Experimentelle Untersuchung des Strömungs- und Drosselverhaltens von reinem Kältemittel und von Kältemittel-Öl-Gemischen

Zweck der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Strömungs- und Drosselverhaltens des reinen Ersatzkältemittels R134a und der Kältemittel/ Polyolesteröl- Gemische R134a/RL184 in Rohren, Kapillaren, Blenden und in einem Ventil. Bei den Untersuchungen von Kapillarströmungen liegt das Hauptaugenmerk auf der Ermittlung des Thermo­dynamischen Nichtgleichgewichts, das sich sowohl in der Überhitzung als auch in der Unterschreitung des Dampfdruckes der Flüssigkeit ausdrücken lässt.

Zur Erreichung dieser Ziele sind zunächst mit einer bestehenden Versuchsanlage mit rechtsläufigem Kreisprozess etwa 800 Versuche mit reinem Kältemittel R134a durchgeführt worden. Da aber in der Praxis das Verhalten von Kältemittel/Öl- Gemischen wegen des Ölwurfs der Kompressoren von großer Bedeutung ist, ist im Anschluss an die Unter­suchungen mit reinem R134a die Versuchsanlage so erweitert worden, dass ein kontrolliertes Zumischen und Abtrennen von Kältemaschinenöl vorgenommen werden kann. Hierzu ist die Versuchsanlage mit einer Öldosiervorrichtung und einem geeigneten Ölabscheider sowie einer Messvorrichtung nach dem Prinzip der Mischungsdichte zur Bestimmung der Ölmassenkonzentration im umlaufenden Arbeitsmittelgemisch ausgerüstet worden. Mit der erweiterten Anlage kann das Verhalten solcher Gemische bis zu einer Ölkonzentration von 15 Prozent bei einer Schwankungsbreite von ungefähr 0.2 Prozent untersucht werden. In ungefähr 1200 Versuchen ist der Einfluss des Polyolesteröls RL184 auf das Strömungs- und Drosselverhalten von Kältemittel/Öl-Gemischen in vier Konzen­trations­stufen untersucht worden. Die Diskussion der Versuchsergebnisse für das reine Kältemittel und für die Gemische sowie die Entwicklung und Überprüfung geeigneter Korrelationen und Berechnungsverfahren, die dem Kältetechniker für die Auslegung von Anlagen an die Hand gegeben werden, runden die Arbeit ab.