Kompressoren. Auswahlkriterien für den Service. ESSE - Wilhelm Nießen 1

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Rainer Winter
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1 Kompressoren Auswahlkriterien für den Service 1

2 Inhalte Aufgabe Bauarten Einsatzgebiete Aufbau Funktion Kältekreislauf Wärmetransport Kälteleistung ZEM GL Reihe 134a Kältemittelvergleich Massenstrom Kompressorvergleich Definitionen Service Kompressor Datenblätter Typ Codes 2

3 Aufgabe Im Kälte Prozess übernimmt der Kompressor die Aufgabe, die zum verdampfen und zum verflüssigen erforderlichen Druckverhältnisse herzustellen und das für den Wärmetransport notwendige Kältemittel zu transportieren 3

4 Bauarten Hermetische Kompressoren Rollkolben Kompressoren Scroll Kompressoren Offene Kompressoren 4

5 Einsatzgebiete Offene Kompressoren: für große Leistungen, Antrieb auch mit Otto- oder Dieselmotor möglich. Scroll Kompressoren: für kleinere Leistungen wie z.b. für Wärmepumpen, Hermetk Bauweise. Rollkolben Kompressor: für kleinere Leistungen wie z.b. für Klima und Kühlgeräte, Hermetik Bauweise. Hermetische Kompressor: für kleine Leistungen wie z.b in der Haushaltskühlung, Hubkolbenverdichter, feste oder regelbare Drehzahl. 5

6 Einsatzgebiete Hermetics im Hausgeräte Bereich 6

7 Aufbau (Hermetic) Deckel Verdichter Antriebsmotor Kapsel Anschlußbox 7

8 Funktion (Hermetic) Ansaugen 8

9 Funktion (Hermetic) Verdichten 9

10 Funktion (Hermetic) Verdichtetes Kältemittelgas wird zum Verflüssiger gepumpt 10

11 Kältekreislauf Das Kältemittel wird vom Kompressor angesaugt, verdichtet und in den Verflüssiger gepumpt.von dort gelangt es über das Drosselorgan (Kapillarrohr) in den Verdampfer. 11

Wärmetransport Wärme die im Kühlgerät stört wird nach draußen transportiert. Der Wärmetransport erfolgt mit Hilfe des Kältemittels. kühlen = weniger Wärme Die Kühlleistung ist u.a. von der umlaufenden Kältemittelmasse abhängig Wärme Heat Wärme Heat Wärme Heat wobei diese wiederum mit der Kälteleistung des Kompressors zusammenhängt.

12 Wärmetransport Wärme die im Kühlgerät stört wird nach draußen transportiert. Der Wärmetransport erfolgt mit Hilfe des Kältemittels. kühlen = weniger Wärme Die Kühlleistung ist u.a. von der umlaufenden Kältemittelmasse abhängig Wärme Heat Wärme Heat Wärme Heat wobei diese wiederum mit der Kälteleistung des Kompressors zusammenhängt. Verdampfungsenthalpie KJ / Kg Kältemittel 12

13 Kälteleistung (W) Wärme Heat Wärme Heat Wärme Bei Haushalts Kühl- und Gefriergeräten liegt die Kälteleistung bei ca W 148W 62W 82W 13

14 Kälteleistung (W) GL80AA GL35AA GL45AA 8,10cm³ 148W 3,67cm³ 62W 4,56cm³ 82W 14

15 Kälteleistung (W) 88W GL35AA 3,67cm³ 62W 100W GL45AA 4,56cm³ 82W 159W GL80AA 8,10cm³ 148W 15

16 Kälteleistung (W) 88W GL35AA 3,67cm³ >62W >82W GL45AA 100W 4,56cm³ 62W 82W 159W GL80AA 8,10cm³ >148W 148W 16

17 ZEM GL Reihe 134a ZEM GL35AA 3.67 cm³ ZEM GL45AA 4.56 cm³ ZEM GL80AA 8.10 cm³ 1/10 HP (PS) P 88W 1/8 HP (PS) P 100W 1/5 HP (PS) P 159W Q 62W Q 53Kcal/h Q 82W Q 70Kcal/h Q 148W Q 127Kcal/h GL35AA 3,67cm³ GL45AA 4,56cm³ GL80AA 8,10cm³ 17

18 Kältemittelvergleich Kältemittel R12 R134a R600a Siedepunkt - 30 C - 26 C - 12 C Verfl. Druck 55 C Pabs 13,72 bar 14,91 bar 7,77 bar Enthalpie bei Sdp. 166 KJ/Kg 215 KJ/Kg 367 KJ/Kg Verd. Enth. 20/-25 C 122 KJ/Kg 156 KJ/Kg 274 KJ/Kg Dichte des Dampfes -25 C 7,69 Kg/m³ 5,56 Kg/m³ 1,67 Kg/m³ Verd. Druck -25 C Pabs 1,24 bar 1,07bar 0,56bar Vol. des Dampfes -25 C 130 dm³/kg 180 dm³/kg 600 dm³/kg 18

19 Kältemittelvergleich (R12=1) Kältemittel R12 R134a R600a Siedepunkt - 30 C - 26 C - 12 C Verfl. Druck 55 C Pabs 1 1,087 0,566 Enthalpie bei Sdp. 1 1,295 2,211 Verd. Enth.20/ -25 C 1 1,279 2,246 Dichte des Dampfes -25 C 1 0,723 0,217 Verd. Druck -25 C Pabs 1 0,863 0,452 Vol. des Dampfes -25 C 1 1,385 4,615 19

20 Kälteleistung = Massenstrom Beispiel R134a Kältemittel Verd. Enth.20/ -25 C Dichte des Dampfes -25 C Vol. des Dampfes -25 C Faktor = Vol.d.D Enthalpie : R R134a 1,279 0,723 1,385 R600a 2,246 0,217 4, Faktor für das Hubvolumen = 1,385 : 1,279 = 1,08 fach 2. Für eine annähernd gleiche Kälteleistung bei R134a wird ein ca. 1,08 mal größeres Hubvolumen des R134a Kompressors benötigt. Enthalpie ist konstant Dichte ist konstant Lösung: Massenstrom erhöhen!

21 Kälteleistung = Massenstrom Beispiel R600a Kältemittel Verd. Enth.20/ -25 C Dichte des Dampfes -25 C Vol. des Dampfes -25 C Faktor = Vol.d.D Enthalpie : R R134a 1,279 0,723 1,385 R600a 2,246 0,217 4, Faktor für das Hubvolumen = 4,615 : 2,246 = 2,05 fach 2. Für eine annähernd gleiche Kälteleistung bei R600a wird ein ca. 2,05 mal größeres Hubvolumen des R600a Kompressors benötigt. Enthalpie ist konstant Dichte ist konstant Lösung: Massenstrom erhöhen!

22 Kompressorvergleich Kältemittel R12 R134a R600a Kompressor Typ Hubvolumen in cm³ Siedepunkt Verhältnis Hubvolumen Kälteleistung in W A1075A 4,38-30 C 1 78 GL 45 4,56-26 C 1,04 82 HL 90 9,08-12 C 2,07 99 Mass Enthalpie Flow Rate bei in Sdp. Kg/h Vol Flow Rate in dm³/h liq Vol Flow Rate in dm³/h gas 2, ,3 1,9 1, ,2 1,3 2, Verd. Enth. 20/-25 C 1 1,279 2,246 Dichte des Dampfes -25 C 1 0,723 0,217 Vol. des Dampfes -25 C 1 1,385 4,615 22

23 Definitionen Merke: 1. Spezifische Verdampfungsenthalpie KJ/Kg = konstant 2. Spezifische Dichte des Dampfes Kg/m³ = konstant 3. Kälteleistung W oder Kcal/h = Massenstrom Kg/s 3. Kompressor Nenndrehzahl ist konstant (ca /min) 4. Kälteleistung Kompressor = Hubvolumen Kompressor 23

24 Service Kompressor Bestimmen des Kompressors im Reparaturfall: Ersatzkompressor aus ET Liste bestellen. Alternative für Profis: Vorhandene Ersatzkompressorn auf deren Verwendbarkeit prüfen. 24

Service Kompressor Verwendbarkeit von Service Kompressoren: 1. Kompressor muß für das vorhandene Kältemittel geeignet sein. ( Sicherheitsanforderungen z.b. gekapselter Klixon für R600a Geräte und geeignetes Öl z.

25 Service Kompressor Verwendbarkeit von Service Kompressoren: 1. Kompressor muß für das vorhandene Kältemittel geeignet sein. ( Sicherheitsanforderungen z.b. gekapselter Klixon für R600a Geräte und geeignetes Öl z.b. Ester Öl für 134a Geräte) 2. Abmessungen und Anschlußmäglichkeiten des Kompressors. ( Elektrischer Anschluß, Rohranschlüsse und Tropfschale ) 3. Bestimmung der benötigten Kälteleistung. ( Angaben aus den Datenblättern. Vergleichbarkeit beachten! ) 4. Alternative zu Pkt.3 - Ungefähre Bestimmung der Kälteleistung über das Hubvolumen des Kompressors. ( Hubvolumen Ersatzkompressor soll ca. Hubvolumen des Original Kompressors entsprechen. ) 25

26 Datenblätter 26

27 Datenblätter GL45AA 27

28 Datenblätter 28

29 Umrechnungen Leistung P - in W oder J/s oder Nm/s 1 J/s = 1 W = 1 Nm/s. Wärmeleistung Q - in W - Kcal/h - Btu/h 1Kcal/h = 1,16 W = 4,19 KJ/h= 3,97 Btu/h 1 W= 0,86 Kcal/h = 3,6 KJ/h = 0,239Btu/h 1 KJ/h = 0,239 Kcal/h = 0,278 W Wärmemenge Q - in J oder Kcal 1 Kcal = 4,19 KJ 1 KJ = 0,239 Kcal 29

30 Typ Codes Aspera BP 1058 A BP 1058 Y BP 1058 Z BP 1111 A BP 1111 Y BP 1111 Z Serie Erste Ziffer zeigt Anzahl der an den beiden letzten Ziffern anzuhängenden Nullen. Ergebnis zeigt die Kälteleistung nach ASHRAE. (Kcal/h bei -23,5 C Verdampfer Temperatur) Kältemittel A=R12 Y=R600a Z=R134a Beispiel BP 1111 Y 110 Kcal/h R600 BP 1058 Z 58 Kcal/h R134a ASHRAE x 0,85 = ca....w Cecomaf 30

31 Typ Codes Danfoss TL 4 K TL S 4 K TL X 4 K TL Y 4 K NL 10 K NLE 9 K NL Y 9 K TL V 7 K Serie Optional: keine Angabe = Standard S = semi direkt Ansaugung E = Energieoptimiert X,X = high Energieoptimiert V = variable Drehzahl Hubvol. in cm³ Kältemittel A = R12 B = R12 G = R134a F = R134a K = R600a 31

32 Typ Codes Embraco F G S 70 C A F G S 70 C A F G S 70 C A E M U 32 C L P E M U 32 C L P E M U 32 C L P Typ x 10 = Kälteleistung in Btu/h gemessen bei 60 Hz Kältemittel C = R600a H = R134a Umrechnung: x 2,5 = ca. Kälteleistung in W 32

33 Typ Codes ZEM G Q T 45 A A G Q T 45 A A G Q T 45 A A H L 45 A A G L 45 A A G L 12 A A Kältemittel G = R134a O = R134a H = R600a Serie Effizienz M = Standard Y = mittel T = hoch Hubvol. : 10 bis zu 9,9 cm³ 45 = 4,5 cm³ über 10 cm³ 12 = 12cm³ 33

34 Dokumentation Falls dietypbezeichnung des Kompressors eine Zuordnung nicht zulässt, dann ist immer auf die technische Dokumentation zurückzugreifen. Zum Beispiel: TDS Datenblätter des Herstellers. Kältemittel G = R134a O = R134a K = R600a 34

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