Am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik wurde ein webbasiertes Werkzeug entwickelt, mit dem sich Kältekreisprozesse von Wärmepumpen und Kälteanlagen in den gängigen Zustandsdiagrammen darstellen lassen. Der Kreisprozess wird im log p-h-, T-h- und T-s-Diagramm angezeigt, jeweils mit Nassdampfgebiet sowie Isothermen und Isentropen als Orientierung, sodass Verdichtung, Wärmeübertragung und Drosselung aus verschiedenen Blickwinkeln nachvollzogen werden können.

Anders als bei klassischen Zustandsdiagrammen werden die Zustände des Kältemittels nicht direkt über Drücke oder Sättigungstemperaturen festgelegt, sondern über die Randbedingungen auf der Sekundärseite. Der Nutzer gibt die Temperaturen der Wärmequelle und der Wärmesenke, also etwa Außenluft- und Vorlauftemperatur, sowie die zugehörigen Temperaturdifferenzen vor. Daraus ergeben sich die Verdampfungs- und Kondensationsbedingungen und der vollständige Kreisprozess. So wird unmittelbar sichtbar, wie sich beispielsweise eine höhere Vorlauftemperatur oder eine größere Grädigkeit in einem Wärmeübertrager auf das Druckniveau, die Verdichterarbeit und damit auf die Effizienz der Anlage auswirkt.

Grundlage ist eine Vielzahl vorab berechneter Kreisprozesse, die mit dem am Lehrstuhl entwickelten Simulationswerkzeug crispy (Höges et al. 2022) erzeugt wurden. Die Stoffdaten werden mit REFPROP (Lemmon et al. 2018) berechnet. Zwischen den berechneten Stützstellen wird im Browser interpoliert, sodass sich das Diagramm bei jeder Änderung der Randbedingungen unmittelbar aktualisiert. In der aktuellen Version steht der einfache Kältekreis mit Propan (R290) zur Verfügung. Eine Erweiterung um Kreisprozesse mit internem Wärmeübertrager und Zwischeneinspritzung, variable Verdichterwirkungsgrade sowie weitere Kältemittel ist geplant.

Das Werkzeug wird insbesondere in der Lehre eingesetzt, etwa im Masterwahlfach Wärmepumpensystemtechnik, und soll ein anschauliches Verständnis für den Zusammenhang zwischen Anlagenbetrieb und thermodynamischem Kreisprozess vermitteln.