohe
Betriebsdruck von CO2 erlaubt es, wesentlich effizientere Kälteanlagen zu bauen, als dies
mit anderen Kältemitteln der Fall ist.
Die Viskosität von flüssigem CO2 liegt bei etwa einem Zehntel der von Wasser bei 5 °C.
Anders als bei Sole- und Glykollösungen bleibt dieser Wert bei niedrigen Temperaturen fast
konstant – selbst bei bis zu -50 °C. Damit bietet sich CO2 als überzeugendes Kältemittel im
Tieftemperaturbereich an. Wenn es zusätzlich im Wärmeaustauscher sieden kann, ist der
Leistungsvorteil sogar noch größer. Diese Eigenschaft wird in einem breiten Spektrum von
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Anwendungen genutzt, u. a. bei der Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln sowie
der Kühlung von IT-Systemen.
Die kritische Temperatur von 31 °C wird von Außenstehenden als Nachteil gesehen, aber
ebenso wie der Betriebsdruck bietet sie Möglichkeiten für technische Neuerungen, mit denen
gegenüber anderen Verfahren und Kältemitteln signifikante Vorteile realisiert werden
können. Dazu zählt beispielsweise die Wärmerückgewinnung. Die Vielzahl der am Markt
erhältlichen Wärmepumpen für Haushalt, Gewerbe und Industrie zeigt, dass dieser Vorteil
ausreichend groß ist, um die Wärmerückgewinnung als eigenständige Anlage umzusetzen –
und nicht nur als Ergänzung bestehender Kälteanlagen. Die Vorzüge der
Wärmerückgewinnung sind noch größer, wenn Kälte- und Wärmesystem integriert werden.
Obwohl CO2 erstmalig vor nahezu einhundertfünfzig Jahren als Kältemittel eingesetzt wurde,
erfolgte erst in den letzten fünfzehn Jahren eine intensive Analyse und Aufarbeitung der
Technologie. Der Spielraum für weitere Produkt- und Systementwicklungen ist beträchtlich.
Das gilt ganz besonders, wenn auch auf den Zusammenhang von Energieeffizienz und
Auswirkungen auf die Umwelt ein größeres Augenmerk gelegt wird.
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Komponenten für Kohlendioxid-Kälteanlagen
Komponenten
Seite
Druckbehälter
Hochdruckschwimmer-Regler
Kältemittelpumpen für NH3 und CO2
NH3/CO2-Kaskaden
Pumpenabscheider
Temper-40 Wärmeträgerflüssigkeit (Einsatz als Abtaumittel in Tieftemperatur CO2Kälteanlagen)
Ventile (Kälte-Absperrventile, Filter, Rückschlagventile, Handregelventile und
absperrbare Rückschlagventile)
Kugelventile
Kältespülungs-/Entwässerungs-/Messventile
Verdampfer
Verdichter (halbhermetische Kolbenverdichter für sub- und trans-kritische
Anwendungen)
Verdichter (offene Hubkolbenverdichter und Schraubenverdichter)
Verflüssiger/Gaskühler (luftgekühlt)
Verflüssiger/Gaskühler (flüssigkeitsgekühlt), innere Wärmeübertrager
Wärmeaustauscher
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Druckbehälter
Einsatzbereiche:
Besonderheiten:
Vorteile:
Entwicklungsstand:
Witt Druckbehälter werden überwiegend in der industriellen
Kältetechnik z. B. als Abscheider oder Sammler eingesetzt.
Zunehmend werden auch CO2-Druckbehälter für größere
Gewerbekälteanlagen gefertigt.
Witt Druckbehälter-Einheiten werden individuell mit eigener
Software gemäß Kundenwunsch ausgelegt und nach ADRegelwerk sowie internen Werknormen gefertigt. Die im Werk
hergestellten Rahmenkonstruktionen können neben den
Druckbehältern auch komplett vorgefertigte Rohrleitungssysteme
aufnehmen. Witt ist nach DIN ISO9001, GOST sowie
Druckgeräterichtlinie Modul H1 zertifiziert.
Witt übernimmt nach Angabe von Leistung und Temperaturen
sowie ggf. Besonderheiten die komplette Ingenieurleistungen zur
Auslegung und Konstruktion.
Für CO2-Anwendungen werden auf den Anwendungsfall
zugeschnitte, spezielle Lösungen entwickelt. Im eigenen Labor
können Neu- und Weiterentwicklungen mit CO2 überprüft werden.
Hochdruckschwimmer-Regler
Einsatzbereiche:
Besonderheiten:
Vorteile:
In industriellen Kälteanlagen werden Hochdruckschwimmer-Regler
als mechanisches Expansionsorgan hinter dem Verflüssiger
montiert.
Die HS-Serie wurde mit Hinblick auf CO2-Anwendungen mit einem
Standard-Nenndruck von 40 bar konstruiert.
Beim Einsatz von Hochdruckschwimmer-Reglern wird auf einfache,
mechanische Weise das Kältemittel von der Hochdruck- zur
Niederdruckseite expandiert. Dadurch wird ein sicherer Betrieb
(auch bei Stromausfall) bei konstant niedrigem Druck gewährleistet.
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Nachteile:
Entwicklungsstand:
Grenzen für CO2Einsatz:
Aufgrund des negativen Einflusses von Fremdgasen auf den
Betrieb von Hochdruckschwimmer-Reglern muss die Anlage gut
entlüftet werden.
Die HS-Modelle wurden im Hinblick auf CO2-Anwendungen
entwickelt und haben sich in vielen Anlagen bewährt.
Der zulässige Temperatur-/Druckbereich ist derzeit auf 40 bar
begrenzt.
Kältemittelpumpen für NH3 und CO2
Hermetische Kältemittelpumpen von Witt eignen sich aufgrund der offenen Radial-Laufräder
besonders für Flüssigkeiten, in denen Gasanteile mitgefördert werden sollen. Dies ist bei
siedenden Medien, welche Kältemittel darstellen, besonders wichtig, da bei einer
Druckabsenkung Gasblasen entstehen. Das Stator-Gehäuse ist so konzipiert, dass es dem
hohen Nenndruck der Pumpe standhält und bietet so einen unübertroffen hohen Grad an
Sicherheit.
Einsatzbereiche:
Die Pumpe dient zur Verteilung des CO2 (als Kältemittel oder
Kälteträger) zu weit entfernten Verdampfern, z. B. zu Luftkühlern
und Gebläsefroster in Kühlhäusern, aber auch für Anwendungen
mit Plattenfrostern und Klimaanlagen für technische
Gebäudeausrüstung.
Technische Daten:
Witt hermetische Kältemittelpumpen sind mit einem Volumenstrom
von 1 bis 50 m³/h bei Förderhöhen bis zu 60 m speziell für den
Einsatz in Kälteanlagen geeignet. Alle Modelle sind für einen
Nenndruck von 40 bar ausgelegt, darüber hinaus sind auch 65 barund 90 bar-Modelle verfügbar.
Vorteile:
Die HRP-Pumpen sind speziell für den Einsatz in Kälteanlagen
konzipiert. Es können Gasanteile im Flüssigkeitsstrom mitgefördert
werden, ohne dass die Pumpe abreißt. Die Pumpe benötigt eine
niedrige erforderliche Zulaufhöhe. Zusätzliche Blenden oder
Rohrleitungen sind nicht erforderlich. Ruhiger Lauf und
Schwingungsfreiheit sowie ein energiesparender Motor zeichnen
HRP-Pumpen aus.
Entwicklungsstand:
Witt stellt seit 1999 Pumpen für CO2 als Kältemittel her. In den
letzten Jahren wurden die Pumpen kontinuierlich für CO2Anwendungen weiterentwickelt und verbessert. Die HRP-Pumpen
haben sich in unzähligen CO2-Kälteanlagen bewährt. Eine 90 barPumpenausführung wird aktuell in gewerblichen und industriellen
Anlagen eingeführt.
Grenzen für CO2Die Installationshinweise sind einzuhalten, um einen störungsfreien
Einsatz:
Betrieb zu ermöglichen. Insbesondere ist ein Rückströmen von
Kältemittel zu vermeiden. Daher ist beim Einbau von zwei oder
mehr Pumpen ein Rückschlagventil auf der Druckseite vorzusehen.
Anmerkungen:
Die Witt-Pumpe der HRP-Baureihe wurde speziell für den Einsatz
mit Kältemitteln entwickelt und ist keine „Chemiepumpe“, d. h. der
Betrieb wurde für siedende Kältemittel optimiert. Witt verfügt über
mehr als 100 Jahre Erfahrung bei der Fertigung und Entwicklung
von Industrieprodukten für die Kältetechnik.
NH3/CO2-Kaskaden
Einsatzbereiche:
Besonderheiten:
NH3/CO2-Kaskadenanlagen werden für Anlagenbauer im Bereich
der industriellen und gewerblichen Kältetechnik angeboten.
Es werden komplette Wärmeaustauscher-Abscheider-Einheiten –
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Vorteile:
Entwicklungsstand:
Anmerkungen:
auf Wunsch auch mit Isolierung – konzipiert und gefertigt. WittIngenieure übernehmen die kältetechnische Auslegung und stehen
als kompetente Ansprechpartner zur Verfügung. Die Zeichnungen
werden gemäß den Anforderungen auf einer 3D-CAD-Anlage
erstellt und dem Kunden zur Genehmigung vorgelegt.
Die Auslegung und Konstruktion wird an erfahrene Witt-Ingenieure
übergeben. Durch vorgefertigte komplette Einheiten wird die
Montagezeit auf der Baustelle reduziert.
Für NH3/CO2-Kaskaden wurden spezielle Lösungen entwickelt. Witt
übernimmt Auslegung und Konstruktion. CO2-Kaskadenanlagen
werden seit mehr als fünf Jahren erfolgreich in der Industrie
eingesetzt. Nicht nur in Europa wurden ausgezeichnete Resultate
(mit verbesserter Kühlleistung und geringem Energieverbrauch)
erzielt.
Wie auch bei allen anderen Kältemitteln üblich, muss die CO2Konzentration in Anlagen ständig überwacht und mit einem
Alarmsystem versehen werden.
Pumpenabscheider
Witt-Pumpenabscheider umfassen eine Kombination aus Niederdruckbehälter (Abscheider)
und Kältemittelpumpen sowie dazugehörende Verbindungsrohrleitungen und eine
Füllstandsanzeige. All diese Teile werden gemeinsam auf einem Stahlrahmen montiert.
Einsatzbereiche:
Die Pumpstationen werden in der Lebensmittelindustrie und
verarbeitenden Industrie eingesetzt, wo große Mengen Kältemittel
zu weit verzweigten Verdampfern gefördert werden sollen.
Insbesondere dienen Pumpenabscheider zur Versorgung von
Gebläsefrostern oder Luftkühlern zur Kühlung von Lebensmitteln
und Kühllagern.
Besonderheiten:
Bei Pumpstationen mit CO2 kommen normalerweise so genannte
Kaskadensysteme zum Einsatz, wobei CO2 auf der
Niederdruckseite als Kältemittel oder verdampfender Kälteträger
und NH3 auf der Hochtemperaturseite eingesetzt werden.
Technische Daten:
Es können Leistungen von 150 bis 2.000 kW realisiert werden.
Abhängig von der Verdampfungstemperatur werden StandardPumpenabscheider in 25 oder 40 bar konzipiert und gefertigt. Auf
Anfrage können auch höhere Auslegungsdrücke realisiert werden.
Vorteile:
Witt-Ingenieure übernehmen die Auslegung und Konstruktion der
Pumpenabscheider gemäß Leistungs- und Temperaturangaben.
Witt Pumpenabscheider verfügen über eine Zulaufleitung pro
Pumpe, die in Betrieb sein kann. Durch die Gestaltung des
Pumpenzulaufs können Gasblasen zurück in den Abscheider
aufsteigen und das Zuströmen von flüssigem Kältemittel wird nicht
behindert.
Entwicklungsstand:
CO2-Pumpenabscheider werden seit mehr als fünf Jahren
erfolgreich in der Industrie eingesetzt. Insbesondere in Europa
wurden ausgezeichnete Resultate (mit verbesserter Kühlleistung
und geringem Energieverbrauch) erzielt.
Grenzen für CO2Die Installationsanforderungen der Betriebsanleitung müssen
Einsatz:
beachtet werden.
Anmerkungen:
Wie auch bei allen anderen Kältemitteln üblich, muss die CO2Konzentration in Anlagen ständig überwacht und mit einem
Alarmsystem versehen werden.
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Temper-40 Wärmeträgerflüssigkeit (Einsatz als Abtaumittel in Tieftemperatur CO2Kälteanlagen)
Einsatzbereiche:
Besonderheiten:
Technische Daten:
Vorteile:
Nachteile:
Entwicklungsstand:
Grenzen für CO2Einsatz:
Anmerkungen:
Abtauanlage für CO2-Tieftemperatur Lager- und Vertriebszentren
Verwendung von Abwärme zum Abtauen von Luftkühlern in
Tieftemperatur-Lagerräumen durch einfache und sichere Technik.
Wärmeaustauscher (GEA/Goedhart, Güntner usw.) werden mit
doppelter Rohrleitung geliefert.
Typische Tieftemperatur bei -28/-32 °C, durch Abtaukreislauf bei
ca. 20/30 °C. Wärmedaten für Temper auf www.temper.se.
Keine Kosten für Abwärme in der Kälteanlage. Ersetzen von
elektrischer Abtauung/Stromverbrauch (wodurch CO2-Emissionen
von Kraftwerken verringert werden), auch einfacher als CO2Heißgasabtauung (sehr hohe Drücke). Kunststoffrohrleitung kann
verwendet werden (Kostensenkung, kein Korrosionsrisiko).
Rechenbeispiele zum ökonomischen oder ökologischen
Einsparungspotenzial können von Temper Technology zur
Verfügung gestellt werden.
Zusätzliche Rohrleitung erforderlich, höhere Installationskosten, die
sich jedoch innerhalb kurzer Zeit durch den niedrigen
Stromverbrauch rechnen.
Bereits in mehreren NH3/CO2-Anlagen in den Niederlanden, in
Spanien und Deutschland in Betrieb. Aktuelle Referenz Lidl
Vertriebszentrum in Kerpen (Inbetriebnahme Dezember 2008).
Nicht bekannt, jedoch sind kleine Anlagen mit elektrischer Abtauung
möglicherweise günstiger.
Durch diese Technik werden CO2-Anlagen energieeffizienter und
kostensparender, indem weniger elektrische Energie verbraucht
wird und somit die CO2-Emissionen aus Kraftwerken stark sinken.
Ventile (Kälte-Absperrventile, Filter, Rückschlagventile, Handregelventile und absperrbare
Rückschlagventile)
Die Palette alternativer CO2-Ventile beinhaltet alle Modelle von DN4 bis DN450, u. a.
gesenkgeschmiedete Gehäuse aus kaltzähem Stahl bis DN65. Ab DN80 bestehen die
Ventile aus gegossenem kaltzähem Stahl.
Einsatzbereiche:
Die Kälteventile von RFF und sonstiges Leitungszubehör werden in
allen Bereichen der industriellen und gewerblichen Kältetechnik
eingesetzt, wo qualitativ hochwertige wartungsfähige Ventile
erforderlich sind.
Besonderheiten:
Wo bei einer Leitungsgröße von mehr als 32 mm erforderlich,
entspricht sämtliches Ventilzubehör den Richtlinien für
Druckeinrichtungen.
Technische Daten:
Die Kälteventile sind so konzipiert, dass sie für drei
Ausführungsbereiche einsetzbar sind: 25, 40 und 65 bar. Für CO2Anwendungen je nach Anlagenausführung sind Produkte für 40
oder 65 bar erhältlich. Die Mindestbetriebstemperatur für alle
Ventile aus kaltzähem Stahl liegt bei -50 °C. Diese ist lediglich
durch die Temperaturspanne der in der Ventilkonstruktion
verwendeten O-Ringe eingeschränkt.
Vorteile:
Die Ventile sind geeignet für Muffen- und Stoßschweißen, wobei
eine zusätzliche Palette von Edelstahlmodellen von DN4 bis DN25
zur Verfügung steht. Der Absperrventilsitz ist so konzipiert, dass ein
sehr langsamer Spannungsabfall möglich ist. Die Spindel besteht
aus einer einfachen hydraulischen Dichtung, wobei zwischen den
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Nachteile:
Entwicklungsstand:
Grenzen für CO2Einsatz:
Anmerkungen:
beiden O-Ringen der Spindel Tieftemperaturöl verwendet wird.
Stahlventile sind für die Verwendung mit Kältemitteln konzipiert und
sollten nicht mit Solen oder Tieftemperaturflüssigkeiten verwendet
werden, die Wasser enthalten. Edelstahlventile können für alle
Flüssigkeiten verwendet werden.
Alle Kälteventile von RFF sind ausgereifte Produkte, welche den
Richtlinien für Druckeinrichtungen entsprechen und seit mehreren
Jahren in CO2-Kälteanlagen verwendet werden.
Bei den Auslegungswerten für CO2-Ventile sollten diejenigen für
Druck und Tieftemperatur nicht überschritten werden.
Die Kälteventile aus kaltzähem Stahl und Edelstahl von RFF wurden
von der Industrie für einen breiten Einsatzbereich ohne Probleme
genehmigt. Die Ausführung der Spindeldichtung ist einfach und
bietet eine Dichtungseffizienz von 100 %, ohne dass die
Sicherungsmutter der Spindel eingestellt werden muss. Ventile von
RFF lassen sich jederzeit leicht öffnen oder schließen und weisen
keine Leckage auf. Sie sind einfach zu warten und bestehen aus
nur wenigen Teilen.
Kugelventile
Die Kälte-Kugelventile von RFF bestehen aus kaltzähem oder rostfreiem Stabstahl. Sie
können mit reduziertem Durchgang DN20 bis DN100 oder vollem Durchgang DN10 bis
DN80 geliefert werden.
Einsatzbereiche:
Die Kälteventile von RFF und anderes Zubehör werden in allen
Bereichen der industriellen und gewerblichen Kältetechnik
eingesetzt, wo qualitativ hochwertige wartungsfähige Ventile
erforderlich sind.
Besonderheiten:
Die Kugelventile sind ideal für Verpackungseinheiten, wo Platz ein
Problem ist und nur ein sehr geringer Druckabfall erwünscht ist.
Technische Daten:
Die Kälteventile sind so konzipiert, dass sie für drei
Ausführungsbereiche einsetzbar sind: 25, 40 und 65 bar. Für CO2Anwendungen je nach Anlagenausführung sind Produkte mit 40
oder 65 bar erhältlich. Die Mindestbetriebstemperatur für alle
Ventile aus kaltzähem Stahl liegt bei -50 °C. Diese ist lediglich
durch die Temperaturspanne der in der Ventilkonstruktion
verwendeten O-Ringe eingeschränkt.
Vorteile:
Kann bei Installation mit elektrischem oder pneumatischem Antrieb
auch als Regelventil mit kompakter Ausführung und sehr geringem
Druckabfall verwendet werden. Die O-Ring-Dichtungen bei
einfachen Spindelausführungen können in angeschlossenem
Zustand gewartet werden.
Nachteile:
Die Ventile aus kaltzähem Stahl sind für den Einsatz mit
Kältemitteln konzipiert und sollten nicht mit Solen oder
Tieftemperaturflüssigkeiten verwendet werden, die Wasser
enthalten. Edelstahl-Kugelventile können mit allen Flüssigkeiten
verwendet werden.
Entwicklungsstand:
Die Größen variieren zwischen DN100 mit reduziertem Durchgang
und DN80 mit vollem Durchgang. Mit diesen Größen sind die
meisten CO2-Pumpenanwendungen möglich. Künftige
Entwicklungen umfassen die Modelle DN125 und DN150.
Grenzen für CO2Das Ventil ist für Anwendungen im Auslegungsbereich zwischen
Einsatz:
-50 °C bis 150 °C konzipiert, TieftemperaturSchmiermittelausführungen nur bis -64 °C.
Anmerkungen:
Das Kugelventil von RFF wurde so konzipiert, dass die
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ursprünglichen Anforderungen von BS4434 erfüllt sind, welches
sich durch leicht zu wartende Spindel-O-Ringe auszeichnet und auf
dem Markt als Kugelventil mit diesem Merkmal nach wie vor
einzigartig ist. Das Kugelventil DN32 bis DN100 besteht aus festem
Stabstahl ohne Schweißstellen und Schrauben mit langem Flansch.
Geeignet zum Einsatz in Pumpstationen und Industrieanlagen.
Kältespülungs-/Entwässerungs-/Messventile
Diese Kleinkomponenten sind für die Verwendung mit CO2 geeignet und umfassen
kaltzähen Stahl und einfachen Stahl. Heißgeschmiedete, einteilige Ausführung.
Edelstahlspindel mit wartungsfähigen O-Ring-Dichtungen. Der Nenndruck für die
Einzelausführung beträgt 65 bar (PN65) für alle kleinen Ventile DN4 und DN8.
Einsatzbereiche:
Die Ventile werden bei Spül- und Entwässerungsanlagen und für
den Anschluss kleiner Steuerleitungen und Messgeräte verwendet.
Besonderheiten:
Alle Ventile können mit Handrädern oder Kappen geliefert werden.
Technische Daten:
Die Palette umfasst die Leitungsgrößen DN4 und DN8. Es wird
kaltzäher Stahl oder Edelstahl verwendet.
Vorteile:
Standardpalette von 30 Ventilen mit einer Bandbreite von 70
alternativ möglichen Einlauf- und Auslaufstutzen. Ein besonderer
Vorteil besteht in der Stutzenvariante S5, die 130/150 mm
Rohrstutzen zum Anschweißen an Druckbehälter während der
Fertigung umfasst.
Nachteile:
Ventile aus kaltzähem Stahl können nicht mit Solen oder anderen
Flüssigkeiten verwendet werden, die Wasser enthalten.
Entwicklungsstand:
Diese Ventile werden schon seit mehreren Jahren in der
industriellen Kältetechnik eingesetzt und wurden für PN65-Anlagen
neu genehmigt.
Grenzen für CO2Nur im Rahmen des Auslegungswertes zu verwenden.
Einsatz:
Anmerkungen:
Mit einer solch breiten Palette von alternativen Einlauf- und
Auslaufstutzen sind diese kleinen Ventile ideal für die
Anforderungen in einem großen Anwendungsbereich. Sie können
vertikal oder horizontal an jeder Leitung montiert werden und
verfügen über eine perfekte Spindeldichtungsausführung mit zwei
O-Ringen.
Verdampfer
Rohr- und Lamellenverdampfer für direkte Expansion aus Kupfer- oder Edelstahlrohren
(Pumpensysteme mit Heißgas-Abtauung)
Einsatzbereiche:
Gewerbliche und industrielle Kältetechnik
Besonderheiten:
Alle Einbauarten möglich
Technische Daten:
pmax = 40 bar
Edelstahl pmax = 50 bar
Vorteile:
Auswahlprogramm für alle Arten von CO2-Verdampfern
Entwicklungsstand:
Serienproduktion, technische Broschüren
Anmerkungen:
Geprüft bei 44 bar (DX) und 71,5 bar (Pumpensystem)
Wasserdruck
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Verdichter (halbhermetische Kolbenverdichter für sub- und trans-kritische Anwendungen)
Sub-kritische Anwendungen
Mit der Einführung der weiterentwickelten Octagon®-CO2-Verdichter von Bitzer stehen nun
17 Modelle im Bereich von 2,7 bis 81 kW Kälteleistung (-35 °C/-5 °C) für sub-kritische CO2Kaskaden- und Booster-Anwendungen zur Verfügung. Diese neue Verdichterbaureihe tritt
die Nachfolge der bereits seit den 1990er Jahren in CO2-Projekten weltweit erfolgreich
eingesetzten K-Serie an. Eine speziell an die Anforderungen von CO2 angepasste und
besonders robuste Triebwerksausführung und Ventilplattenkonstruktion ermöglichen eine
weitere Steigerung der Effizienz und Betriebssicherheit. Neben der Vergrößerung der
Produktpalette durch engere Leistungsabstufungen konnten auch die Einsatzgrenzen der
Verdichter ausgeweitet und vereinheitlicht werden.
Trans-kritische Anwendungen
Auf Basis der Octagon®-Verdichter-Serie wurde ebenfalls eine eigene Baureihe für die
spezifischen Anforderungen trans-kritischer CO2-Awendungen entwickelt. Damit steht auch
für solche Systeme eine Modellreihe mit den Attributen der bewährten Octagon®-Verdichter
zur Verfügung. Der große Einsatzbereich der Verdichter ermöglicht die Verwendung in einer
Vielzahl von Systemvarianten. Das Verdichterangebot richtet sich an interessierte Firmen,
die entsprechende Entwicklungen mit trans-kritischen CO2-Systemen betreiben. Wegen der
spezifischen Anforderungen bei Installation und Betrieb solcher Anlagen unterliegt die
Gewährleistung einer besonderen Vereinbarung.
Einsatzbereiche:
Supermarktanwendungen mit CO2 in der Normal- und Tiefkühlstufe
als Booster- oder Kaskadensystem, Tiefkühl-Kaskadensysteme,
Normalkühlsysteme, Warmwasser-Wärmepumpen,
Industrieanwendungen
Besonderheiten:
Die Verdichter für sub- und trans-kritische Anwendungen sind an
die hohen spezifischen Anforderungen bezüglich Materialfestigkeit,
Lagerbelastung und Ölversorgung angepasst. Generell sind bei
CO2-Anwendungen die thermodynamischen Eigenschaften des
Stoffes zu beachten und es muss besonders auf Sauberkeit und
Trockenheit der Systeme geachtet werden.
Technische Daten:
Siehe technische Dokumentation KP-120 und KP-130 unter
www.bitzer.de
Vorteile:
Die Verdichter zeichnen sich durch eine effiziente, leise und
schwingungsarme Betriebsweise aus. Die Produkte eignen sich
auch optimal für den Betrieb mit Frequenzumrichtern zur
Leistungssteigerung und Leistungsregelung. Außerdem sind alle
CO2-Verdichter mit verschleißfesten Triebwerken, druckfesten
Gehäusen und Überströmventilen ausgestattet.
Nachteile:
CO2-Anwendungen sind noch nicht als Stand der Technik
anzusehen, was im Besonderen auf trans-kritische Anwendungen
zutrifft. Aber auch der systemtechnische Aufwand für Kaskadenoder Boostersysteme ist beachtlich. Bei üblichen Kälte- und
Klimaanlagen ist die Summenhäufigkeit der
Umgebungstemperaturen ein wesentliches Kriterium für die
Energieeffizienz und dadurch der globale Einsatz von CO2
begrenzt.
Entwicklungsstand:
Die CO2-Verdichter der Firma Bitzer haben einen führenden
Entwicklungsstand erreicht. Beide Serien werden mit weiteren
Modellen ausgebaut.
Grenzen für CO2Die geringe Effizienz von CO2-Anwendungen bei hohen
Einsatz:
Gaskühleraustrittstemperaturen beeinflusst die Anwendbarkeit in
heißen klimatischen Zonen ebenso wie der Sublimationspunkt, der
Tiefkühlanwendungen unterhalb von to = -56 °C verbietet.
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Verdichter (offene Hubkolbenverdichter und Schraubenverdichter)
Sub-kritische Anwendungen
Grasso 5 HP (50 bar Auslegungsdruck) Kolbenhub, 4 verschiedene Modelle, 100 bis
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200 m /h Hubvolumen, 152 bis 303 kW bei -40 °C/-5 °C
Grasso Schraubenverdichter in 22 verschiedenen Modellen in HP-Version (52 bar
Auslegungsdruck), 231 bis 8.570 m3/h, 328 bis zu > 10.000 kW bei -40 °C/-5 °C, alle
Schraubenverdichter sind dank des spezifischen Auslegungsdrucks von 52 bar für
Heißgasabtauung geeignet.
Trans-kritische Anwendungen
Grasso hat einen offenen Schraubenverdichter insbesondere zum Einsatz bei höherem
Druck entwickelt, der in trans-kritischen CO2-Anwendungen und NH3-Wärmepumpen auftritt.
Drehzahlbereich: 2.500 bis 6.000 U/min
Hubvolumen: 60 bis 154 m³/h
Leistung: 300 bis 770 kW
bei t0/tGC-aus = 5 °C / 45 °C / 120 bar
Wellenleistung: 110 bis 360 kW
Einsatzbereiche:
CO2 in der Normal- und Tiefkühlstufe als Booster- oder
Kaskadensystem, Tiefkühl-Kaskadensysteme, Normalkühlsysteme,
Warmwasser-Wärmepumpen, Industrieanwendungen
Besonderheiten:
Die Verdichter für sub- und trans-kritische Anwendungen sind an
die hohen spezifischen Anforderungen bezüglich Materialfestigkeit,
Lagerbelastung und Ölversorgung angepasst. Generell sind bei
CO2-Anwendungen die thermodynamischen Eigenschaften des
Stoffes zu beachten und es muss besonders auf Sauberkeit und
Trockenheit der Systeme geachtet werden. Grasso liefert diese
Komponenten sowohl als Aggregate als auch als industriell
vorgefertigte Komplettsysteme (z. B. Kaskadensysteme) aus.
Verflüssiger/Gaskühler (luftgekühlt)
Rohr- und Lamellenverflüssiger aus Edelstahlrohren und Aluminiumlamellen für den Einsatz
als Verflüssiger im sub-kritischen Betriebsmodus und als Gaskühler im trans-kritischen
Betriebsmodus.
Einsatzbereiche:
Gewerbliche Kältetechnik
Besonderheiten:
Für Anwendungen bei hoher Umgebungstemperatur kann eine
Wassersprühanlage geliefert werden, optimal mit kathodischer
Tauchbeschichtung; Sonderausführungen sind möglich
Technische Daten:
Qc max = 500 kW
Max. Betriebsdruck 120 bar, max. Temperatur 150 °C
Vorteile:
Ausgezeichnete Haltbarkeit (Dauerhaltbarkeit) dank
Edelstahlrohren, bewährtes Tragrohrsystem
Nachteile:
Lieferzeit für Sonderanfertigungen
Entwicklungsstand:
Kurz vor der Serienproduktion
Anmerkungen:
Geprüft bei 170 bar Wasserdruck
Verflüssiger/Gaskühler (flüssigkeitsgekühlt), innere Wärmeübertrager
Plattenwärmeübertrager aus Edelstahl, im Vakuumverfahren kupfergelötet. Für den Einsatz
als Verflüssiger im sub-kritischen Betriebsmodus; als Gaskühler, Sauggaserhitzer,
Economizer und Ölkühler im trans-kritischen Betriebsmodus.
Einsatzbereiche:
Gewerbliche Kältetechnik, Wärmepumpen, Transportkühlung
Besonderheiten:
Berstdruck über 560 bar, auch für hohe Druckwechselbelastung
geeignet, PED-, ASME- und KHK-konform
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Technische Daten:
Vorteile:
Entwicklungsstand:
Bis 100 kW, Betriebsdruck über 140 bar, max. Temperatur 150 °C
Extrem kompakt (kein Gestell erforderlich), wirtschaftliche
Anschaffungskosten
Kurz vor der Serienproduktion
Wärmeaustauscher
Einsatzbereiche:
Besonderheiten:
Vorteile:
Entwicklungsstand:
Grenzen für CO2Einsatz:
Industrielle Kältetechnik
z. B. komplette Kaskadeneinheiten für CO2/NH3,
Berieselungsverdampfer, Wärmeaustauscher/Abscheider-Einheiten
mit Verrohrung und Isolation
Auslegung, Konstruktion und Fertigung aus einer Hand
Die Wärmeaustauscher werden nach Werknormen und im
Baukastensystem individuell ausgelegt und gefertigt
gemäß Spezifikation, bis 65 bar
Die Hersteller der Komponenten können dem „Hersteller- und Lieferverzeichnis“ unter
www.eurammon.com entnommen werden.
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Herausgegeben von eurammon
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