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Kühl- und Klimatechnik: Herausforderungen und Chancen für einen hochinnovativen Sektor

2019 bringt neue Herausforderungen für die Bereiche industrielle Kühl- und Klimatechnik mit sich, insbesondere im Zusammenhang mit den technologischen Entwicklungen, die zur Einhaltung der kürzlich eingeführten Umweltvorschriften erforderlich sind.

Mehr denn je müssen Unternehmen heute mit den Entwicklungen in den Bereichen Energieeffizienz und Kühlmittelflüssigkeiten Schritt halten, da die Bedenken über ihre negativen Auswirkungen auf das Ökosystem zunehmen.

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Die Kühlmittelflüssigkeiten müssen den Treibhauseffekt begrenzen und nicht ozonabbauend sein. Die Hersteller wechseln also zu Kühlmitteln mit niedrigem Global Warming Potential (GWP) und Ozone Depletion Potential (ODP)

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In den letzten Jahren haben Unternehmen der Lebensmittel- und Getränkeindustrie natürliche Kühlmittel sowohl für die Lebensmittelproduktion als auch für deren Lagerung eingesetzt. Da man sich heute über die Umweltschäden durch herkömmliche Kühlmittel im Klaren ist, sind natürliche Kühlmittel wie NH3 und C02, R744 auch für andere Branchen und Anwendungen von Interesse.

Das verwendete Kühlmittel und seine spezifische Kühlleistung haben einen direkten Einfluss auf die Energieeffizienz des Kühlschranks. Je höher die Kühlleistung der Flüssigkeit, desto weniger Energie wird benötigt, um die für den Kühlschrank benötigte Kühlleistung zu erhalten.

Ein weiterer wesentlicher Erfolgsfaktor zur Steigerung der Energieeffizienz des Kühlschranks und des Klimas sind die Planungsentscheidungen für das Kühlsystem.

So ermöglicht beispielsweise die Implementierung einer Wechselrichtersteuerung des Kompressors, den Kältemittelfluss entsprechend dem thermischen Bedarf des Kühlschranks und des Klimas zu steuern und unnötigen Energieaufwand zu vermeiden, wenn die Temperatur bereits auf dem gewünschten Niveau liegt.

 

Die Verwendung eines Kompressors mit hohem COP (Coefficient of Performance), die Änderung an der Struktur des Optimum Discharge Valve und die Implementierung präziserer Bearings sind weitere Strategien zur Energieeinsparung; siehe Modell R-S45XM Hitachi.

Optimierungen und innovative technologische Lösungen entwickeln sich ständig weiter.

In diesem Zusammenhang spielen Simulationstechnologien und Ingenieursplanung eine grundlegende Rolle, da sie ein konkretes und unmittelbares Mittel darstellen, um den Wandel zu untersuchen, zu validieren und dann umzusetzen.

 

Mit der prädiktiven Ingenieurssimulationssoftware mit konzentrierten Parametern (0D/1D), wie z.B. Simcenter Amesim (Siemens PLM) können Ingenieure die Leistung eines neuen Kältemittels innerhalb eines Kühl- und Klimamodells – wenn auch nur virtuell – testen oder den Energiegewinn ermitteln, der durch Planungsvariationen erzielt wurde und die dynamische Leistung des Kühlschranks oder des Klimas während eines Arbeitszyklus dynamisch simulieren und so weiter.

Der Einsatz von Simulationstools ist ein großer Vorteil für die Mitarbeiter und das Unternehmen, für die daher Folgendes möglich ist:

  • die Planungszeiten verkürzen
  • die Kosten für experimentelle Tests senken
  • die Markteinführung neuer Produkte vor den Wettbewerbern.

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