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Lernfeld 12 · Prüfung Teil 2

Verdichterleistung und Liefergrad

Verdichterleistung berechnen: Hubvolumenstrom, Liefergrad, Massenstrom, Kälteleistung und Leistungszahl im Betriebspunkt nach Herstellerangaben.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Ein Verdichter verdrängt geometrisch den Hubvolumenstrom. Tatsächlich saugt er weniger an: Gas aus dem schädlichen Raum dehnt sich beim Saughub erst wieder aus, das Sauggas erwärmt sich im Zylinder, und Ventile drosseln und lassen etwas zurückströmen. Das Verhältnis von angesaugtem Volumenstrom zum Hubvolumenstrom ist der Liefergrad. Er sinkt mit steigendem Druckverhältnis.

Aus dem angesaugten Volumenstrom und der Dichte des Sauggases folgt der Massenstrom, mal spezifischer Kälteleistung aus dem log-p-h-Diagramm die Kälteleistung. Für die Auswahl rechnet man rückwärts: Kälteleistung durch spezifische Kälteleistung ergibt den Massenstrom, mal spezifischem Volumen den angesaugten Volumenstrom, durch den Liefergrad den nötigen Hubvolumenstrom. Sinkt die Verdampfungstemperatur, nehmen Sauggasdichte und Liefergrad ab, die Kälteleistung fällt deutlich. Dasselbe bewirkt ein großer Druckverlust in der Saugleitung.

Die Leistungszahl ist Kälteleistung durch Antriebsleistung. Sie wird umso besser, je kleiner der Abstand zwischen Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur ist: Verdampfungstemperatur so hoch wie zulässig, Verflüssiger sauber, Druckverluste klein. Herstellerangaben gelten nur für die genannten Bedingungen, etwa nach DIN EN 12900 mit festgelegter Überhitzung und Unterkühlung; für die eigene Anlage liest man den tatsächlichen Betriebspunkt im Leistungsdiagramm oder in der Auslegungssoftware ab.

Das solltest du dir merken

  • Liefergrad ist angesaugtes durch verdrängtes Volumen und immer kleiner als 1.
  • Höheres Druckverhältnis heißt kleinerer Liefergrad.
  • Tiefere Verdampfung senkt Sauggasdichte und Kälteleistung.
  • Leistungszahl ist Kälteleistung durch Antriebsleistung.
  • Datenblattwerte nur im genannten Betriebspunkt übernehmen.

Formeln

Liefergrad
tatsächlich angesaugter Volumenstrom, Hubvolumenstrom, beide in m³/h
Kälteleistung aus dem Hubvolumenstrom
spezifisches Volumen des Sauggases in m³/kg, spezifische Kälteleistung in kJ/kg, in m³/s
Leistungszahl
Kälteleistung, Antriebsleistung des Verdichters, beide in kW

Typische Fehler in der Prüfung

  • Den Hubvolumenstrom ohne Liefergrad als angesaugten Volumenstrom genommen.
  • Bei der Auswahl mit dem Liefergrad multipliziert statt dividiert.
  • Stunden und Sekunden beim Volumenstrom nicht umgerechnet.
  • Datenblattleistung ohne Blick auf Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur übernommen.

Tipps aus der Werkstatt

  • Verdichter auswählen in drei Schritten: Kälteleistung durch q0 gibt den Massenstrom, mal spezifischem Volumen den angesaugten Volumenstrom, durch den Liefergrad den Hubvolumenstrom. Nicht vergessen: kg/s mal 3600 ergibt kg/h. Die Leistungszahl ist Kälteleistung durch Antriebsleistung.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Verdichterleistung und Liefergrad“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in für Kältetechnik, Lernfeld 12 (Auswählen und Montieren von Verdichtern); DIN EN 12900. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.