Berechnung Gasvolumenkonzentration

Friggi · Anmeldungsdatum: 17.09.2014 Beiträge: 1

Folgende Aufgabenstellung bereitet mir seit Tagen Kopfzerbrechen.

Aufgabenstellung:

1. Wie viel gasförmiges Kältemittel (R407C) kann max. in einen
unbelüfteten Raum von 225cbm (20°C) eingeleitet werden, um den
zulässigen Grenzwert von 310g/cbm bzw. 8,67 Vol-% nicht zu
überschreiten?

Spezifische Werte für R 407C bei 25°C:
Dichte flüssiges Kältemittel R 407C: 1136Kg/cbm
Dichte gasförmiges Kältemittel R407C: 41,98kg/cbm
spezifisches Volumen (flüssig): 0,9 l/kg
spezifisches Volumen (gas): 23,8 l/kg

2. Wenn dann der Raum mit einer Lüftung versehen wird und somit das
Raumvolumen 39mal in der Stunde gewechselt wird (Luftwechselzahl:
39) und gleichzeitig Kältemittelgas in einer Menge von 5598kg/h
eingeleitet wird (z.B. durch das Abblasen eines Sicherheitsventiles
welches sich im Kältekreislauf befindet), wird dann der oben
genannte Grenzwert erreicht?

Ansatz zu 1.: Ziel = Raumanteil von R407C bestimmen [in ppm].

Da ich keine Idee für den Ansatz habe, habe ich einfach mal eine R407C-Gasmenge angenommen (5.598kg; Wert aus Aufgabenstellung 2) , die in den Raum eingeleitet wird und dann versucht, die beiden Raumanteile (R407C und Luft) zu berechnen und ins Verhältnis zu setzen:

Bestimmung des Luftgewichtes von 225cbm Luft: 267,30 kg
(trockene Luft bei 20°C und 1000hPa = 1,188kg)

Bestimmung der Raumanteile:
Masse Luft / Molmasse Luft = 267.300g / 28,9644 g/mol = 9.228 mol
Masse R407C / Molmasse R407C = 5.598.000g / 86,20 g/mol = 64.942 mol

Nun habe ich beide Ergebnisse ins Verhältnis gesetzt:
Mol R407C / Mol Luft = 64942 mol / 9228 mol = 7 ppm

Wenn man davon ausgeht, dass der zulässige Grenzwert von 8,67 Vol-% umgerechnet 86.700 ppm ergibt (1 Vol% = 10.000ppm), dann erscheint mir das berechnete Ergebnis –für die eingeleitete Kältemittelmenge von 5.598kg-wesentlich zu klein zu sein.

Wo liegt der Fehler???

Auch habe ich versucht zu ermitteln, wie viel Kältemittelgas überhaupt aus 77kg flüssigem Kältemittel R407C entstehen kann (um überhaupt mal ein Gefühl für die max. mögliche Gasmenge zu bekommen, welche sich im Kältekreislauf befindet und somit in den Raum eingeleitet werden kann).

Masse Kältemittel / Gasdichte Kältemittel=77kg / 41,98kg/cbm = 1,83 cbm.

Auch dieser Wert scheint mir zu klein zu sein. Was ist falsch?

Ansatz zu 2:
Bei einer Luftwechselzahl von 39 (Luftwechsel pro Stunde) werden dem Raum 146cbm pro Minute Luft zu- bzw. abgeführt (225cbm * 39 : 60 min = 146cbm).
Die Raumbelüftung sorgt dafür, dass das in den Raum emittierte Kältemittelgas (5.598kg/h) sich nur bis zu einem bestimmten Wert auf konzentrieren kann. Für die Berechnung der sich unter diesen Bedingungen einstellenden Gaskonzentration [in ppm] habe ich leider keinen Ansatz.

Ich würde mich sehr freuen, wenn mir einer weiterhelfen könnte.

Vielen Dank im voraus!!!

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583