Kälteaggregat-Installation: Falsche Kupferrohr-Spezifikationen gewählt, Kälteleistung wird direkt gemindert

Problem

Wenn die Kühlraumtemperatur nicht heruntergeht, ist die erste Reaktion der meisten, dass der Verdichter defekt sei. In unserem Geschäft mit Kühlraumaggregaten der LZ-Serie ist es genau umgekehrt: Der Verdichter ist selten das Problem. Die Kupferleitung zwischen Verflüssigungssatz und Kühlraum-Deckenverdampfer ist es. Rohrdurchmesser, Rohrlänge und Verlegeart bestimmen, wie viel Kältemittel tatsächlich den Verdampfer erreicht.

Ursache

Bei jeder Einheit der LZ-Serie sind die Anschlussgrößen werkseitig angegeben. Diese Werte sind keine Richtwerte, sondern aus Druckverlustberechnungen auf Basis der Kältemittelfüllmenge und Kälteleistung dieses Modells abgeleitet.

Die luftgekühlte LZAC-Serie mit fester Frequenz umfasst insgesamt sieben Modelle:

Die wassergekühlte LZWC-Serie folgt derselben Logik, ist aber kompakter. LZWC-07 Anschlüsse 12.7mm / 15.88mm, Füllung 2.2kg; LZWC-12 Anschlüsse 12.7mm / 19.05mm, Füllung 3.7kg. Wasseranschlüsse DN25, der Rohrbündelkondensator benötigt 2 bis 3 m³/h Kühlwasser.

Prinzip

Für Kältemittelleitungen gelten zwei harte Regeln.

Erstens: Der Druckverlust in der Flüssigkeitsleitung ist auf unter 0.5 bar zu begrenzen. Wird die Flüssigkeitsleitung zu dünn gewählt, entsteht vor dem elektronischen Expansionsventil Flashgas. Das EEV liefert zu wenig Flüssigkeit, dem Verdampfer fehlt Kältemittel, und die Kühlraumtemperatur erreicht nie den Sollwert. Der Verdichter zeigt hohe Heißgastemperatur und läuft dauerhaft heiß, während der tatsächliche Massenstrom immer kleiner wird.

Zweitens: Der Druckverlust in der Saugleitung darf die Verdampfungstemperatur nicht um mehr als 1 bis 2°C absinken lassen. Eine zu dick gewählte Saugleitung ist ebenfalls problematisch – die Strömungsgeschwindigkeit ist zu niedrig, der Ölrücktransport stockt, Öl sammelt sich in horizontalen Rohrabschnitten, und der Verdichter läuft mit Ölmangel.

In vertikalen Saugleitungen ist alle 4 bis 6 m Steighöhe ein Ölrückführbogen zu setzen. Das ist Standardpraxis und der Schritt, der am häufigsten eingespart wird. Der Ölrückführbogen sammelt das Öl, lässt es vom Gas abschnittsweise nach oben transportieren und hält den Ölstand des Verdichters normal.

Lösung

LZ-Einheiten werden mit Kugelhähnen verbunden, nicht über kurze hartgelötete Rohrstutzen. Das ist ein Vorteil, der richtig genutzt werden muss. Der Kugelhahn kann die Einheit separat absperren; für Wartungsarbeiten muss nicht das gesamte Kältemittel der Anlage zurückgewonnen werden, und die Druckprüfung auf Dichtheit ist ebenfalls einfacher. Umgekehrt verlangt dies jedoch, dass der Installateur zuerst die bauseitigen Anschlüsse schweißt und erst dann das Ventil öffnet. Wenn mit geöffnetem Ventil und unter Druck geschweißt wird, gibt es keinen Stickstoffschutz im Rohr; im Inneren der Kupferleitung entsteht Zunder, der direkt in das EEV und den Verdichter gelangt. Die meisten Störungen im ersten Monat, die wir im Handels- und Kundendienst erleben, entstehen genau bei diesem Schritt.

Am Installationstag müssen drei Dinge richtig gemacht werden:

1. Während des gesamten Schweißens mit Stickstoff spülen. Bei jeder Schweißnaht Niederdruck-Stickstoff durch das Rohr leiten, um Zunderbildung zu verhindern und das Rohrinnere sauber zu halten.
2. Die werkseitige Füllmenge beachten. Das werkseitige Kältemittel reicht nur für den Verflüssigungssatz plus ein kurzes Stück Verbindungsleitung. Ist die Einheit mehr als etwa 5 m vom Kühlraum-Deckenverdampfer entfernt, muss Kältemittel nachgefüllt werden. Nach der zusätzlichen Leitungslänge gewichtsbasiert nachfüllen, nicht anhand des Manometerdrucks raten.
3. Saugleitung dämmen und Ölrückführbögen setzen. Die Dämmung stabilisiert die Überhitzung, der Ölrückführbogen im Steigrohr sichert den Ölstand des Verdichters.

Reale Daten

Die Kälteleistung ändert sich stark mit der Kühlraumtemperatur. LZAC-12 mit einem elektronischen Expansionsventil: bei +20°C Kühlraumtemperatur 17,530W, bei 0°C 8,550W, bei -20°C nur noch 4,800W. Dieselbe Maschine hat im Tiefkühlbetrieb nur etwa ein Viertel der Kälteleistung des Hochtemperaturbetriebs. Die Auslegung muss daher von der Ziel-Kühlraumtemperatur rückwärts erfolgen; bestellen Sie nicht einfach nach der größten Zahl auf dem Typenschild.

Das große Modell LZAC-50 liefert im Einzelventilbetrieb bei +20°C 70,500W und bei -20°C 18,800W; der Verflüssigungssatz wiegt 420kg, der Deckenverdampfer hat zwei DN32-Kondensatabläufe. LZAC-65 erreicht bei +20°C 83,125W, die Einheit wiegt 630kg und ist mit 25kg R410A gefüllt. Montagekonsolen, Wartungszugang und Rohrleitungsstützen müssen sich nach diesen Zahlen richten. Ein 630kg schwerer Verflüssigungssatz kann nicht von einer Wandkonsole getragen werden; es muss ein Stahlgerüst verwendet werden.

Installationsreihenfolge

• Zuerst den Verflüssigungssatz auf das Stahlgerüst setzen und waagerecht ausrichten. Die Ausblasrichtung des Verflüssigerlüfters prüfen: nicht gegen die vorherrschende Windrichtung, und die Ausblasseite muss frei bleiben.
• Den Deckenverdampfer mit natürlichem Gefälle in Schwerkraftrichtung entwässern und an den DN32-Kondensatablauf anschließen. In der LZ-Serie haben alle Modelle von LZAE-4001-15 bis LZAE-5504-125 einen DN32-Ablauf; größere Modelle verwenden zwei. Wenn die Ablaufleitung kein Gefälle und keinen Siphon hat, läuft Kondensat in den Kühlraum auf die Produkte zurück.
• Flüssigkeits- und Saugleitung verlegen. Die Flüssigkeitsleitung kurz und gerade halten; die horizontale Saugleitung leicht zum Verdichter hin abfallend verlegen.
• Jede Schweißnaht mit Stickstoffspülung schweißen; den Kugelhahn zunächst nicht öffnen.
• Mit Stickstoff auf den Prüfdruck laut Typenschild aufdrücken und den Druck halten, dann auf unter 500 Mikron evakuieren und erst danach das Ventil öffnen.
• Kugelhahn öffnen, wenn vorhanden das Schauglas prüfen, bei langer Leitung Kältemittel nachfüllen und in Betrieb nehmen.

Häufige Fragen

Q1: Darf die Kupferleitung eine Nennweite kleiner als die Anschlussgröße sein? Nein. Die Anschlussgröße ist die Mindestanforderung für dieses Modell. Eine dünnere Leitung erhöht den Druckverlust, erzeugt Flashgas und senkt die effektive Kälteleistung. Bei längeren Leitungen denselben Rohrdurchmesser beibehalten und Kältemittel nachfüllen; den Querschnitt nicht verkleinern.

Q2: Was passiert, wenn die Leitung länger ist als von der werkseitigen Füllmenge abgedeckt? Das System hat Kältemittelmangel. Der Saugdruck ist zu niedrig, der Verdampfer vereist ungleichmäßig, und die Abkühlung erfolgt sehr langsam. Nach der zusätzlichen Leitungslänge gewichtsbasiert nachfüllen. R410A muss flüssig eingefüllt werden, nicht gasförmig.

Q3: Beeinträchtigt sommerliche Hitze einen im Freien aufgestellten Verflüssigungssatz? Ja. Die luftgekühlten LZAC-Einheiten haben eine maximale Umgebungstemperatur von 48°C. Wird diese überschritten, steigt die Verflüssigungstemperatur und die Kälteleistung sinkt. In heißen Regionen sind wassergekühlte LZWC-Einheiten besser geeignet: niedrigere Verflüssigungstemperatur, Geräuschpegel 62 bis 63dB(A), aber eine Wasserquelle ist erforderlich.

Q4: Wie oft muss der Kondensatablauf des Deckenverdampfers gereinigt werden? Mindestens monatlich prüfen. Ein verstopfter DN32-Ablauf ist die häufigste Ursache für Wasser, das im Kühlraum auf die Ware tropft. Kondensatwanne reinigen und Ablaufleitung mit warmem Wasser spülen.

Q5: Müssen für Tiefkühlraum und Frischhalteraum unterschiedliche Einheiten verwendet werden? Dieselbe physische Einheit kann sowohl +20°C Frischhaltung als auch -20°C Tiefkühlung übernehmen, aber die Kälteleistung muss für die Ziel-Kühlraumtemperatur geprüft werden. LZAC-12 liefert bei -20°C nur 4,800W und bei +20°C 17,530W. Für den Tiefkühlbetrieb auslegen und dann prüfen, ob die Kühllast im Raum dazu passt.

Zusammenfassung

Kupferleitungsdimensionierung und Installationsqualität entscheiden darüber, ob das Kühlhaus am ersten Tag richtig abkühlt. Die LZ-Serie bietet klare Anschlussgrößen, werkseitige Füllmengen und Kugelhahn-Wartungspunkte. Wenn die Spezifikationen eingehalten werden, beim Schweißen mit Stickstoff gespült wird, Steigleitungen Ölrückführbögen erhalten und der Kondensatablauf korrekt ausgeführt ist, kann ein 630kg schwerer LZAC-65 auf einem geeigneten Stahlgerüst mit sauberen Leitungen viele Jahre