Viele Klima- und Kühlsysteme platzieren ihre Verflüssigungssätze aus zwei Hauptgründen im Freien. Dadurch wird erstens die kühlere Umgebungstemperatur draußen ausgenutzt, um einen Teil der vom Verdampfer aufgenommenen Wärme abzuführen, und zweitens wird die Lärmbelästigung reduziert.
Verflüssigungssätze bestehen normalerweise aus Kompressoren, Kondensatorspulen, Außenkondensatorventilatoren, Schützen, Startrelais, Kondensatoren und Halbleiterplatten mit Schaltkreisen. Der Sammler ist üblicherweise in die Verflüssigungseinheit der Kälteanlage integriert. Innerhalb einer Kondensationseinheit verfügt der Kompressor normalerweise über eine Heizung, die irgendwie an der Unterseite oder am Kurbelgehäuse angeschlossen ist. Diese Art von Heizung wird oft als bezeichnetKurbelgehäuseheizung.
DerKompressor-Kurbelgehäuseheizungist eine Widerstandsheizung, die normalerweise an der Unterseite des Kurbelgehäuses befestigt oder in eine Vertiefung im Kurbelgehäuse des Kompressors eingesetzt wird.Kurbelgehäuseheizungentreten häufig bei Kompressoren auf, bei denen die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Betriebstemperatur des Verdampfers des Systems.
Das Kurbelgehäuseöl bzw. Öl eines Kompressors hat viele wichtige Funktionen. Obwohl das Kältemittel das zur Kühlung erforderliche 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 gesamten System. Mit der Zeit ermöglicht die richtige Kältemittelgeschwindigkeit durch die Systemleitungen, dass diese ausgetretenen Öle in das Kurbelgehäuse zurückkehren. Aus diesem Grund müssen sich Öl und Kältemittel gegenseitig auflösen. Gleichzeitig kann die Löslichkeit des Öls und des Kältemittels jedoch ein weiteres Systemproblem verursachen. Das Problem ist die Kältemittelmigration.
Migration ist ein aperiodisches Phänomen. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem flüssige und/oder dampfförmige Kältemittel während des Abschaltzyklus des Kompressors in das Kurbelgehäuse und die Saugleitungen des Kompressors wandern oder zurückkehren. Bei Kompressorausfällen, insbesondere bei längeren Ausfällen, muss das Kältemittel dorthin bewegt oder verlagert werden, wo der Druck am niedrigsten ist. In der Natur fließen Flüssigkeiten von Orten mit höherem Druck zu Orten mit niedrigerem Druck. Das Kurbelgehäuse hat normalerweise einen niedrigeren Druck als der Verdampfer, da es Öl enthält. Die kühlere Umgebungstemperatur verstärkt das Phänomen des niedrigeren Dampfdrucks und trägt dazu bei, dass der Kältemitteldampf in der Flüssigkeit im Kurbelgehäuse kondensiert.
Das gekühlte Öl selbst hat einen niedrigen Dampfdruck und unabhängig davon, ob das Kältemittel dampfförmig oder flüssig ist, fließt es zum gekühlten Öl. Tatsächlich ist der Dampfdruck des gefrorenen Öls so niedrig, dass es selbst dann nicht verdunstet, wenn im Kühlsystem ein Vakuum von 100 Mikrometern angelegt wird. Der Dampf einiger gefrorener Öle wird auf 5–10 Mikrometer reduziert. Wenn das Öl keinen so niedrigen Dampfdruck hat, verdampft es immer dann, wenn im Kurbelgehäuse ein Unterdruck oder Vakuum herrscht.
Da es bei Kältemitteldampf zu einer Kältemittelmigration kommen kann, kann die Migration bergauf oder 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 gestreifte Schicht auf dem Boden des Öls im Kurbelgehäuse. Dies liegt daran, dass flüssige Kältemittel schwerer sind als Öl. Während kurzer Abschaltzyklen des Kompressors hat das migrierte Kältemittel keine Chance, sich unter dem Öl abzusetzen, sondern vermischt sich dennoch mit dem Öl im Kurbelgehäuse. Während der Heizperiode und/oder in den kälteren Monaten, wenn keine Klimaanlage erforderlich ist, schalten Hausbesitzer häufig die Stromunterbrechung der Außenkondensationseinheit der Klimaanlage ab. Dies führt dazu, dass der Kompressor keine Kurbelgehäusewärme hat, da die Kurbelgehäuseheizung keinen Strom hat. Während dieses langen Zyklus wird es sicherlich zu einer Wanderung des Kältemittels in das Kurbelgehäuse kommen.
Wenn der Hausbesitzer zu Beginn der Kühlsaison den Leistungsschalter nicht mindestens 24 bis 48 Stunden vor dem Starten der Klimaanlage wieder einschaltet, kommt es aufgrund der längeren, nicht zirkulierenden Kältemittelmigration zu starker Schaumbildung und Überdruck im Kurbelgehäuse.
Dies kann dazu führen, dass das Kurbelgehäuse nicht mehr den richtigen Ölstand hat, außerdem können Lager beschädigt werden und es kann zu anderen mechanischen Fehlern im Kompressor kommen.
Kurbelgehäuseheizungen sollen dazu beitragen, die Kältemittelmigration zu verhindern. Die Aufgabe der Kurbelgehäuseheizung besteht darin, das Öl im Kurbelgehäuse des Kompressors auf einer Temperatur zu halten, die höher ist als die des kältesten Teils des Systems. Dies führt dazu, dass im Kurbelgehäuse ein etwas höherer Druck herrscht als im restlichen System. Das in das Kurbelgehäuse gelangende Kältemittel wird dann verdampft und zurück in die Saugleitung geleitet.
In zyklusfreien Zeiten stellt die Migration von Kältemittel in das Kurbelgehäuse des Kompressors ein ernstes Problem dar. Dies kann zu schweren Schäden am Kompressor führen
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25.09.2024