@phdthesis{Diewald2019, type = {Master Thesis}, author = {Kevin Diewald}, title = {Thermodynamische Analyse von Hochtemperaturw{\"a}rmepumpen unter Verwendung von HFO und HCFO K{\"a}ltemitteln}, doi = {10.25924/opus-3145}, pages = {XII, 81}, year = {2019}, abstract = {Da konventionelle K{\"a}ltemittel im Vergleich zu CO2 ein gro{\"s}es Treibhauspotential (GWP) aufweisen, gewinnen neue, alternative K{\"a}ltemittel, sogenannte low-GWP K{\"a}ltemittel, st{\"a}rker an Bedeutung. Zu diesen low-GWP K{\"a}ltemitteln geh{\"o}ren u.a. die Fluide der HFO und HCFO K{\"a}ltemittel. Durch ihre thermophysikalischen Eigenschaften eignen sie sich insbesondere f{\"u}r die Anwendung in industriellen Hochtemperaturw{\"a}rmepumpen (HTWP), die im Temperaturbereich von 100 °C bis 160 °C ein gro{\"s}es Potenzial in der Nahrungsmittel-, Papier- und Chemieindustrie zur Prozessw{\"a}rmebereitstellung aufweisen. In dieser Masterarbeit werden die K{\"a}ltemittel R1336mzz(Z), R1233zd(E), R1224yd(Z), R1234ze(Z) und R514A auf ihre Anwendbarkeit in drei verschiedenen K{\"a}ltekreiskonfigurationen untersucht. Dabei soll herausgefunden werden, welches K{\"a}ltemittel sich unter Ber{\"u}cksichtigung des COPs, der volumetrischen Heizleistung, der Verdichtungsverh{\"a}ltnisse und Verdichtungsendtemperaturen am besten eignet. Der Kreislauf mit internem W{\"a}rme{\"u}bertrager (IHX) findet bereits Anwendung in HTWP und dient zum grundlegenden Vergleich der K{\"a}ltemittel. Die beiden neuen Kreisl{\"a}ufe eignen sich u.a. f{\"u}r gro{\"s}e Spreizungen an der Senke. Eine in dieser Arbeit betrachteten K{\"a}ltekreiskonfiguration besteht aus zwei parallel angeordneten IHX Kreisl{\"a}ufen (2KP) und die andere aus einer zweistufigen Kreislaufkonfiguration (2SE). Mithilfe des Programms EES wird f{\"u}r die Kreisl{\"a}ufe ein Modell erstellt, mithilfe dessen der Senkentemperaturbereich von 100 °C bis 160 °C und der Quellentemperaturbereich von 40 °C bis 80 °C untersucht werden kann. Die Auswertung der Simulationen kam zu dem Ergebnis, dass R514A bis zu einer Senkentemperatur von 130 °C und R1336mzz(Z) ab dieser Senkentemperaturen im IHX und 2SE Kreislauf die besten COP Werte aufweist. Zudem sind die Verdichtungsendtemperaturen und das Verdichtungsverh{\"a}ltnis g{\"u}nstig, die volumetrische Heizleistung hingegen am geringsten. Im 2KP Kreislauf besitzt die K{\"a}ltemittelkombination R1336mzz(Z)/R514A die besten COP Werte. Der 2KP Kreislauf weist die besten COP Werte der betrachteten K{\"a}ltekreiskonfigurationen auf. Im Betriebspunkt bei einer Senkentemperatur von 130 °C (ΔT Senke 60 K) und einer Quellentemperatur von 60 °C (ΔT Quelle 10 K) liegt der COP des IHX bei 3,95, der des 2SE bei 4,05 und der des 2KP bei 4,26. R1233zd(E) {\"u}berzeugt im IHX und 2SE Kreislauf mit einer deutlich h{\"o}heren VHC im Vergleich zu R1336mzz(Z), bei etwas geringeren COP Werten. Die Untersuchung zeigt auch, dass die Auswahl einer K{\"a}ltekreiskonfiguration und eines K{\"a}ltemittels stark von den Betriebstemperaturen abh{\"a}ngt.}, language = {de} }