Schoonbroodt, A. (2015). Unterstützung der Entwicklung eines mit CO2 als Kältemittel betriebenen HVAC-Systems für mobile Anwendungen [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/78882
E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik
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Date (published):
2015
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Number of Pages:
95
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Keywords:
Klimaanlage; CO2
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HVAC; CO2
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Abstract:
Die vorliegende Diplomarbeit entstand zwischen Januar und August 2015 während meiner Tätigkeit als Mitarbeiterin bei Vossloh Kiepe Ges.m.b.H und als Diplomandin am Institut für Energie und Thermodynamik. Während dieser Zeit habe ich das Projekt Entwicklung eines mit CO2 als Kältemittel betriebenen HVAC-Systems für mobile Anwendungen unterstützt. Dieses Projekt ist ein Beispiel, dass ausgehend von den umweltpolitischen Herausforderungen die Entwicklung der CO2-Technologie in den letzten Jahren speziell für mobile Klima- und Kühlanwendungen angeregt wird. Der Grund dafür, wie in der Folge präsentiert wird, ist, dass CO2 eine insgesamt umweltfreundliche Lösung darstellt. Der Witterung entsprechend arbeitet die Anlage entweder als Klimaanlage oder als Wärmepumpe. Das bedeutet, dass die *zur Heizung notwendige Wärmeenergie aus der Umgebungsluft gewonnen wird und an die zu behandelnde Luft wieder abgegeben wird (Wärmepumpe); *zur Kühlung notwendige Kälteleistung zu der Umgebungsluft abgegeben wird und aus der zu behandelnde Luft genommen wird (Klimaanlage). Die untersuchten Kreisläufe können sowohl unter transkritischen Bedingungen als unter unterkritischen Bedingungen arbeiten. Unter transkritischen Kreisläufen versteht man Kreisläufe, bei welchen der Hochdruck über dem kritischen Punkt liegt und der Niederdruck unter dem kritischen Punkt liegt. Im Gegensatz dazu liegen beide Druckniveaus eines unterkritischen Kreislaufs unter dem kritischen Punkt. In der vorliegenden Arbeit wurde einerseits ein wichtiger Beitrag zum Kenntnisgewinn für den Einsatz von CO2 als Kältemittel geleistet, andererseits wurde an der Entwicklung der Komponenten teilgenommen. Außerdem beinhaltet diese Arbeit *eine einfache thermodynamische Auslegung des Prozesses in Excel zur Berechnung verschiedener Betriebszustände der HVAC-Anlage für den Heiz- und Kühlbetrieb; *Wärmetauscherberechnungen zur Auslegung der Leistung; *eine Literaturrecherche zur Festlegung von Kriterien zur Beurteilung des Schmiermittelstransports im Arbeitsmittelkreislauf; *die Fundamente einer Simulation zur Untersuchung der Regelung und des transienten Verhaltens der Anlage.
de
The present dissertation was written between January and August 2015 while I was as an employee at Vossloh Kiepe Ges.m.b.H. During this period I was involved in the project Development of a CO2-HVAC-System for mobile applications. This project illustrates how environmental challenges have strongly stimulated the development of CO2-Technologies for air conditioning and cooling applications these past years. One of the reasons is that, as it will be presented hereafter, CO2 globally represents an environmental friendly solution. Depending on the weather, the system can either work as an air conditioning machine or as a heat pump. This means that *under cold weather, the heat needed for heating will be taken from the surrounding air and will be given to the air to be treated (meaning to the air of the passengers cabin) (heat pump); *under warm weather, the demanded cooling capacity will be taken from the air to be treated and given back to the surrounding air (air conditioning machine). The studied circuit can work under subcritical conditions as well as under transcritical conditions. A transcritical circuit is a circuit in which the high pressure is above the critical point and the low pressure is below it. On the other hand, an undercritical circuit has two pressure levels below the critical point. This master thesis allowed me to compile a lot of information on CO2 as a refrigerant, as well as to on developing the circuit components. Indeed this work contains: *a simple calculation of the circuit implemented in Excel, in order to study different operating conditions of the HVAC-System as a cooling or heating device; *heat exchanger calculations to determine their heating or cooling capacity; *a literature research to determine what are the criteria for the oil transport that will enable a sufficient lubrication of the motor; *the fundaments of a simulation in Dymola, with the goal to study closely the automation and transient behaviour of the system.
en
Additional information:
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache