Thermodynamische Eigenschaften von R717

Ammoniak hat überwiegend günstige thermodynamische Eigenschaften und einen niedrigen Energiebedarf. Nachteile sind u. a. die hohen zulässigen Temperaturen bei der Verdichtung (Druckgastemperatur).

• Sehr hohe Verdampfungsenthalpie
• Äußerst niedriger Kältemittel-Massenstrom, was aber die Einspritzregelung bei kleinen Leistungen und/oder Trockenexpansion erschwert.
• Sehr niedrige Dampf- und Flüssigkeitsdichte
• Sehr gute Wärmeübertragungswerte, u. a. durch intensives Sieden.
• Daraus resultierende Auslegungskriterien bzw. Maßnahmen:
• Relativ kleine Dimensionen für Rohrleitungen, Kältemittelpumpen, Regelkomponenten
• Niedrige Druckverluste
• Hoher Wirkungsgrad des Ölabscheiders
• Minimale Kältemittelfüllung möglich, insbesondere bei Kompaktanlagen (optimierte Flüssigkeitskühler mit bis zu ca. 30 kW Kälteleistung pro kg R717)
• Besonders hohe Leistungszahlen bei Normal- und Klimabedingungen
• Spezifische Anpassung des Wärmeübertragers und der Expansionsorgane an Massenstrom- und Volumenverhältnisse nötig (Öle und deren Einfluss auf die Ausführung der Anlage)
• Bei "trockener Verdampfung" ergeben sich höchste Anforderungen an die Kältemittelverteilung, insbesondere bei stark unterkühlter Flüssigkeit (z. B. 2-stufig, Economiser)
• Geeignete Schutzmaßnahmen gegen Nassbetrieb und Flüssigkeitsschläge treffen (Flüssigkeitsabscheider und Expansionsorgane mit stabilem Regelverhalten verwenden)

• Hoher Adiabatenexponent mit der Folge hoher Druckgas- und Öltemperatur und damit Einschränkungen im Anwendungsbereich des Verdichters (Verdichter).
• Relativ geringe Enthalpiedifferenz in der überhitzten Dampfphase, führt zu ausgeprägter Temperatur- und Volumenveränderung bei Wärmeeintrag.
• Daraus resultierende Auslegungskriterien:
• Einschränkungen im Anwendungsbereich des Verdichters, Tiefkühlung ist bei Hubkolbenverdichtern nur mit 2-stufiger Verdichtung oder bei Schraubenverdichtern mit Ölkühlung möglich.
• Wärmeübertrager müssen für kleine Temperaturdifferenzen (niedriges Druckverhältnis) und geringe Sauggasüberhitzung auslegt sein.
• Vorzugsweise Wärmeübertrager in überfluteter oder gepumpter Bauart ausführen
• Kurze, gut isolierte Sauggasleitungen einbauen (für geringe Druckverluste)

• Betrieb im Unterdruckbereich bereits unterhalb einer Verdampfungstemperatur von -33,4°C.
• Daraus resultierende Maßnahmen:
• Hochwertige Wellenabdichtungen, Dichtungen und Stopfbuchsen verwenden
• Automatische Entlüftungseinrichtung installieren