CO2-Kältekreislauf zur Anwendung im Temperaturbereich unter -50°C
Zum 01.01.2015 ist die neue EU-F-Gase Verordnung (Verordnung über fluorierte Treibhausgase) in Kraft getreten, deren Ziel darin besteht, fluorierte Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial schrittweise aus dem Markt zu entfernen. Während für Temperaturen oberhalb von -50°C bereits Ersatzkältemittel erhältlich sind, steht für tiefere Temperaturen nur das Kältemittel R23 mit hohem Treibhauspotenzial zur Verfügung. Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein häufig verwendetes Kältemittel für Kälteanwendungen bis -40°C. Die Umweltbilanz von CO2 gegenüber R23 als Kältemittel ist signifikant besser. Es scheidet bisher aufgrund seines Tripelpunkts bei ca. -56°C für den Temperaturbereich deutlich unter -50°C aus. Am Tripelpunkt liegen die drei Phasen fest, flüssig und gasförmig gleichzeitig vor. Die Unterschreitung des Tripelpunkts in CO2-Kühlanlagen wird bislang vermieden, da festes CO2 durch mögliche Bildung von Verblockungen den störungsfreien Betrieb der Anlage erheblich einschränken oder sogar zu einem Anlagenausfall führen könnte.
Das Ziel des Vorhabens SOLID_C-O-O_L der Technischen Universität Dresden ist die Validierung von experimentellen und theoretischen Ergebnissen, die gezeigt haben, dass der energetisch effiziente Betrieb eines CO2-Kühlkreislaufs unter bestimmten Voraussetzungen auch unterhalb des Tripelpunkts möglich sein kann. Die Validierung erfolgt zunächst über theoretische Optimierungen der zugrundeliegenden Vorgänge im Kreislauf und durch zugehörige Vorversuche. Die Ergebnisse sollen in den Bau eines Demonstrators eingehen, der einen stabilen, energieeffizienten und umweltschonenden Betrieb auch unterhalb des Tripelpunkts von CO2 nachweisen soll.
Die Verwertung soll nach Abschluss des Vorhabens über Kooperationen mit der Industrie oder eine Ausgründung erfolgen.