1. Einführung von parallelen Kälteanlagen
Eine Parallel-Kälteanlage ist ein Kälteaggregat, das mehr als zwei Kompressoren in einem Gehäuse integriert und mehrere Verdampfer versorgt. Die Kompressoren arbeiten mit einem gemeinsamen Verdampfungs- und Kondensationsdruck. Die Parallel-Kälteanlage passt den Energieverbrauch automatisch an die Systemlast an. Dadurch wird ein gleichmäßiger Verschleiß der Kompressoren gewährleistet. Die Kälteanlage benötigt wenig Platz und lässt sich einfach zentral und fernsteuern.
Dieselbe Anlagengruppe kann aus Kompressoren desselben Typs oder aus Kompressoren unterschiedlicher Typen bestehen. Sie kann aus Kompressoren desselben Typs (z. B. Kolbenkompressor) oder aus verschiedenen Kompressortypen (z. B. Kolbenkompressor + Schraubenkompressor) zusammengesetzt sein; sie kann für eine oder mehrere Verdampfungstemperaturen ausgelegt sein; sie kann ein- oder zweistufig sein; sie kann als Einzyklus- oder Kaskadensystem ausgeführt sein usw. Die meisten gängigen Kompressoren sind einzyklische Parallelsysteme desselben Typs.
Parallel geschaltete Kompressoreinheiten passen sich der dynamischen Kühllast des Kältesystems besser an. Durch die Anpassung der Start- und Stoppzeiten der Kompressoren im Gesamtsystem wird ein ungleichmäßiger Betrieb vermieden. Beispielsweise läuft der Kompressor bei geringem Kühlbedarf im Winter weniger, im Sommer hingegen bei hohem Bedarf häufiger. Der Saugdruck der Kompressoreinheit bleibt konstant, was die Systemeffizienz deutlich steigert. Ein Vergleichsversuch mit Einzel- und Parallelschaltung desselben Systems ergab, dass die Parallelschaltung 18 % Energie einsparen kann.
Die Steuerung aller Kompressoren, Kondensatoren und Verdampfer kann im elektrischen Schaltschrank des Systems zentralisiert werden, und Computersteuerungen maximieren die Systemeffizienz. Dadurch ist ein vollständig unbemannter und ferngesteuerter Betrieb möglich.
2. Auswahl der Rohrleitungsrichtung und des Rohrdurchmessers
Rohrleitungsrichtung: In Freon-Kälteanlagen zirkuliert das Kompressorschmieröl zusammen mit dem Kältemittel im System. Um einen reibungslosen Ölrücklauf zu gewährleisten, muss die Rückluftleitung (Niederdruckleitung) ein gewisses Gefälle zum Kompressor hin aufweisen, üblicherweise ein Gefälle von 0,5 %.
Auswahl des Rohrdurchmessers: Ist der Durchmesser des Kupferrohrs zu klein, wird der Druckverlust des Kältemittels in der Flüssigkeitszuleitung (Hochdruckleitung) und der Rückluftleitung (Niederdruckleitung) zu groß; ist der Wert zu groß, kann zwar der Widerstandsverlust in der Leitung reduziert werden, dies führt jedoch zu höheren Anfangsinvestitionskosten und gleichzeitig zu einer unzureichenden Ölrücklaufgeschwindigkeit in der Rückluftleitung.
Prinzip für die Auswahl des Rohrdurchmessers (empfohlen): Die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der Flüssigkeitszuleitung beträgt 0,5-1,0 m/s und darf 1,5 m/s nicht überschreiten; in der Rückluftleitung beträgt die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der horizontalen Leitung 7-10 m/s, die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der aufsteigenden Leitung 15-18 m/s.
Verzweigtes Design: Parallelanlagen verfügen über Flüssigkeitszulauf- und Abluftverteiler. An jedem Flüssigkeitszulaufverteiler befinden sich mehrere Flüssigkeitszulaufzweige, denen jeweils ein Abluftkanal zugeordnet ist. Ein solches Kältemittelsystem einer Parallelanlage wird als verzweigtes System bezeichnet. Jedes Zweigpaar, bestehend aus Flüssigkeitszulaufzweig und zugehörigem Abluftkanal, kann einen einzelnen Verdampfer (Zweig 1) oder eine Gruppe von Verdampfern (Zweig n) umfassen. Bei einer Verdampfergruppe werden die Verdampfer üblicherweise gleichzeitig an- und abgeschaltet.
Der Verdampfer befindet sich höher als der Kompressor:
Befindet sich der Verdampfer höher als der Kompressor, gewährleistet ein System mit einer ausreichenden Neigung der Rücklaufleitung und geeignetem Rohrdurchmesser einen reibungslosen Ölrücklauf. Ist der Höhenunterschied zwischen Verdampfer und Kompressor jedoch zu groß, entsteht im flüssigen Kältemittel der Zuleitung Dampf, bevor es den Drosselmechanismus zur Unterkühlung erreicht.
Der Verdampfer befindet sich unterhalb des Kompressors:
Befindet sich der Verdampfer tiefer als der Kompressor, entsteht im Flüssigkeitszulauf aufgrund des Höhenunterschieds kein Entspannungsdampf. Bei der Auslegung der Kältemittelleitungen muss jedoch der Rücklauf des Systems unbedingt berücksichtigt werden. Um Ölprobleme zu vermeiden, sollte in diesem Fall ein Ölrücklaufbogen im aufsteigenden Abschnitt jedes Rückluftzweigs vorgesehen und installiert werden.
Der Verdampfer befindet sich höher als der Kompressor:
Befindet sich der Verdampfer höher als der Kompressor, gewährleistet ein System mit einer ausreichenden Neigung der Rücklaufleitung und geeignetem Rohrdurchmesser einen reibungslosen Ölrücklauf. Ist der Höhenunterschied zwischen Verdampfer und Kompressor jedoch zu groß, entsteht im flüssigen Kältemittel der Zuleitung Dampf, bevor es den Drosselmechanismus zur Unterkühlung erreicht.
Der Verdampfer befindet sich unterhalb des Kompressors:
Befindet sich der Verdampfer tiefer als der Kompressor, entsteht im Flüssigkeitszulauf aufgrund des Höhenunterschieds kein Entspannungsdampf. Bei der Auslegung der Kältemittelleitungen muss jedoch der Rücklauf des Systems unbedingt berücksichtigt werden. Um Ölprobleme zu vermeiden, sollte in diesem Fall ein Ölrücklaufbogen im aufsteigenden Abschnitt jedes Rückluftzweigs vorgesehen und installiert werden.
Veröffentlichungsdatum: 22. Dezember 2022
