Saugleitung: Verdampfer zum Verdichter
Die Saugleitung verbindet den Verdampfer mit dem Verdichter.
In einem trocken betriebenen Verdampfer soll am Ausgang gasförmiges, überhitztes Kältemittel vorliegen.
Die Saugleitung gehört zur Niederdruckseite.
Typische Merkmale:
- gasförmiges Kältemittel
- Niederdruck
- häufig relativ niedrige Rohrtemperatur
- bei vielen Anwendungen wärmegedämmt
Ihre Aufgabe ist nicht nur, Kältemitteldampf zu transportieren.
Sie muss bei ölgeführten Systemen auch den Rücktransport des mitgerissenen Kältemaschinenöls unterstützen.
Warum die Saugleitung nicht beliebig groß sein darf
Eine größere Rohrleitung senkt grundsätzlich die Strömungsgeschwindigkeit.
Das kann zwar Druckverluste reduzieren, aber bei vertikalen Leitungen den Öltransport verschlechtern.
Eine zu kleine Leitung erhöht dagegen die Strömungsgeschwindigkeit und den Druckverlust.
Die Auslegung ist deshalb ein Kompromiss aus:
- akzeptablem Druckverlust
- ausreichender Strömungsgeschwindigkeit
- Öltransport
- Betriebsbereich und Teillast
- Kältemittel
- Leitungslänge und Höhenführung
Rohrdurchmesser werden nicht allein nach dem Anschlussstutzen „aus Gefühl“ gewählt.
Flüssigkeit in der Saugleitung ist kritisch
Der Verdichter ist grundsätzlich für die Verdichtung von Gas ausgelegt.
Größere Mengen flüssigen Kältemittels können Schäden verursachen.
Mögliche Situationen mit Flüssigkeitseintrag sind beispielsweise:
- ungeeignete Überhitzung
- Start nach Stillstand
- Abtauvorgänge
- instabile Regelung
- falsche Anlagenführung
Deshalb ist die Saugleitungsführung ein Bestandteil des Verdichterschutzes.
Wo wird an der Saugleitung gemessen?
Je nach Fragestellung an unterschiedlichen Stellen.
Verdampferüberhitzung
Temperatur am Verdampferausgang beziehungsweise an der vorgesehenen Fühlerstelle.
Dazu passender Niederdruck.
Sauggastemperatur am Verdichter
Temperatur möglichst nahe am Verdichtereintritt.
Diese ist nicht identisch mit der Verdampferüberhitzung, weil sich das Sauggas auf dem Weg zum Verdichter weiter erwärmen kann.
Messstelle immer mit angeben.
Druckleitung beziehungsweise Heißgasleitung: Verdichter zum Verflüssiger
Die Druckleitung verbindet den Verdichterausgang mit dem Verflüssiger.
Hier strömt heißer, überhitzter Kältemitteldampf auf der Hochdruckseite.
Typische Merkmale:
- hoher Druck
- hohe Temperatur
- gasförmiges Kältemittel
- Öltransport vom Verdichter in den Kreislauf
Die Leitung wird häufig auch Heißgasleitung genannt.
Warum die Druckleitung thermisch und mechanisch anspruchsvoll ist
Am Verdichteraustritt können hohe Temperaturen auftreten.
Zusätzlich entstehen:
- Druckpulsationen
- Vibrationen
- Wärmeausdehnung
- wechselnde Belastungen
Rohrführung und Befestigung müssen deshalb mechanisch sauber ausgeführt werden.
Auch hier darf der Durchmesser nicht beliebig gewählt werden.
Ein zu großer Querschnitt kann die Ölmitnahme bei Teillast verschlechtern.
Ein zu kleiner Querschnitt erhöht Druckverlust und Verdichterarbeit.
Wo wird an der Druckleitung gemessen?
Typische Messgrößen sind:
- Hochdruck
- Heißgastemperatur
Die Heißgastemperatur wird nahe am Verdichteraustritt gemessen, wenn der Verdichterzustand beurteilt werden soll.
Sie darf nicht mit der Verflüssigungstemperatur verwechselt werden.
Die Verflüssigungstemperatur ist die zum Hochdruck gehörende Sättigungstemperatur.
Die Heißgastemperatur liegt davor üblicherweise deutlich höher.
Kondensatleitung: Verflüssiger zum Sammler
Wenn ein Kältemittelsammler vorhanden ist, wird die Verbindung vom Verflüssiger zum Sammler als Kondensatleitung bezeichnet.
Je nach Aufbau kann in diesem Abschnitt neben Flüssigkeit auch Dampf auftreten.
Die Leitung muss so geführt und dimensioniert sein, dass das Kondensat sicher zum Sammler gelangt und der Verflüssiger nicht ungewollt aufgestaut wird.
Sie ist deshalb nicht einfach mit der eigentlichen Flüssigkeitsleitung gleichzusetzen.
Flüssigkeitsleitung: Sammler beziehungsweise Verflüssiger zum Expansionsorgan
Die Flüssigkeitsleitung führt das verflüssigte Kältemittel zum Expansionsorgan.
Hier soll möglichst blasenfreie Flüssigkeit ankommen.
Die Flüssigkeitsleitung gehört zur Hochdruckseite.
Wichtige Bauteile können sein:
- Filtertrockner
- Schauglas
- Magnetventil
- Absperrventile
Jedes dieser Bauteile verursacht einen gewissen Druckverlust.
Warum Druckverlust in der Flüssigkeitsleitung besonders kritisch ist
Sinkt der Druck unter den zur Flüssigkeitstemperatur gehörenden Sättigungsdruck, beginnt das Kältemittel bereits vor dem Expansionsorgan zu verdampfen.
Es entsteht Flashgas.
Dann sinkt der Flüssigkeitsmassenstrom durch das Expansionsorgan.
Deshalb sind wichtig:
- ausreichende Unterkühlung
- richtige Rohrdimension
- saubere Filtertrockner
- geeignete Armaturen
- Berücksichtigung von Höhendifferenzen
- Vermeidung unnötiger Wärmezufuhr
Wo wird an der Flüssigkeitsleitung gemessen?
Für die Unterkühlung:
- Hochdruck an passender Stelle
- Rohrtemperatur an der Flüssigkeitsleitung
Je nach Diagnose kann zusätzlich gemessen werden:
- Temperatur vor Filtertrockner
- Temperatur nach Filtertrockner
- Flüssigkeitstemperatur vor Expansionsorgan
So lassen sich Druckverluste beziehungsweise Vorverdampfung besser eingrenzen.
Einspritzleitung: Expansionsorgan zum Verdampfer
Hinter dem Expansionsorgan beginnt die Einspritzleitung.
Beim Drosseln fällt der Druck stark ab.
Dabei verdampft bereits ein Teil des Kältemittels.
In der Einspritzleitung strömt deshalb ein Gemisch aus:
- flüssigem Kältemittel
- Kältemitteldampf
Das ist normal.
Der Dampfanteil hängt unter anderem von Druckabsenkung und Unterkühlung vor dem Expansionsorgan ab.
Warum die Einspritzleitung kurz gehalten wird
Ein Zweiphasengemisch verhält sich strömungstechnisch anspruchsvoller als reine Flüssigkeit.
Bei Mehrfacheinspritzung wird das Gemisch über einen Verteiler auf mehrere Verdampferstränge verteilt.
Eine gleichmäßige Verteilung ist dann besonders wichtig.
Die konkrete Leitungsführung richtet sich nach Verdampfer, Ventil und Herstellerkonstruktion.
So ordnet man die Leitungen an einer realen Anlage zu
1. Verdichter finden
Am Verdichter gibt es eine Saug- und eine Druckseite.
2. Leitung vom Verdichter zum Verflüssiger verfolgen
Das ist die Druck- beziehungsweise Heißgasleitung.
3. Hinter dem Verflüssiger weiterverfolgen
Je nach Aufbau gelangt das Kältemittel in einen Sammler oder direkt in die Flüssigkeitsleitung.
4. Flüssigkeitsleitung bis zum Expansionsorgan verfolgen
Dort finden sich häufig Filtertrockner, Schauglas und Magnetventil.
5. Hinter dem Expansionsorgan
Hier beginnt die Einspritzseite zum Verdampfer.
6. Vom Verdampfer zurück zum Verdichter
Das ist die Saugleitung.
Damit ist der Kreislauf geschlossen.
Rohrtemperaturen nicht mit der Hand „messen“
Das Anfassen eines Rohres kann höchstens einen groben Eindruck vermitteln.
Es ersetzt keine Temperaturmessung.
Zusätzlich besteht Verletzungsgefahr:
- Heißgasleitungen können sehr heiß sein.
- Saugleitungen können sehr kalt sein.
- vereiste Leitungen können Haut schädigen.
Für die Diagnose werden geeignete Rohrtemperaturfühler verwendet.
Typische Fehler
„Die dicke Leitung ist immer die Saugleitung.“
Bei vielen kleinen Splitanlagen trifft das häufig zu, als allgemeine Regel ist es aber zu pauschal.
Leitung anhand des Kreislaufs und der Anschlüsse zuordnen.
„Die Flüssigkeitsleitung enthält immer nur Flüssigkeit.“
Sie soll möglichst flüssiges Kältemittel führen. Bei Vorverdampfung können jedoch Dampfblasen entstehen.
„Die Druckleitung ist dasselbe wie die Verflüssigungstemperatur.“
Nein. Die Heißgastemperatur kann deutlich oberhalb der Sättigungstemperatur liegen.
„Je größer das Rohr, desto besser.“
Nein. Zu große Querschnitte können den Öltransport verschlechtern.
„Druckverlust ist nur eine Rechenfrage.“
Nein. Er verändert die Sättigungstemperatur und kann Leistung und Anlagenverhalten beeinflussen.
Kurz zusammengefasst
- Saugleitung: Verdampfer zum Verdichter, Niederdruck, überwiegend überhitzter Dampf.
- Druckleitung: Verdichter zum Verflüssiger, Hochdruck, heißer überhitzter Dampf.
- Kondensatleitung: Verflüssiger zum Sammler, wenn ein Sammler vorhanden ist.
- Flüssigkeitsleitung: Sammler beziehungsweise Verflüssiger zum Expansionsorgan, möglichst flüssiges Kältemittel.
- Einspritzleitung: Expansionsorgan zum Verdampfer, Flüssigkeits-Dampf-Gemisch.
- Rohrdimensionierung beeinflusst Druckverlust und Öltransport.
- Druckverluste in der Saugleitung verschlechtern die Verdichterbedingungen.
- Druckverluste in der Flüssigkeitsleitung können Flashgas verursachen.
- Messpunkte müssen zur jeweiligen Leitung und Fragestellung passen.
- Rohrtemperaturen werden mit geeigneten Messfühlern bestimmt, nicht mit der Hand.