Die Kältemittelwaage ist das zentrale Messmittel
Soll eine definierte Masse eingefüllt werden, wird die Kältemittelflasche auf eine geeignete Waage gestellt.
Die Waage zeigt, wie viel Kältemittel die Flasche tatsächlich verlassen hat.
Das ist wesentlich belastbarer als eine Schätzung über Druckwerte.
Grundsätzlich:
- Kältemittel eindeutig bestimmen
- Herstellervorgabe zur Füllmenge prüfen
- passende Kältemittelflasche kontrollieren
- Flasche auf die Waage stellen
- Waage nullen beziehungsweise Ausgangsmasse erfassen
- nach dem für Anlage und Kältemittel vorgesehenen Verfahren befüllen
- eingefüllte Masse kontrollieren und dokumentieren
Wo steht die vorgeschriebene Füllmenge?
Je nach Anlage findet sich die Angabe beispielsweise:
- auf dem Typenschild
- in der Installationsanleitung
- im Servicehandbuch
- in technischen Herstellerunterlagen
Bei Anlagen mit bauseitigen Kältemittelleitungen kann zusätzlich eine Korrektur abhängig von Leitungslänge oder Rohrdimension vorgesehen sein.
Dann gilt nicht einfach nur die Grundfüllung des Geräts.
Herstellerangaben zur konkreten Anlage haben Vorrang.
Vor dem Befüllen muss der Kreislauf vorbereitet sein
Eine Anlage wird nicht deshalb mit Kältemittel befüllt, weil „jetzt genug Vakuum gezogen wurde“.
Vorher müssen die notwendigen Arbeitsschritte abgeschlossen sein.
Je nach Ausgangssituation gehören dazu:
- Montage beziehungsweise Reparatur fertigstellen
- Dichtheit prüfen
- Prüfgas vollständig entfernen
- Kältemittelkreislauf evakuieren
- Vakuumtrocknung beurteilen
- richtige Kältemittelart sicherstellen
- benötigte Füllmenge bestimmen
Erst dann beginnt das Befüllen.
Flüssig oder gasförmig befüllen?
Das hängt von Kältemittel und Verfahren ab.
Besonders wichtig ist die Unterscheidung zwischen Einstoff-Kältemitteln und zeotropen Kältemittelgemischen.
Einstoff-Kältemittel
Bei einem reinen Stoff verändert sich die Zusammensetzung nicht.
Beispiele aus der Fachliteratur sind unter anderem R290 und R134a.
Zeotrope Gemische
Bei zeotropen Gemischen können die einzelnen Bestandteile unterschiedliche Flüchtigkeiten besitzen.
Wird ein solches Gemisch unsachgemäß gasförmig aus der Flasche entnommen, kann sich die Zusammensetzung verändern.
Deshalb werden zeotrope Gemische aus der Flasche flüssig entnommen.
Typische Beispiele sind R407C oder R410A.
Wie das flüssige Kältemittel anschließend sicher in die Anlage eingebracht wird, richtet sich nach Anlagenaufbau und Herstellervorgabe.
Die Flasche richtig beurteilen
Ob flüssiges oder gasförmiges Kältemittel aus einer Flasche austritt, hängt auch von der Flaschenbauart ab.
Es gibt unter anderem:
- Flaschen ohne Steigrohr
- Flaschen mit Steigrohr
Deshalb ist nicht die Stellung der Flasche allein entscheidend.
Vor dem Befüllen muss bekannt sein, wie die jeweilige Flasche aufgebaut und gekennzeichnet ist.
Nicht aufgrund einer Gewohnheit jede Flasche einfach umdrehen.
Warum Befüllen über die Saugleitung besondere Vorsicht verlangt
Flüssiges Kältemittel darf nicht unkontrolliert in einen laufenden Verdichter gelangen.
Flüssigkeit ist nahezu inkompressibel und kann zu erheblichen mechanischen Schäden führen.
Soll nach einem vorgesehenen Verfahren während des Betriebs weiterbefüllt werden, muss sichergestellt sein, dass kein schädlicher Flüssigkeitseintrag in den Verdichter entsteht.
Das konkrete Verfahren richtet sich deshalb nach:
- Kältemittel
- Anlagenart
- vorhandenen Serviceanschlüssen
- Herstellervorgaben
- eingesetzter Ausrüstung
Eine pauschale Anweisung „flüssig auf der Saugseite einfüllen“ wäre fachlich nicht ausreichend.
Warum der Niederdruck keine Füllmengenanzeige ist
Der Verdampfungsdruck entsteht aus dem Betriebszustand des Verdampfers und dem Massenstrom im System.
Ein niedriger Verdampfungsdruck kann beispielsweise mit zu geringer Kältemittelversorgung zusammenhängen.
Er kann aber auch andere Ursachen haben:
- zu geringer Luftstrom am Verdampfer
- vereister Verdampfer
- verschmutzter Verdampfer
- zu geringer Wasserstrom
- zu kleines beziehungsweise eingeschränktes Expansionsorgan
- Druckverlust in der Flüssigkeitsleitung
- zugesetzter Filtertrockner
Deshalb gilt:
Niedriger Niederdruck = nicht automatisch Kältemittelmangel.
Warum auch der Hochdruck nicht genügt
Der Verflüssigungsdruck hängt stark davon ab, wie gut der Verflüssiger Wärme abgeben kann.
Ein hoher Hochdruck kann unter anderem entstehen durch:
- hohe Umgebungstemperatur
- verschmutzten Verflüssiger
- zu kleinen Luft- oder Wasservolumenstrom
- Fremdgase
- Betriebsbedingungen
- zu große Kältemittelfüllung
Auch hier ist die Kältemittelmenge nur eine mögliche Einflussgröße.
Was sagt das Schauglas?
Ein Schauglas in der Flüssigkeitsleitung kann zeigen, ob dort Dampfblasen auftreten.
Blasen werden häufig sofort als Kältemittelmangel interpretiert.
Das ist zu einfach.
Blasen können auch entstehen durch:
- unzureichende Unterkühlung
- Druckverlust in der Flüssigkeitsleitung
- zugesetzten Filtertrockner
- große Höhendifferenz
- Wärmeeintrag in die Flüssigkeitsleitung
Deshalb:
Nicht allein aufgrund von Blasen Kältemittel nachfüllen.
Unterkühlung als zusätzlicher Betriebswert
Bei vielen Anlagen hilft die Unterkühlung dabei, den Flüssigkeitszustand auf der Hochdruckseite zu beurteilen.
Dafür werden benötigt:
- Hochdruck an einer passenden Messstelle
- daraus bestimmte Sättigungs- beziehungsweise Verflüssigungstemperatur
- gemessene Flüssigkeitsleitungstemperatur an einem passenden Messpunkt
Die Unterkühlung ist ein Diagnosewert.
Sie ersetzt bei Anlagen mit vorgeschriebener Füllmasse nicht das Einwiegen der Herstellermenge.
Überhitzung als zusätzlicher Betriebswert
Auch die Überhitzung liefert Informationen über den Zustand am Verdampferausgang beziehungsweise in der Sauggasleitung.
Sie kann helfen zu beurteilen, ob der Verdampfer ausreichend beaufschlagt wird.
Aber auch hier gilt:
Eine hohe Überhitzung kann verschiedene Ursachen haben.
Sie beweist allein keinen Kältemittelmangel.
Praxisablauf nach einer Reparatur
Ein belastbarer Ablauf kann so aussehen:
1. Kältemittel identifizieren
Typenschild und Unterlagen prüfen.
2. Vorgeschriebene Füllmenge bestimmen
Grundfüllung und gegebenenfalls erforderliche Zusatzfüllung feststellen.
3. Dichtheit und Vakuum abschließen
Nicht gleichzeitig „noch prüfen“ und schon befüllen.
4. Flasche und Waage vorbereiten
Flaschenbauart, Kältemittel und Entnahmephase prüfen.
5. Vorgegebene Masse einfüllen
Befüllverfahren entsprechend Anlage und Kältemittel anwenden.
6. Anlage in Betrieb nehmen
Ausreichend stabilisieren lassen.
7. Betriebswerte kontrollieren
Dazu können gehören:
- Niederdruck
- Hochdruck
- Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur
- Überhitzung
- Unterkühlung
- Luft- oder Wassertemperaturen
- gegebenenfalls weitere Herstellervorgaben
8. Abschlusskontrolle durchführen
Bearbeitete Verbindungen auf Dichtheit prüfen und Füllmenge dokumentieren.
R290: definierte Masse besonders konsequent beachten
Bei R290-Anlagen ist eine definierte Kältemittelmasse besonders wichtig.
Die Füllmengen sind konstruktiver Bestandteil der Anlage und können auch für das Sicherheitskonzept relevant sein.
Deshalb:
R290 nicht nach Druckgefühl, Schauglas oder „Erfahrung“ nachfüllen.
Die vom Hersteller vorgegebene Masse ist einzuhalten.
Typische Fehler
„Der Saugdruck ist zu niedrig. Ich fülle erst einmal etwas nach.“
Falsch als Diagnoseprinzip. Zuerst müssen die Betriebsbedingungen und mögliche andere Ursachen geprüft werden.
„Im Schauglas sind Blasen. Also fehlt Kältemittel.“
Nicht zwingend. Auch Flashgas durch Druckverlust kann Blasen verursachen.
„Der Druck passt. Dann stimmt die Füllmenge.“
Nicht zwingend. Ein Druckwert kann bei unterschiedlichen Kältemittelmengen ähnlich aussehen.
„Bei jedem Kältemittel kann ich die Flasche gleich behandeln.“
Nein. Kältemittelart und Flaschenbauart müssen beachtet werden.
„Ein bisschen mehr Kältemittel ist sicherer.“
Nein. Auch Überfüllung kann die Anlage erheblich beeinträchtigen.
Kurz zusammengefasst
- Betriebsdruck ist keine direkte Füllmengenanzeige.
- Die vorgeschriebene Kältemittelmasse wird mit einer Waage erfasst.
- Herstellerangaben bestimmen die Füllmenge und das zulässige Befüllverfahren.
- Zeotrope Kältemittelgemische werden aus der Flasche flüssig entnommen.
- Flaschen mit und ohne Steigrohr müssen richtig unterschieden werden.
- Flüssigkeit darf nicht unkontrolliert in einen laufenden Verdichter gelangen.
- Niedriger Saugdruck beweist keinen Kältemittelmangel.
- Hoher Hochdruck beweist keine Überfüllung.
- Blasen im Schauglas können auch durch Flashgas entstehen.
- Überhitzung und Unterkühlung sind Diagnosewerte, aber keine Waage.
- Nach Reparaturen: prüfen, evakuieren, vorgeschriebene Masse befüllen, Betriebswerte kontrollieren.