NH₃-Kälteanlage für die Höhensimulationskammer eines Motorenprüfstands

Planung, Konzipierung und Realisierung einer NH₃-Kältezentrale mit Kälte-/ Wärmeträgersystem für einen Höhensimulations-Prüfstand eines Sportwagenherstellers. In diesem Prüfstand werden unterschiedlichste Umwelteinflüsse wie Druck, Temperatur und Feuchte simuliert und deren Auswirkungen auf den Motor getestet. Höchste Anforderungen in Bezug auf die Installation, das Steuer- und Regelverhalten und die Anlagenverfügbarkeit waren dabei maßgebend.

Anlagenkonzept

  • 2 DuoPack-Schraubenverdichteraggregate mit Ölabscheider und Ölkühler
  • 1 Schwerkraftabscheider mit integriertem Economizer-Abteil
  • 2 vollverschweißte Plattenwärmeübertrager im NH₃-Thermosyphon-Prinzip für 2 getrennte Kälte-/Wärmeträgersysteme 
  • 1 Pufferbehälter als hydraulische Weiche 
  • 1 Strömungserhitzer im Temper-Kreislauf zur Temperierung der Prüfkammer
  • 4-geteilter Luftkühler- und Erhitzerblock mit frequenzgeregelten Ventilatoren
  • 1 Hochdrucksammler für die Thermosyphon-Ölkühlung 
  • 2 Verdunstungskondensatoren mit automatischer Entlüftungseinrichtung und Wasserbehandlung
  • 1 Luftwäscher zur Ammoniakabsorbierung bei Leckagen im Maschinenraum

Besondere Merkmale

  • Effiziente Kälteerzeugung bei stark schwankenden Prüftemperaturen durch Schraubenverdichter mit geregeltem Eco-Betrieb
  • Gleitende Verdampfungstemperatur angepasst an die kälteste Kühlstelle
  • Optimale Leistungsanpassung durch frequenzgeregelte Verdichterantriebe, hydraulische Schiebersteuerung und VI-Regelung
  • Reduzierter Energiebedarf durch optimierte Kondensationsdruckregelung in Abhängigkeit der Feuchtkugeltemperatur und den Einsatz frequenzgeregelter Ventilatoren
  • Einsatz von vollverschweißten Plattenwärmeübertragern mit hoher Leistungsdichte
  • Überflutete Verdampfung sowie Ölkühlung nach dem Thermosyphon-Prinzip
  • Geringer Wartungsaufwand durch den Einsatz von Schraubenverdichtern und einer automatischen Ölrückführung
  • Hohe Anlagenverfügbarkeit durch redundante Ausführung der wesentlichen Anlagenkomponenten
  • Geringer TEWI-Wert (Total Equivalent Warming Impact) durch den Einsatz von Ammoniak als Kältemittel
Blockschema Porsche

Technische Daten

Erzeugte Kälteleistung600 kW bei t0 = -45°C

 

Solekreis 1 zur Temperierung der Prüfkammer

KälteträgerTemper

Temperaturbereich-42 °C bis 70 °C

Volumenstrom70 m³/h

 

Solekreis 2 zur Temperierung der Nebenaggregate

KälteträgerTyfocor

Temperaturbereich-40 °C auf 0 °C

Volumenstrom45 m³/h

 

Economizertemperatur-25 °C bis 0 °C

Verdampfungstemperatur-45 °C bis -3 °C

Kondensationstemperatur32 °C bis 18 °C

 

Heizleistung Strömungserhitzer200 kW

 

KältemittelAmmoniak

Kältemittelfüllmenge500 kg