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Freie Kühlung durch Kältemittelzirkulation

EuroNorm GmbH - INNO-KOM-Ost - MF130061

11/2013 - 03/2016

Dr.-Ing. Peter Röllig

+49-351-4081-645

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Freie Kühlung, Kältemittelzirkulation, CO2

Zielstellung

Gegenwärtig wird Freie Kühlung meist mittels eines Kälteträger-Zwischenkreislaufes realisiert. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Frei-Kühl-Verfahrens ohne einen solchen Zwischenkreis, jedoch mit Kältemittel-Zirkulation (analog Heat-Pipe-Prinzip). Damit lässt sich der jährliche Frei-Kühl-Anteil um ca. 20 % erhöhen. Dies resultiert im Wesentlichen aus dem Verzicht auf den Kälteträger-Zwischenkreis.

Ergebnisse

Das Projektziel wurde erreicht und ein Frei-Kühl-Verfahren mit Pumpenzirkulation des Kältemittels entwickelt. Dafür ist der „normale“ Kältemaschinen-Kreislauf im Wesentlichen um ein vertikales Standrohr (Kältemittel-Sammler) und die Kältemittel-Pumpe erweitert worden. Als Kältemittel wird aus ökologischen, aber auch kältetechnischen Gründen CO₂ verwendet.

Es wurde ein Funktionsmuster hergestellt und damit entsprechende messtechnische Untersuchungen durchgeführt. Die Funktion dieses Frei-Kühl-Verfahrens wurde nachgewiesen, auch die Umschaltung zwischen Verdichter-Betrieb und Frei-Kühl-Betrieb wurde erfolgreich erprobt. Es wurde ein Vielzahl von Messungen durchgeführt.

Mögliche Einsatzbereiche der Entwicklung

Der praktische Einsatz des Verfahrens bietet sich vor allem bei ganzjährig mit Volllast betriebenen Direktverdampfersystemen, z.B. Klimatisierung von elektrischen Schaltanlagen, IT-/Serverräumen, Rechenzentren u.ä. an.

Ausblick

Über das eigentliche Projektziel sind weitere Untersuchungen geplant. Um auch bei Witterungen mit höheren Außentemperaturen Freie Kühlung realisieren zu können, soll ein Vorkühlsatz für adiabate Befeuchtung der Luft am Außen-Wärmeübertrager installiert und getestet werden.