In kommerziellen Anwendungen ist eine der wichtigsten Aufgaben, um die Komponenten mit ihrer maximalen Leistung zu betreiben, zu bestimmen, was eine Ursache und was ein Symptom ist, wenn mechanische Probleme auftreten. Der Unterschied zwischen Wissen und Nichtwissen kann Tausende von Euro für die Diagnose ausmachen.
Insbesondere scheint Kurzzeitbetrieb einer der Begriffe aus der Kälte- und Klimatechnik zu sein, der immer undurchsichtiger wird, je tiefer man in die Materie eindringt. In diesem Blog-Beitrag wird erklärt, was Kurzzeitbetrieb ist, warum er schädlich für Ihr System ist und aus welchen Problemen er entsteht.
Zunächst einmal: Was ist Kurzzeitbetrieb?
Kurzzeitbetrieb tritt in Ihrem Verdichter auf, wenn ein mechanischer Fehler dazu führt, dass die Laufzeiten vorzeitig enden und er, da der Sollwert nicht erreicht wurde, kurz darauf wieder anläuft und somit mehr Einschaltzeit des Verdichters benötigt, um dies auszugleichen. Kurzes Takten ist ein Symptom für eine potenziell breite Palette von Ursachen. Denken Sie an kurze 2-5-minütige Schübe von EIN- und AUS-Zeiten, die sich über Tage, Wochen und Monate hinziehen können, bevor der Zustand bemerkt wird.
Da Kurzzeitbetrieb in der Regel ein Zeichen für ein größeres Problem ist, ist es wichtig, dass ein Techniker in der Lage ist, die Grundursache aufzudecken, anstatt einfach Teile auszutauschen oder Komponenten zu reparieren. Dies sind nur Notlösungen, die zwar die Lebensdauer des Kühlsystems verlängern, aber immer noch die Möglichkeit eines kompletten Systemausfalls offen lassen.
„Immer wenn ein Kompressor ausgefallen ist, muss ein Techniker die Grundursache finden und beheben, bevor der Ersatzkompressor ebenfalls ausfällt. Das ist nicht immer eine einfache Aufgabe, aber es ist ein wichtiger Teil der Dienstleistung, die dem Kunden angeboten wird. Wenn der Ersatzkompressor aufgrund eines ungelösten Systemproblems ausfällt, ist das nicht gut für den Techniker, sein Unternehmen oder den Kunden.1“
„Wenn ein Kompressor vorzeitig ausfällt (<15 Jahre alt), sollten Sie zunächst überlegen, warum das Gerät überhaupt ausgefallen ist. Tauschen Sie nicht einfach den Kompressor aus, setzen Sie eine Sicherheit außer Kraft und/oder wenden Sie ein Pflaster an, nur um ihn wieder zum Laufen zu bringen. Die Chancen stehen gut, dass der Fehler erneut auftritt, vielleicht mit schlimmeren Folgen und sicherlich mit verschwendeten Kosten.2“
Zusätzlich zu den Reparaturkosten verbraucht ein Kompressor, der kurzzeitig läuft, viel mehr Energie und der geregelte Raum erreicht selten den Sollwert. Der Betrieb in diesem Zustand kann 20-50% mehr Energie verbrauchen – ein versteckter Kostenfaktor, der selten mit dem Problem in Verbindung gebracht wird.
Nachdem wir nun wissen, was ein Kurzschluss ist und warum es wichtig ist, eine gründliche Diagnose durchzuführen, wenn er auftritt, hier die häufigsten Ursachen (achten Sie auf diese!):
Niedriges Kältemittel/Öl-Gemisch: Jedes Mal, wenn ein Kompressor zykliert, wandert eine kleine Menge Öl, die ihn eigentlich schmieren soll, als Gemisch mit dem Kältemittel durch das System. „Wenn der Verdichter zu schnell aus- und eingeschaltet wird, entsteht ein Ungleichgewicht. Jedes Mal, wenn der Verdichter startet, wird Öl abgepumpt, aber ohne ausreichende Laufzeit bleibt das Öl im System und kehrt nicht zurück, um den Verdichter zu schmieren. Dieses Ungleichgewicht führt zu Ölmangel im Kompressor und Lagerausfall1.“
Verschmutzter Verflüssiger/automatische Hochdruckrückstellung: Bei dem täglichen Jonglierakt, mit dem Geschäftsinhaber jedes Mal konfrontiert werden, wenn sie das OPEN-Schild umlegen, hat es selten Priorität, sich proaktiv um die Leistung oder Wartung des Systems zu kümmern, solange der Kompressor in irgendeiner Weise funktioniert. Ein verschmutzter Verflüssiger kann die Fähigkeit Ihres Systems, Wärme zur Regulierung der für die Kühlung erforderlichen Temperaturen und Drücke abzugeben, stark einschränken, was zum Auslösen des Verdichters bei hohem Kopfdruck führen kann. Wenn der Verflüssiger über eine automatische Hochdruck-Rückstellung verfügt, kann dies zu kurzen Laufzyklen führen.
Hoher Verflüssiger-Austrittsdruck aufgrund von Luftumwälzung: Wenn sich der Verflüssiger in einem geschlossenen Bereich befindet, in dem die zur Kühlung des Verflüssigers verwendete Luft umgewälzt wird, steigen die Temperatur und der Druck an, was zu einem Hochdruck-Reset und kurzen Zyklen führt. Normalerweise wird dies beobachtet, wenn sich ein Verflüssiger in einem Keller oder auf einem Dachboden befindet und die Wärme aus dem Verflüssiger die Luft erwärmt und wenn diese zurückgeführt wird, überhitzt sie den Verflüssiger, was eine Hochdruckauslösung und einen Reset verursacht.
Die Druck- oder Temperaturregelungsdifferenz ist zu klein: Wenn die niedrige Druckdifferenz des Druckreglers zu eng eingestellt ist, kann dies zu einem Kurzschluss des Kompressors führen. Dies kann während der normalen Kühlung beobachtet werden, wenn die niedrige Druckeinstellung erreicht wird und der Verdichter ausschaltet, bis der Druck im Verdampfer über die hohe Seite der niedrigen Druckeinstellung ansteigt. Dies führt zu längeren Zeiten, um den Sollwert zu erreichen und zu einem höheren Energieverbrauch.
Fehlende Betriebszeitverzögerung: Während es sicherlich wichtig ist, eine minimale und maximale Laufzeit für eine korrekte Systemleistung zu haben, ist es ebenso wichtig, eine minimale AUS-Zeit in Form einer Betriebszeitverzögerung zu haben. Dies ist wohl die häufigste Ursache für einen kurzen Zyklus. Durch eine effektive Zeitverzögerung können Sie möglicherweise verhindern, dass andere Ursachen in Ihr System eindringen. Zum Beispiel kann eine richtige Zeitverzögerung verhindern, dass das System läuft, weil unmittelbar nach dem Betrieb noch Abluft im System zirkuliert. Eine andere Möglichkeit ist, dass sich der Druckregler auf natürliche Weise selbst zurücksetzt, während er keine Kühlung anfordert, anstatt einen weiteren Zyklus auf der Grundlage von Hochdruckauslösern aufgrund von beschädigten Verflüssigern auszulösen.
Hier ist eine kleine Handvoll anderer Ursachen: undichtes Verdichterventil, keine Belastungssteuerung, zu geringer Luftstrom, zu viel Kältemittel, zu hoher Förderdruck.
Auch wenn es nicht sein muss, kann die frühzeitige Erkennung, dass Ihr Verdichter kurztaktet, genauso schwierig sein, wie herauszufinden, was die Grundursache ist. Warum?
- In vielen Anlagen befinden sich die Kompressoren auf dem Dach und wir haben nicht die Möglichkeit, an unseren Kompressoren vorbeizugehen und das Geräusch unserer Kompressoren bei Kurzschluss zu hören.
- Für diejenigen, deren Kompressoren sich auf einer Unterlage an der Seite des Gebäudes befinden, sind unsere Ohren nicht darauf trainiert, solche Dinge zu erkennen.
- Wie in Abbildung 1 dargestellt, haben viele Kühlsysteme redundante Kompressoren für einen gekühlten oder gefrorenen Raum, die das Problem eines kurz getakteten Kompressors überdecken, da der Raum die eingestellte Temperatur beibehalten kann.
Nun, mit dem Aufkommen des IoT (Internet of Things), ist es möglich, durch Echtzeitüberwachung, Steuerung und Datenanalyse zu erkennen, ob Ihr Kompressor kurz getaktet ist. Und in Anbetracht der Kosten für die eingesparte Energie und den potenziellen Produkt- oder Inventarverlust sind diese Lösungen extrem kosteneffektiv und ein Muss.
Wir hoffen, dass dieser Blog-Beitrag informativ war und Ihnen bei der Fehlersuche in einem häufig auftretenden Problem bei suboptimal arbeitenden gewerblichen Kühlsystemen geholfen hat. Denken Sie daran, dass es nicht ausreicht, einen Techniker ein defektes Teil austauschen zu lassen – die Grundursache für einen kurzen Zyklus muss ermittelt und behoben werden, um zukünftige und möglicherweise schwerwiegendere Probleme zu vermeiden.