Blockierung des Kapillarrohrs
Niedertemperaturstufe
Wenn die Verdampfungstemperatur der Niedertemperaturstufe sehr niedrig ist, wird das Risiko des Verstopfens/Gefrierens von Öl immer realistischer. Die erste Stelle im Kältesystem, an der ausreichend kalte Temperaturen für eine Ölverstopfung auftreten können, ist das Kapillarrohr. Leider kann gefrorenes Öl an dieser Stelle den gesamten Kühlprozess stoppen. Das Blockieren des Kapillarrohrs führt dazu, dass der Verdampfungsdruck in der Niedertemperaturstufe abnimmt. Die Kühlleistung sinkt auf Null, wenn die verbleibende Flüssigkeit aus dem Verdampfer zu Gas wird.
Erforderlicher Ölabscheider
Das Gefrieren von Öl ist ein Prozess, der je nach Temperatur, Öleigenschaften und der Menge des zirkulierenden Öls einige Zeit in Anspruch nimmt. Um das Risiko einer Blockierung des Kapillarrohrs durch gefrorenes Öl so gering wie möglich zu halten und lange Abtauintervalle zu ermöglichen, wird dringend empfohlen, einen geeigneten Ölabscheider zwischen Verdichterauslass und Verflüssigereinlass der Niedertemperaturstufe zu installieren. Analysieren Sie das Blockierungsverhalten der Kapillarrohre des Kühlsystems sehr sorgfältig, um Abtaualgorithmen mit den geringstmöglichen Auswirkungen auf die Temperaturen des Kühlraums zu definieren.
Was passiert bei einer Blockierung?
Eine direkte Analyse der blockierten Kapillarrohre, die es ermöglicht, das blockierende Material zu isolieren, ist sehr schwierig, da die Rückstände wieder geschmolzen/verdampft sind, wenn die Temperaturen ein für die manuelle Handhabung ausreichendes Niveau erreicht haben, und die Position der Blockierung von außen nicht zu erkennen ist.
Auf der Grundlage von Temperatur-, Druck- und Zeitmessungen können einige Annahmen getroffen werden:
- Blockierungen treten seltener auf, wenn ein Ölabscheider verwendet wird: Entweder das Öl selbst oder "etwas", das vom Öl getragen wird oder im Öl gelöst ist, verfestigt sich.
- Die Zykluszeit von einer bis zur nächsten Kapillarrohrblockierung ist lang und nahezu konstant: Die Ansammlung des blockierenden Materials erfolgt langsam und stetig.
- Vor der vollständigen Blockierung kommt es zu einem erheblichen Druckverlust im Verdampfer: Erst wenn ein großer Teil des Kapillarrohrquerschnitts blockiert ist, fällt der Verdampfungsdruck deutlich ab. Die Zufuhr von Kältemittel in den Verdampfer wird nahezu eingestellt, und die Überhitzung des Verdampfers nimmt rasch zu. Die Folge ist, dass die Kühlleistung auf Null sinkt, während der Verdichter fast mit normaler Leistung arbeitet (der Stromverbrauch sinkt). Der abnehmende Verdampfungsdruck führt zu einem weiteren Temperaturabfall im Inneren des Kapillarrohrs, was die endgültige Blockierung des Kapillarrohrs beschleunigt.
- Der Innendurchmesser des Kapillarrohrs hat Einfluss auf die Zykluszeit der Kapillarrohrblockierung. Die Verwendung eines vergleichsweise "kleinen" Innendurchmessers (mit angepasster Länge) für das Kapillarrohr erfordert weniger "Material" für die Blockierung, da die Temperatur und der Massenstrom des Kältemittels gleich sein sollten, wenn ein enges oder ein breites Kapillarrohr verwendet wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in einer engen und einer weiten Kapillare wird jedoch unterschiedlich sein. Dies wird höchstwahrscheinlich eine ausgleichende Wirkung haben.
- Die Verwendung eines thermostatischen Expansionsventils anstelle eines Kapillarrohrs scheint eine gute Idee zu sein, um den Verlust von Kühlleistung aufgrund eines blockierten Kapillarrohrs zu verhindern. Derzeit gibt es keine (kleinen) Expansionsventile auf dem Markt, die für Temperaturen bis zu -100°C freigegeben sind.
Niederdruckschalter
Wenn das Kapillarrohr blockiert oder sogar fast blockiert ist, erhöht jeder weitere Betrieb des Verdichters den Aufwand (Zeit, benötigte Heizenergie) für die Wiederherstellung des Normalbetriebs (Abtauen des Kapillarrohrs), während die Kühlleistung im Verdampfer bereits gegen Null geht.
Ein sehr guter Indikator für ein blockiertes Kapillarrohr ist ein ungewöhnlich niedriger Druck im Verdampfer. Ein Niederdruckschalter (mit offenem Druck ca. 30% unter dem niedrigsten normalen Verdampfungsdruck) kann ein schnelles und zuverlässiges Signal zum Stoppen der Kühlung und Starten der Abtauung geben.
Wenn auf ein blockiertes Kapillarrohr schnell reagiert wird, können Kühlverluste, Temperaturspitzen und Temperaturerholungszeiten im Kühlraum gering gehalten werden.
Langer Betrieb mit blockiertem Kapillarrohr führt zu Verdichterbetrieb ohne Kältemittelmassenstrom bei sehr niedrigem Verdampfungsdruck (außerhalb der freigegebenen Druckgrenzen) > Der Verdichter kann durch den Betrieb in diesem Zustand beschädigt werden (späte Schutzabschaltung aufgrund extremer Niedriglast > Überhitzung des Motors).
Kapillarrohr-Abtauung
Werden bei einer Kapillarrohrblockierung keine aktiven Maßnahmen (durch die Schaltschranksteuerung) eingeleitet, dauert die Rückkehr zum Normalbetrieb sehr lange (... Verdichterbetrieb bis zur Abschaltung durch den Motorschutz, natürliche Abtauung bei Stillstand des Verdichters). Um den Temperaturanstieg im Kühlraum so gering wie möglich zu halten, muss der Verdichter sofort abgeschaltet und abgetaut werden, wenn das Kapillarrohr blockiert ist.
Wenn ein blockiertes Kapillarrohr festgestellt wird, muss der Verdichter gestoppt werden, um eine weitere Abkühlung und ein Einfrieren des Kapillarrohrs und der Umgebung zu verhindern. Um den normalen Betrieb wieder zu ermöglichen, muss der blockierte Abschnitt des Kapillarrohrs aufgeheizt werden, um die Blockierung zu lösen. Eine genaue Vorhersage, wo sich der blockierte Abschnitt befindet, ist nicht möglich (sehr wahrscheinlich im letzten Drittel des Kapillarrohrs) und kann von Fall zu Fall unterschiedlich sein.
- Natürliche Abtauung
Das Abschalten des Verdichters ohne aktive Erwärmung des Kapillarrohrs (nur durch Wärmeleitung) ist in vielen Fällen für das Abtauen ausreichend. Die für die Abtauung erforderliche Verdichterabschaltzeit ist für jede Schrankkonstruktion spezifisch und kann auch von der Umgebungstemperatur abhängen (Verluste in der Kapillarrohrisolierung). - Abtauung mit Kapillarrohrheizung
Das Abschmelzen eines blockierten Kapillarrohrs kann beschleunigt werden, indem das Kapillarrohr bei abgeschaltetem Verdichter mit einer externen Heizung aufgeheizt wird. Heizzeit und Heizleistung müssen sorgfältig eingestellt werden. Das Aufheizen des letzten Drittels des Kapillarrohrs sollte ausreichen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. - Wenn das Kapillarrohr blockiert ist, sollte sofort mit der Abtauung begonnen werden.
Vorbeugendes Abtauen mit einer festen Zykluszeit ist sehr hilfreich, um lange Erholungszeiten und einen hohen Temperaturanstieg im Kühlraum zu vermeiden. - Durch den Einbau eines Ölabscheiders wird die Notwendigkeit des Abtauens erheblich verringert.
