Wussten Sie, dass eine Kurbelgehäuseheizung dazu beitragen kann, eine Kühlmittelwanderung zu verhindern?

Bei vielen Klima- und Kühlsystemen werden die Verflüssigungssätze aus zwei Hauptgründen im Freien aufgestellt. Erstens wird dadurch die kühlere Außentemperatur genutzt, um einen Teil der vom Verdampfer aufgenommenen Wärme abzuführen, und zweitens wird dadurch die Lärmbelästigung verringert.

Verflüssigungssätze bestehen üblicherweise aus Kompressoren, Verflüssigerspulen, Außenlüftern, Schützen, Anlaufrelais, Kondensatoren und Halbleiterplatten mit Schaltkreisen. Der Empfänger ist üblicherweise in den Verflüssiger der Kälteanlage integriert. Innerhalb eines Verflüssigers ist der Kompressor üblicherweise mit einer Heizung ausgestattet, die an seinem Boden oder am Kurbelgehäuse angeschlossen ist. Diese Heizung wird oft alsKurbelgehäuseheizung.

DerKompressor-Kurbelgehäuseheizungist ein Widerstandsheizer, der normalerweise an der Unterseite des Kurbelgehäuses befestigt oder in eine Vertiefung im Kurbelgehäuse des Kompressors eingesetzt wird.Kurbelgehäuseheizungenkommen häufig bei Kompressoren vor, bei denen die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Betriebstemperatur des Verdampfers des Systems.

Das Kurbelgehäuseöl eines Kompressors erfüllt viele wichtige Funktionen. Obwohl das Kältemittel das für die Kühlung benötigte Arbeitsmedium ist, wird Öl zur Schmierung der beweglichen mechanischen Teile des Kompressors benötigt. Unter normalen Umständen tritt immer eine kleine Menge Öl aus dem Kurbelgehäuse des Kompressors aus und zirkuliert mit dem Kältemittel im System. Mit der Zeit ermöglicht die richtige Kältemittelgeschwindigkeit durch die Systemleitungen, dass dieses ausgetretene Öl in das Kurbelgehäuse zurückkehrt. Aus diesem Grund müssen sich Öl und Kältemittel gegenseitig auflösen. Gleichzeitig kann die Löslichkeit von Öl und Kältemittel jedoch ein weiteres Systemproblem verursachen: die Kältemittelmigration.

Migration ist ein aperiodisches Phänomen. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem flüssige und/oder dampfförmige Kältemittel während des Kompressor-Abschaltzyklus in das Kurbelgehäuse und die Saugleitungen des Kompressors wandern oder dorthin zurückkehren. Bei Kompressorausfällen, insbesondere bei längeren Ausfällen, muss das Kältemittel dorthin transportiert werden, wo der Druck am niedrigsten ist. In der Natur fließen Flüssigkeiten von Orten mit höherem Druck zu Orten mit niedrigerem Druck. Im Kurbelgehäuse herrscht üblicherweise ein niedrigerer Druck als im Verdampfer, da es Öl enthält. Die kühlere Umgebungstemperatur verstärkt das Phänomen des niedrigeren Dampfdrucks und trägt zur Kondensation des Kältemitteldampfs im Kurbelgehäuse bei.

Das Kälteöl selbst hat einen niedrigen Dampfdruck. Unabhängig davon, ob das Kältemittel dampfförmig oder flüssig ist, fließt es zum Kälteöl. Tatsächlich ist der Dampfdruck des gefrorenen Öls so niedrig, dass es selbst bei einem Vakuum von 100 Mikrometern im Kühlsystem nicht verdampft. Bei manchen gefrorenen Ölen ist der Dampfdruck auf 5–10 Mikrometer reduziert. Wäre das Öl nicht so niedrig, verdampft es bei Unterdruck oder Vakuum im Kurbelgehäuse.

Da es bei Kältemitteldampf zu einer Kältemittelmigration kommen kann, kann diese sowohl bergauf als auch bergab erfolgen. Wenn der Kältemitteldampf das Kurbelgehäuse erreicht, wird er aufgrund der Mischbarkeit von Kältemittel und Öl im Öl absorbiert und kondensiert.

Während eines langen geschlossenen Kreislaufs bildet das flüssige Kältemittel eine streifenförmige Schicht auf dem Ölboden im Kurbelgehäuse. Dies liegt daran, dass flüssige Kältemittel schwerer als Öl sind. Bei kurzen Abschaltzyklen des Kompressors hat das ausgetretene Kältemittel keine Chance, sich unter dem Öl abzusetzen, vermischt sich aber dennoch mit dem Öl im Kurbelgehäuse. Während der Heizperiode und/oder in den kälteren Monaten, wenn keine Klimaanlage benötigt wird, schalten Hausbesitzer häufig die Stromversorgung der Außenkondensatoreinheit der Klimaanlage aus. Dadurch erhält der Kompressor keine Kurbelgehäusewärme, da die Kurbelgehäuseheizung keinen Strom mehr hat. Während dieses langen Kreislaufs tritt mit Sicherheit eine Migration des Kältemittels in das Kurbelgehäuse auf.

Wenn der Hausbesitzer zu Beginn der Kühlsaison den Leistungsschalter nicht mindestens 24–48 Stunden vor dem Starten der Klimaanlage wieder einschaltet, kommt es aufgrund der anhaltenden Migration des nicht zirkulierenden Kältemittels zu starker Schaumbildung und Druckaufbau im Kurbelgehäuse.

Dies kann dazu führen, dass das Kurbelgehäuse den richtigen Ölstand verliert, außerdem können Lager beschädigt werden und es kann zu anderen mechanischen Fehlern im Kompressor kommen.

Kurbelgehäuseheizungen sollen die Kältemittelmigration verhindern. Ihre Aufgabe besteht darin, das Öl im Kurbelgehäuse des Kompressors auf einer höheren Temperatur zu halten als im kältesten Teil des Systems. Dadurch entsteht im Kurbelgehäuse ein etwas höherer Druck als im Rest des Systems. Das in das Kurbelgehäuse eintretende Kältemittel wird verdampft und zurück in die Saugleitung geleitet.

Außerhalb der Zykluszeiten ist die Migration von Kältemittel in das Kurbelgehäuse des Kompressors ein ernstes Problem. Dies kann zu schweren Kompressorschäden führen.