Ein Kühlkreislauf wie man ihn z.B. in Wärmepumpen, in der Klimatechnik und in Kühlanlagen findet, besteht aus vier Elementen: einem Kompressor, einem Kondensator, einem Druckminderer und einem Verdampfer. In einem Kreislauf besteht die Rolle des Kühlkompressors darin, das Kältegas zu komprimieren, indem man die erforderliche mechanische Kraft für die Schaffung der Kälte aufbringt.
Kühlkompressoren werden in drei Technologiegruppen aufgeteilt:
Für die Wahl eines Kälteverdichters ist das erste grundlegende Kriterum die benötigte Kühlleistung, da die verschiedenen Verdichtermodelle nicht denselben Anwendungsbereich betreffen. Für einen Bedarf an geringer oder sehr hoher Leistung ist die Wahl einer Technologie unkompliziert. Anders sieht es aus, wenn man eine mittlere Leistungskraft benötigt, denn unterschiedliche Modelle können sich als passend erweisen.
Auch das wirtschaftliche Kriterium ist ausschlaggebend; man muss z.B. zwischen einem preisgünstigen hermetischen Verdichter, der im Pannenfall nicht reparierbar ist, und einem halb-hermetischen oder sogar offenen Model unterscheiden, das teurer, im Problemfall aber reparabel ist. Bei Hochleistungsgeräten hat man folglich die Wahl zwischen einem preiswerten Kolbenkompressor oder einem Schraubenverdichter, der zwar kostspieliger, dafür aber von der Energie her effizienter ist.
Die Wahl kann auch von Kriterien wie der Lärmentwicklung oder dem Platzbedarf bestimmt werden.
Ein letztes, extrem wichtiges Kriterium besteht darin, sicherzustellen, dass das gewählte Modell mit dem Kältemittel kompatibel ist, das im Kühlkreislauf enthalten ist. Der Markt bietet zahlreiche Fluids an, und die Hersteller von Kälteverdichtern spezifisch angepasste Modelle.
Was ist ein offener Kälteverdichter ?
Offener Kälteverdichter der Marke Bitzer
In einem offenen Kälteverdichtersind Motor und Verdichter voneinander getrennt. Die Antriebswelle des Kompressors ist durch eine Verbindungsmuffe oder einen Treibriemen und entsprechende Scheiben mit dem Motor verbunden. So können je nach Bedarf verschiedene Motortypen verwendet werden (elektrisch, Diesel, Gas usw.).
Die Kompaktheit ist demnach kein besonderer Vorzug von Kühlverdichtern, und sie werden hauptsächlich für hohe Leistungen verwendet. Diese Leistung kann auf verschiedene Arten geregelt werden:
– Durch Anhalten bestimmter Zylinder auf Mehrzylinder-Verdichter
– Durch Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors
– Durch Änderung der Größe eventueller Riemenscheiben
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, im Gegensatz zu hermetischen Verdichtern, alle Verdichterelemente für Reparaturen zugänglich sind.
Der Hauptschwachpunkt dieses Verdichtertyps ist das Vorhandensein eines sich drehenden Dichtungsrings auf der Antriebswelle, der bei Abnutzung zu einem Leckagepunkt der Kühlflüssigkeit werden kann.
Vorteile:
Hohe Leistung
Reparaturfähig
NACHTEILE:
Großer Platzbedarf
Leckagegefahr
Was ist ein hermetischer Kälteverdichter ?
Hermetischer Kälteverdichter der Marke Tecumseh
In einem hermetischen Kälteverdichter sind der (elektrische) Motor und der Kompressorteil in einem hermetischen verschweißten Gehäuse eingeschlossen.Der Hauptvorteil eines hermetischen Kältekompressors ist seine Dichtigkeit, die durch das Gehäuse gewährleistet und nicht abhängig ist vom Zustand einer oder mehrerer Dichtungsringe (wie z.B. die Dichtung der drehenden Welle).Diese Konstruktion hat jedoch nicht nur Vorteile. Die Motorkühlung wird durch das Kältemittel im Inneren des Gehäuses ausgelöst, was eine Erwärmung des Fluids zur Folge hat, die unvorteilhaft für den Kühlzyklus ist. Im Prinzip kann die Kühlleistung nicht geregelt werden, außer wenn man die Frequenz der Spannungsversorgung ändert.Ein weiterer Nachteil ist die Tatsache, dass es, im Pannenfall, unmöglich ist, das Gehäuse zu öffnen – der gesamte Kompressor muss ersetzt werden. Glücklicherweise ist diese Bauweise recht kostengünstig.
Hermetische Kompressoren eignen sich ausschließlich für kleine und mittlere Leistungen.
Vorteile:
Ausgezeichnete Dichtigkeit
preisgünstig
NACHTEILE:
Erwärmung des Fluids
Reparatur nicht möglich
Was ist ein hermetischer Kälteverdichter?
Halb-hermetischer Kälteverdichter der Marke DORIN
Halb-hermetische Komptressoren stellen einen Kompromiss zwischen offenen und hermetischen Kompressoren dar.Wie in einem hermetischen Kompressor sind Motor und Kompressoretage in einem hermetischen Gehäuse eingeschlossen, aber dieses Gehäuse ist nicht verschweißt, und alle Elemente sind für Reparaturen zugriffsfähig.
Der Motor kann vom Kältemittel gekühlt werden oder, in manchen Fällen, durch einen im Gehäuse integrierten Kühlkreislauf.
Die Dichtigkeit ist dementsprechend besser als bei einem offenen Kompressor, und dies dank des fehlenden rotierenden Dichtungsrings auf der Antriebswelle. Es sind jedoch weiterhin auf den abbaubaren Teilen statische Dichtungen vorhanden. Die Dichtigkeit ist somit letztendlich weniger gut als bei einem hermetischen Kompressor.
Halb-hermetische Kompressoren werden für mittlere Leistungsebenen verwendet. Sie haben den wirtschaftlichen Vorteil, reparierbar zu sein, sind jedoch deutlich kostspieliger als die hermetischen Kompressoren.
Vorteile:
Gute Dichtigkeit
Reparaturen möglich
Keine Erwärmung des Fluids
NACHTEILE:
Teurer als ein hermetischer Verdichter
Warum ein Kolben-Kälteverdichter?
Kolben-Kälteverdichter der Marke GEA
Die Kolben-Kälteverdichter sind die am meisten verbreiteten des Marktes. Man findet sie in allen Ausführungen (offen, hermetisch und halb-hermetisch) und allen Leistungsstärken, von den geringsten bis hin zu den höchsten.
Ein Kolbenkompressor muss ständig geschmiert werden und ist extrem empfindlich für das Vorhandensein von Flüssigkeit beim Ansaugen, weil diese die Klappen zerstören kann.
Verglichen mit anderen Technologien sind Kolbenverdichter kompakter und preisgünstiger; ihre Technologie ist jedoch die am wenigsten leistungsfähige.
Vorteile:
preisgünstig
kompakt
vielseitig
NACHTEILE:
flüssigkeitsempfindlich
Warum ein Spiral-Kälteverdichter?
Scrollverdichter der Marke Emerson
Die Spiralverdichter, auch Scroll-Kälteverdichter genannt, bestehen aus zwei spiralförmigen Rollen. Eine der Spiralen ist feststehend, die andere beschreibt eine exzentrische, kreisförmige Bewegung ohne Drehung, die das Kältemittel zum Zentrum der Spirale verschiebt und dabei sein Volumen verringert.
Der Hauptvorteil dieser Kompressoren besteht, im Vergleich zu einem Kolbenkompressor, in der Reduzierung der Teilezahl, was sich durch eine bessere Produktionsleistung bemerkbar macht. Dieser Verdichtertyp belastet den Motor mit weniger Drehmomentvariationen, was die Zuverlässigkeit erhöht. Er ist weiterhin weniger flüssigkeitsempfindlich beim Ansaugen.
Seine Leistung ist begrenzt (40-50 kW), man kann jedoch mehrere Kompressoren parallel schalten, um eine höhere Leistung bis zu 300-400 kW zu erzielen.
Scrollverdichter haben eine geringere Geräuschentwicklung als Kolbenverdichter, und man findet sie in zahlreichen Klimaanlagen und modernen Kühlschränken.
Vorteile:
Produktionsleistung
Zuverlässigkeit
Niedriger Geräuschpegel
Warum ein Scroll-Kälteverdichter?
Scrollverdichter der Marke Frickl
In einem Schrauben-Kälteverdichter wird das Kältemittel von einer schraubenförmigen Schnecke verdichtet, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Zwei Konfigurationen werden angeboten: Monorotor-Kompressoren, mit einer Schraube, und Birotor-Kompressoren, mit doppelter Schraube.
Diese Kompressoren haben einen ausgezeichneten Output, und ihre Leistung liegt zwischen 20 und 1 200kW. Sie verfügen weiterhin über eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Zuverlässigkeit, müssen jedoch unbedingt korrekt geschmiert werden, um die Dichtigkeit zwischen den sich bewegenden Teilen zu gewährleisten, den Lärmpegel zu senken und das Kälteprodukt zu kühlen.
Was die Nachteile angeht, so kann bemerkt werden, dass Schrauben-Kälteverdichter kostspieliger und platzaufwendiger sind als Kolbenkompressoren.
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