Stoffdaten für alternative Arbeitsfluide basierend auf Hydrofluorethern und deren Gemischen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Andreas Jäger
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531179941

In zahlreichen industriellen Prozessen werden umweltschädliche Fluide, wie zum Beispiel Fluorkohlenwasserstoffe oder Fluorchlorkohlenwasserstoffe, als Arbeitsfluide oder sonstige Prozessstoffe eingesetzt, die zukünftig ersetzt werden müssen. Aus diesem Grund wird intensiv an der Entwicklung alternativer Wärmeübertragerfluide, Kältemittel, Lösungsmittel, etc. geforscht, wobei bislang noch keine zufriedenstellenden Lösungen gefunden wurden, die alle relevanten Kriterien erfüllen. Die Stoffgruppe der Hydrofluoroether (HFE, kommerzieller Name: Novec) sind in diesem Zusammenhang vielversprechende Fluide mit technisch günstigen Eigenschaften sowie niedrigem ökologischen Einfluss. Für die Ergründung von Einsatzmöglichkeiten dieser Fluide müssen deren Stoffdaten genau und zuverlässig bekannt sein. Das Gesamtprojekt zielt daher auf die Bestimmung von Referenzstoffdaten für HFEs und derer Gemische ab, was einerseits durch experimentelle Messungen und andererseits durch molekulare Simulation erfolgen wird. Auf Basis der Stoffdaten werden anschließend Zustandsgleichungen für HFEs erstellt. Die experimentell ermittelten Stoffdaten umfassen Dichten, Wärmekazitäten, Gas-Flüssigkeits-Gleichgewichte, Viskositäten und Oberflächenspannungen. Die experimentellen und simulierten Stoffdaten werden anschließend für die Erstellung von verschiedenen Zustandsgleichungen (kubische Zustandsgleichungen, SAFT, Lee-Kesler-Plöcker sowie hochgenaue Zustandsgleichungen) verwendet. Weiterhin werden Gemischmodelle für HFEs entwickelt und diese für ein umfassendes Fluidscreening für auszuwählende Anwendungen der Kältetechnik verwendet, um alternative Arbeitsfluide bzw. Arbeitsfluidmischungen zu identifizieren, die aktuell verwendete umweltschädliche Arbeitsfluide ersetzen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Vojtech Stejfa, Ph.D.; Václav Vins, Ph.D.