Um die Effizienz von transkritischen CO2-Kältesystemen zu erhöhen, werden häufig Ejektoren eingesetzt, die einen Teil der auftretenden Expansionsverluste zurückzugewinnen. Gegenwärtige CO2-Ejektorsysteme sind jedoch auf niedrige bis mittlere Druckhübe beschränkt, was das Risiko einer geringeren Effizienz, Strömungsablösung und Rückströmung während des Ejektorbetriebs außerhalb der Auslegungsbedingungen beinhaltet.
Diese Herausforderungen und die Komplexität der Regelungsstrategie in Ejektorsystemen haben bisher eine breite Akzeptanz von Ejektorsystemen verhindert. Um die Herausforderungen zu minimieren, wurde ein neuartiger Ejektorkreislauf mit einem zusätzlichen Unterkühlungswärmeübertrager entwickelt. Der Hauptaspekt besteht darin, einen Ejektor mit einem sehr hohen Druckhub (20 bar) bei gleichzeitig hoher Effizienz zu konstruie-ren, der einen sicheren Betrieb sowohl im Auslegungspunkt als auch unter variierten Betriebsbedingungen gewährleistet. In dieser Arbeit wurde ein Ejektor als Prototyp mit einem bestehenden numerischen Ausle-gunstool entwickelt und in einem CO2-Prüfstand mit Unterkühlungswärmeübertrager integriert.
Der optimierte Ejektor-Unterkühlungskreislauf wurde mit zwei verschiedenen Referenzsystemen verglichen: einem mit Flash-Gas-Bypass (FGB) und einem mit Flash-Gas-Kompressor (FGC), die beide keinen Ejektor enthalten. Die Ergebnisse zeigen, dass der optimierte Ejektor-Unterkühlungskreislauf eine Effizienzsteigerung von bis zu 40 % gegenüber dem FGB-System und von bis zu 17 % gegenüber dem FGC-System erzielte.