Lernfeld 12 · Prüfung Teil 2
Leistungsregelung
Leistungsregelung von Kälteverdichtern: Takten, Zylinderabschaltung, Drehzahlregelung, Digital Scroll, Verbundanlagen und Heißgas-Bypass im Vergleich.
Darum geht es
Ein Verdichter wird für die größte Last ausgelegt, läuft aber die meiste Zeit in Teillast. Ohne Regelung schaltet er dann häufig ein und aus. Jeder Start belastet Motor und Schütz mit hohem Anlaufstrom, das Öl kehrt bei kurzen Laufzeiten nicht zurück, und die Temperatur schwankt. Hersteller begrenzen darum die Starts je Stunde, und Regler halten Mindestlauf- und Mindeststillstandszeiten ein. Besser ist es, die Förderung des Verdichters an den Bedarf anzupassen.
Halbhermetische Hubkolbenverdichter regeln über Zylinderabschaltung, indem die Saugseite einzelner Zylinderköpfe gesperrt wird. Schraubenverdichter verschieben einen Steuerschieber. Digitale Scrollverdichter heben die feste Spirale zeitweise axial ab und fördern dann nicht; die mittlere Leistung ergibt sich aus Last- und Leerlaufzeit. Am vielseitigsten ist die Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter, die bei Inverter-Klimageräten und Wärmepumpen Standard ist. Vereinfacht ist die Kälteleistung proportional zur Drehzahl. Der Hersteller gibt Mindest- und Höchstdrehzahl vor, damit Schmierung, Motorkühlung und Ölrückführung gesichert bleiben.
In Supermärkten arbeiten Verbundanlagen mit mehreren Verdichtern an einer gemeinsamen Saugleitung. Der Verbundregler schaltet nach dem Saugdruck zu und ab, wechselt die Reihenfolge nach Betriebsstunden und nutzt eine Schaltdifferenz gegen zu häufiges Schalten. Fällt ein Verdichter aus, läuft die Kühlung eingeschränkt weiter. Energetisch ungünstig ist der Heißgas-Bypass, bei dem Druckgas ungenutzt zur Saugseite zurückströmt. Drehzahlregelung lohnt sich besonders, weil im Teillastbetrieb das Druckverhältnis sinkt und die Leistungszahl steigt.
Das solltest du dir merken
- Häufiges Takten schadet Motor, Schütz und Schmierung.
- Kälteleistung ist vereinfacht proportional zur Drehzahl.
- Unter der Mindestdrehzahl leiden Schmierung und Ölrückführung.
- Verbundanlagen regeln nach dem Saugdruck und verteilen die Laufzeiten.
- Heißgas-Bypass ist die ungünstigste Art der Leistungsregelung.
Formeln
- Kälteleistung bei geänderter Drehzahl
- , Drehzahlen oder Frequenzen am Umrichter, vereinfachte Proportionalität
- Leistung bei Zylinderabschaltung
- arbeitende Zylinder, Zylinderzahl
Typische Fehler in der Prüfung
- Die Kälteleistung mit dem Quadrat oder der dritten Potenz der Drehzahl umgerechnet wie bei Ventilatoren.
- Heißgas-Bypass als sparsame Leistungsregelung empfohlen.
- Die Mindestdrehzahl eines Inverter-Verdichters unterschritten.
- Bei Verbundanlagen das Ölmanagement vergessen.
Tipps aus der Werkstatt
- Vereinfacht gilt: Die Kälteleistung eines Verdichters steigt und fällt linear mit der Drehzahl. Das Quadrat oder die dritte Potenz gehören zu Ventilatoren und Pumpen, nicht hierher. Heißgas-Bypass regelt zwar die Leistung, spart aber fast keinen Strom und ist darum in der Prüfung die energetisch schlechteste Antwort.
Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.
12 Aufgaben zu „Leistungsregelung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in für Kältetechnik, Lernfeld 12 (Verdichter auswählen und montieren). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.