Ziel der Entwicklung

Ziel des Vorhabens war es, eine anwendungsspezifische Prüfmethode für die bildgebende Erfassung und Dokumentation mehrphasiger Stoffströme von Kältemittel-Öl-Gemischen zu erarbeiten und zu verifizieren. Die experimentelle Basis bildeten röntgenografische Methoden. Um auch bei metallischen Komponenten einen ausreichend hohen Kontrast im Bild zu erreichen, wurde dem Kältemaschinenöl ein Kontrastmittel zugesetzt.
In Hinsicht auf Prüfmethodik und Interpretation der Ergebnisse wurden im Projekt Grundlagen für Prüfungen gelegt. Ein Vergleich der zeitaufgelösten Radiografien mit Thermografien zeigt, dass interne Prozesse im Kältekreislauf präzise dargestellt werden können. Die Darstellung von Flüssig-und Gasphasen im Kältekreislauf ist bei der Radiografie aufgrund abbildbarer Dichteunterschiede möglich.

Vorteile und Lösungen

Bisher sind röntgenografische Methoden keine Standardmethode zur Visualisierung von Stoffströmen in kältetechnischen Anlagen. Zudem sind keine Kontrastmittel im Bereich der technischen Radiografie verfügbar.
Röntgenografische Untersuchungen sind ein rückwirkungsfreies bildgebendes Verfahren, dass es erlaubt, die tatsächlichen Strömungsverhältnisse in kältetechnischen Komponenten zu dokumentieren. Die bisher üblichen Verfahren wie Thermografie oder Modelle aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff sind in ihrer Aussagekraft sehr limitiert. Mittels der Radiografien werden die notwendigen Grundlagen für neuartige Berechnungs- und Optimierungsverfahren bereitgestellt.

Zielgruppe und Zielmarkt

Hinsichtlich der Anwendungsbereiche der Vorhabensergebnisse steht der bestehende Optimierungsbedarf von Kältekreisläufen in Bezug auf die steigenden Anforderungen an deren energetische Effizienz im Mittelpunkt. Die während der Projektbearbeitung am Versuchskreislauf beobachteten Effekte sind für die Auslegung der Kältemitteleinspritzung sowie die Optimierung der Verdampfer von Bedeutung. Des Weiteren können anhand der Röntgenbilder Aussagen über Flüssigkeitsansammlungen gemacht werden, sodass sich Sensoren optimal platzieren lassen. Die beobachteten Strömungen der Arbeitsfluide dienen der Erstellung von Strömungsmodellen realer Bauteile.
Die während der Projektes gesammelten Erkenntnisse und Erfahrungen fließen in die Bearbeitung von Vorhaben ein, die sich mit der Optimierung von Kreislaufkomponenten befassen.