Es gibt viele Kühlmethoden, von denen die folgenden häufig verwendet werden:
1. Flüssigkeitsverdampfungskühlung
2. Gasexpansion und Kühlung
3. Wirbelrohrkühlung
4. Thermoelektrische Kühlung
Die Flüssigkeitsverdampfungskältetechnik ist die am weitesten verbreitete Methode. Sie nutzt die Wärmeabsorption bei der Flüssigkeitsverdampfung zur Kühlung. Kompressions-, Absorptions-, Injektions- und Adsorptionskältetechnik zählen zu den Flüssigkeitsverdampfungskälteverfahren.
Die Dampfkompressionskältemaschine zählt zur Phasenwechselkältemaschine. Sie nutzt den Wärmeabsorptionseffekt beim Übergang des Kältemittels vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, um Kälteenergie zu gewinnen. Es besteht aus vier Teilen: Kompressor, Kondensator, Drosselmechanismus und Verdampfer. Diese sind wiederum durch Rohrleitungen zu einem geschlossenen System verbunden.
Hauptkomponenten und Zubehör für die Kälteanlage
1. Kompressor
Kompressoren werden in drei Bauarten unterteilt: offene, halboffene und geschlossene Kompressoren. Ihre Funktion besteht darin, Kältemittel mit niedriger Temperatur von der Verdampferseite anzusaugen, es zu Kältemitteldampf mit hohem Druck und hoher Temperatur zu verdichten und diesen dem Kondensator zuzuführen.
2.Kondensator
Der Kondensator ist ein Wärmetauscher, der die Kälteleistung des Verdampfers im Kältesystem zusammen mit der Kompressionsleistung des Kompressors an das umgebende Medium (Kühlwasser oder Luft) abgibt. Je nach Kühlmethode unterscheidet man zwischen luftgekühlten, wassergekühlten und Verdunstungskondensatoren. Der Kondensator ist ein Wärmetauscher, der die Kälteleistung des Verdampfers im Kältesystem zusammen mit der Kompressionsleistung des Kompressors an das umgebende Medium (Kühlwasser oder Luft) abgibt. Je nach Kühlmethode unterscheidet man zwischen luftgekühlten, wassergekühlten und Verdunstungskondensatoren.
3. Verdampfer
Der Verdampfer bewirkt, dass die Kältemittelflüssigkeit bei einer niedrigeren Temperatur siedet und die Wärme des gekühlten Mediums (Luft oder Wasser) aufnimmt, um den Kühlvorgang zu ermöglichen.
4. Magnetventil
Ein Magnetventil ist ein Absperrventil, das sich elektrisch gesteuert automatisch öffnet. Es wird üblicherweise in die Systemleitung eingebaut, um den Stellantrieb des Zweiwegereglers der Kältemittelleitung automatisch ein- und auszuschalten. Das Magnetventil ist in der Regel zwischen Expansionsventil und Kondensator installiert. Der Standort sollte so nah wie möglich am Expansionsventil liegen, da das Expansionsventil lediglich ein Drosselelement ist und nicht von selbst geschlossen werden kann. Daher muss ein Magnetventil verwendet werden, um die Flüssigkeitszuleitung abzuschalten.
5. Thermisches Expansionsventil
Kälteanlagen verwenden häufig Expansionsventile zur Regulierung des Kältemittelstroms. Diese Ventile regeln nicht nur die Kältemittelzufuhr zum Verdampfer, sondern dienen auch als Drosselventil der Kälteanlage. Das Expansionsventil nutzt die Änderung der Kältemittelüberhitzung am Verdampferausgang, um die Kältemittelzufuhr anzupassen. Es ist mit dem Kältemitteleinlassrohr des Verdampfers verbunden, und der Temperaturfühler befindet sich am Verdampferauslassrohr. Je nach Bauart des Expansionsventils werden verschiedene Ausführungen unterschieden.
(1) Intern ausbalanciertes thermisches Expansionsventil;
(2) Extern ausgeglichenes thermisches Expansionsventil.
Intern ausbalanciertes thermisches Expansionsventil: Es besteht aus einem Temperaturfühler, einem Kapillarrohr, einem Ventilsitz, einer Membran, einer Ausstoßstange, einer Ventilnadel und einem Einstellmechanismus. Intern ausbalancierte thermische Expansionsventile werden üblicherweise in kleinen Verdampfern eingesetzt.
Extern ausgeglichenes thermisches Expansionsventil: Bei Verdampfern mit langen Rohrleitungen oder höherem Widerstand werden häufig extern ausgeglichene thermische Expansionsventile eingesetzt. Bei Verdampfern gleicher Größe kann in Hochtemperaturspeichern ein intern ausgeglichenes Expansionsventil, in Tieftemperaturspeichern hingegen ein extern ausgeglichenes verwendet werden.
6. Ölabscheider
Ein Ölabscheider wird üblicherweise zwischen Kompressor und Kondensator installiert, um das im Kältemitteldampf enthaltene Kältemaschinenöl abzutrennen. Die Ölrückführungseinrichtung leitet das Kältemaschinenöl zurück in das Kurbelgehäuse des Kompressors. Gängige Bauarten von Ölabscheidern sind Zentrifugal- und Filterabscheider.
7. Gas-Flüssigkeits-Abscheider
Um einen Flüssigkeitsschlag im Kompressor zu verhindern, trennen Sie das gasförmige Kältemittel vom flüssigen Kältemittel; speichern Sie das flüssige Kältemittel im Kältekreislauf und passen Sie die Flüssigkeitszufuhr an die Laständerung an.
8. Stausee
Durch die Positionierung des Akkumulators kann dessen Flüssigkeitsspeicherkapazität genutzt werden, um den Kältemittelkreislauf im System auszugleichen und zu stabilisieren, sodass die Kälteanlage normal funktioniert. Der Akkumulator wird üblicherweise zwischen Kondensator und Drosselelement angeordnet. Damit das flüssige Kältemittel aus dem Kondensator ungehindert in den Akkumulator fließen kann, sollte dieser unterhalb des Kondensators positioniert sein.
9. Trockner
Um einen reibungslosen Kältemittelkreislauf zu gewährleisten, muss die Kälteanlage sauber und trocken gehalten werden. Der Filtertrockner ist üblicherweise vor dem Drosselelement installiert. Wenn das flüssige Kältemittel den Filtertrockner durchströmt, wird ein Verstopfen des Drosselelements wirksam verhindert.
10. Schauglas
Es dient hauptsächlich dazu, den Zustand des Kältemittels in der Flüssigkeitsleitung der Kälteanlage und den Wassergehalt des Kältemittels anzuzeigen. Üblicherweise sind verschiedene Farben auf dem Gehäuse des Schauglases angebracht, um den Wassergehalt des Kältemittels im System anzuzeigen.
11. Hoch- und Niederspannungsrelais
Ist der Auslassdruck des Kompressors zu hoch, schaltet er sich automatisch ab, stoppt den Kompressor und beseitigt die Ursache des hohen Drucks. Anschließend kann er manuell wieder gestartet werden (Fehlermeldung + Alarm). Sinkt der Saugdruck unter den unteren Grenzwert, schaltet er sich ebenfalls automatisch ab, stoppt den Kompressor und startet ihn wieder, sobald der Saugdruck den oberen Grenzwert erreicht.
12. Differenzialöldruckrelais
Der elektrische Schalter, der die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Schmierölpumpe als Steuersignal nutzt, schaltet den Kompressor zum Schutz ab, wenn die Druckdifferenz unter den eingestellten Wert fällt.
13. Temperaturrelais
Die Temperatur im Kühlraum wird als Steuersignal verwendet. Der Kompressor kann direkt über das Magnetventil der Flüssigkeitszufuhr gestartet und gestoppt werden. Bei Maschinen mit mehreren Kompressorblöcken können die Temperaturrelais der einzelnen Blöcke parallel geschaltet werden, um den Kompressor automatisch zu starten und zu stoppen.
14. Kältemittel
Kältemittel, auch als Kältemittel oder Kältemittel bezeichnet, sind Medien, die in verschiedenen Wärmekraftmaschinen zur Energieumwandlung eingesetzt werden. Diese Substanzen nutzen üblicherweise reversible Phasenübergänge (wie z. B. den Übergang von gasförmig zu flüssig), um die Leistung zu erhöhen.
15. Kühlöl
Die Hauptfunktion von Kältemaschinenöl besteht in der Schmierung, Abdichtung, Kühlung und Filterung. Bei Mehrzylinderkompressoren kann Schmieröl auch zur Steuerung des Entlastungsmechanismus eingesetzt werden.
Veröffentlichungsdatum: 15. November 2021