Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Fa. ITEC GmbH in Elsterwerda stellt u.a. Milchk\u00fchlanlagen her. Diese Anlagen wurden bisher mit dem Sicherheitsk\u00e4ltemittel R22 betrieben. Solche K\u00e4ltemittel tragen zur Umweltbelastung bei.
\nDie F\u00e4higkeit eines Stoffes, die Ozon-Schicht zu zerst\u00f6ren, wird mit seinem Ozonzerst\u00f6rungspotential be-schrieben. Zus\u00e4tzlich k\u00f6nnen ausgetretene K\u00e4ltemittel, \u00e4hnlich wie Wasserdampf und CO2, langwellige Strahlung von der Erdoberfl\u00e4che absorbieren und damit zum Treibhauseffekt beitragen. Diese Eigenschaft wird als das Treibhauspotential bezeichnet. Der indirekte Beitrag zum Treibhauseffekt wird durch den erforderlichen Energiebedarf bedingten Schadstoffaussto\u00df verursacht, bei der Verbrennung fossiler Energietr\u00e4ger entsteht.
\nUm die Belastung der Umwelt bei dem Betrieb der Milchk\u00fchlanlage zu reduzieren, ist das Ziel des Projektes die Erarbeitung eines Konzeptes zur Entwicklung von Milchk\u00fchlanlagen nach dem Durchflu\u00dfprinzip mit K\u00e4ltemitteln ohne Ozonzerst\u00f6rungspotential und minimalem Treibhauspotential.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklung der Milchk\u00fchlanlage wurde in mehreren Phasen durchgef\u00fchrt. Die erste Phase beinhaltet eine umfassende Studie zum Stand der Technik und den verf\u00fcgbaren K\u00e4ltemitteln. Das ausgew\u00e4hlte K\u00e4ltemittel sollte aus \u00f6kologischer Sicht unbedenklich sein und dem Betreiber langfristig eine umweltrechtliche Akzeptanz sichern. Neben den umwelttechnischen Gesichtspunkten spielten auch die Verf\u00fcgbarkeit und die Kosten der verwendeten Komponenten der Anlage sowie die sich aus den thermodynamischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des K\u00e4ltemittels ergebenden Konsequenzen f\u00fcr den Anlagenaufbau eine entscheidende Rolle. Die \u00dcberpr\u00fcfung dieser Punkte erbrachte eine Entscheidung zugunsten des Kohlenwasserstoffes Propan (R290) als K\u00e4ltemittel.
\nAufgrund der Brennbarkeit von Propan schlie\u00dft sich die Einarbeitung eines Sicherheitskonzeptes an. Bei der Erstellung des Sicherheitskonzeptes f\u00fcr eine K\u00e4lteanlage mit Propan ist eine Gefahrenanalyse durchgef\u00fchrt worden. Diese Gefahrenanalyse beinhaltet die Identifikation von Gefahren, die Bewertung der Eintrittswahrscheinlichkeiten und deren Tragweite in den einzelnen Realisierungsphasen der K\u00e4lteanlage. Die Untersuchungen erbrachten die erforderlichen Sicherheitsma\u00dfnahmen zur Vermeidung von Gefahren, die bei der konstruktiven Umsetzung der Konzeptes ber\u00fccksichtigt wurden. Aus einer vorl\u00e4ufigen Absch\u00e4tzung der K\u00e4ltemittelf\u00fcllmenge lie\u00df sich auf die erforderlichen sicherheitstechnischen Ma\u00dfnahmen f\u00fcr die K\u00e4lteanlage und ihren Aufstellungsort schlie\u00dfen.
\nDas Anlagenkonzeption ber\u00fccksichtigt die zun\u00e4chst definierten Anlagenanforderungen, die Leistungsanforderungen zur Milchk\u00fchlung und W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung sowie die dazu erforderlichen Temperaturen. Auf dieser Grundlage wurden Simulationsrechnungen f\u00fcr verschiedene K\u00e4lteanlagenkonzepte durchgef\u00fchrt. Anschlie\u00dfend wurde eine Vorauswahl des K\u00e4ltemaschinen\u00f6les getroffen. Die Recherche zu Stoffdaten des \u00d6l-K\u00e4ltemittel-Gemisches erm\u00f6glichte eine Absch\u00e4tzung des W\u00e4rme\u00fcbertragerverhaltens. Damit konnte eine Auslegung der Anlagenkomponenten mit Unterst\u00fctzung der jeweiligen Hersteller erfolgen. Die Adaption der kreislaufrelevanten Sicherheitstechnik vervollst\u00e4ndigt das Anlagenkonzept.
\nDie Entwicklung \/ Erstellung der Versuchsanlage sowie die Leistungspr\u00fcfung an der Versuchsanlage stellen den praktischen Teil der Arbeiten dar. Am FKU – Forschungszentrum f\u00fcr K\u00e4lte- und Umwelttechnik GmbH Berlin wurde ein Prototyp der Milchk\u00fchlanlage erstellt. Eine me\u00dftechnische Untersuchung der Anlage f\u00fcr verschiedene Versuchsbedingungen erm\u00f6glichte eine genaue Untersuchung des Betriebsverhaltens und Modifikationen w\u00e4hrend der Testphase.
\nDie Erstellung einer Betriebsanleitung, die Beratung bei der Demonstration und der Inbetriebnahme der K\u00e4lteanlage sind unterst\u00fctzende Ma\u00dfnahmen f\u00fcr einen sicheren Betrieb der Anlage beim Anwender.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Auswertung der Messungen ergab je nach Auslegungsbedingung des gemessenen Versuches eine K\u00e4lteleistung der Versuchanlage bis zu 15,5kW. Die Leistung des W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungssystems betrug maximal 15,5kW.
\nF\u00fcr den Einsatz eines Scrollverdichters in Verbindung mit Propan lagen bisher keine Erfahrungen vor. Der verwendete Scoll-Verdichter zeichnete sich w\u00e4hrend der Versuche durch Laufruhe und Zuverl\u00e4ssigkeit aus. Die erzielten Leistungen entsprachen den Erwartungen.
\nDer Einsatz der Plattenw\u00e4rme\u00fcbertrager hat ma\u00dfgeblich zur Minimierung der K\u00e4ltemittelf\u00fcllmenge auf unter 2,5 kg beigetragen. Die sicherheitstechnischen Anforderungen sind dadurch in Ma\u00dfen gehalten. Die Untersuchung des W\u00e4rme\u00fcbertragungsverhaltens ergab zu den Auslegungsrechnungen geringf\u00fcgig abweichende Ergebnisse, bedingt durch die L\u00f6slichkeit von Propan und dem verwendeten \u00d6l. Ein bei sp\u00e4teren Messungen verwendeter Verdampfer mit verbessertem Verteilungssystem erbrachte eine weitere Leistungssteigerung.
\nDas ausgew\u00e4hlte Expansionsventil zeigte ein stabiles Regelverhalten. Eine Variation des Anlegeortes des F\u00fchlers zeigte keinen negativen Einflu\u00df auf das Regelverhalten.
\nDie Untersuchung des Betriebsverhaltens der K\u00e4lteanlage ergab, da\u00df der Sammlerdruckregler und die zugeh\u00f6rige Druckleitung zum Sammler nicht erforderlich sind. Die Regelung der K\u00e4lteanlage ist auch ohne diese Bauteile immer gew\u00e4hrleistet. Die Investitionskosten k\u00f6nnen damit weiter reduziert werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Konzept einer kompakten K\u00e4lteanlage mit dem K\u00e4ltemittel Propan hat sich auch im Feldversuch bew\u00e4hrt. Die Einbindung in eine bestehende Milchk\u00fchlanlage erfolgte problemlos und st\u00f6rungsfrei.
\nEine K\u00e4ltemittelf\u00fcllmenge von 1,5 kg erscheint durch weitere Optimierung der Komponenten m\u00f6glich. Damit w\u00e4re eine weitere Reduzierung der Sicherheitsma\u00dfnahmen bzw. Auflagen m\u00f6glich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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