Was stellt ein Kompressor-Kondensatorblock dar: Aufbau und Funktionsprinzip

Praktisch in alle Lüftungssysteme wird ein Kompressor-Kondensatorblock integriert, der für die Erwärmung oder Kühlung der Luft verantwortlich ist. KKB gehört zur Klasse der nichtautonomen Klimageräte.

Darin durchläuft das Kältemittel im flüssigen Zustand eine Vorbereitungsphase und gelangt dann in den Wärmetauscher und verdampft.

In diesem Material erklären wir die Funktionsprinzipien dieses Geräts, gehen ausführlich auf die Nuancen seiner Auswahl und einige Besonderheiten der Montage ein.

Bestandteile des Kompressor-Kondensatorblocks

KKB ist ein Monoblock mit kompakt angeordneten Baugruppen. Sie werden in Kombination mit Zuluftgeräten, mit Split-Systemen jeglicher Art, die mit Innengeräten oder Direktkühlsystemen ausgestattet sind, eingesetzt. Sie können einen Chiller ersetzen, wenn die Installation des letzteren aufgrund hoher Belastung des Dachs nicht möglich ist.

Die Hauptelemente dieses wichtigen Teils des Lüftungssystems sind:

• Verdichter;
• Motor;
• Ventilator, radial oder axial;
• Wärmetauscher, der als Kondensator fungiert;
• Stromversorgungssystem;
• Steuerungssystem.

Zusätzlich wird KKB mit Anschlüssen ausgestattet, die seine Funktionsfähigkeit verbessern und aus Drossel, Spezialfilter, Magnetventil, Schauglas bestehen. Moderne KKB-Modelle arbeiten mit ozonsicheren Kältemitteln. Darin kann umweltfreundliches Kältemittel R-22, R-407C, R-410a zirkulieren. Sie passen sowohl zu beliebigen Lüftungsgeräten als auch zu Kanal-Kühlern.

Der Kompressor-Kondensatorblock wird sowohl innen als auch außen montiert. Normalerweise statten Hersteller das Aggregat mit einem Schutz vor Spannungs- und Druckschwankungen aus.

Die inneren Elemente des KKB werden isoliert und geerdet, um Stromschläge zu vermeiden. Hersteller beschichten die Oberflächen aller Geräteteile mit einer Korrosionsschutzbeschichtung. Dies ermöglicht den Betrieb unter feuchten Bedingungen.

Vorteile des Kompressor-Kondensatorblocks

Wenn man KKB mit einem Chiller vergleicht, dann lassen sich deutliche Vorteile des Ersteren feststellen:

1. Die Erzeugung einer kW Kälte ist günstiger, da hier kein Zwischenkühlmittel vorhanden ist.
2. Bequeme Einstellung. Jeder KKB wird an eine Zuluftanlage angeschlossen, daher erfolgt die Steuerung über Standardregler.
3. Einfache Montage. Es sind keine zusätzlichen Ventilatoren, Luftkanäle oder andere Elemente erforderlich. Es wird nur die Montage des Verdampferwärmetauschers benötigt.

Ein KKB kann Bestandteil einer großen Lüftungsanlage oder ein separates, in das Gerät eingebautes Modul sein. Es gibt sie als stationäre Standgeräte und als Wandhänggeräte. Stationäre Blöcke werden in der Nähe von Gebäuden und auf dem Dach aufgestellt.

Die Integration eines KKB in die Klimaanlage ist die günstigste und zugänglichste Lösung.

Der Kompressor des KKB ist in moderner Ausführung mit Schutz vor instabilem Netzbetrieb, Feuchtigkeitseinwirkung, mechanischen Beschädigungen sowie kritisch hohen und niedrigen Temperaturen ausgestattet. All dies beeinträchtigt die Funktion des Aggregats. Das Gehäuse, in dem der Block untergebracht ist, besteht aus verzinktem Stahl und korrodiert daher nicht.

Um die Kühlung des Geräts zu beschleunigen, ergänzen die Hersteller den Wärmetauscher, den Kondensator und die Leitungen häufig mit Aluminiumeinsätzen. Auch der Wärmetauscher ist vor schädlichen Einflüssen geschützt – auf seine Oberfläche wird eine spezielle Korrosionsschutzlegierung aufgetragen.

Um die Druckkontrolle im KKB zu ermöglichen, werden alle Elemente, die mit dem Kältemittel in Kontakt kommen, mit Revisionsnippeln ausgestattet.

Trotz dieser Vorteile kommt es nicht selten vor, dass ein KKB nach der Montage schnell ausfällt oder gar nicht in Betrieb geht. Fachleute nennen einen Grund: die unsachgemäße Auswahl des Kompressor-Kompensator-Blocks und des Verdampfers.

Nuancen der Auswahl des KKB

In den meisten Fällen wird ein für die jeweiligen Gegebenheiten geeigneter Kompressor-Kondensator-Aggregat nach der Leistung ausgewählt. Dazu ist eine Standardberechnung durchzuführen, basierend auf der Leistung der Lüftungsanlage in m³/h, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit im Sommer, der Zulufttemperatur. Dieser Parameter und die Luftfeuchtigkeit werden für die jeweilige Region gemäß SNiP ausgewählt.

Der erste Parameter wird etwa 6 Grad niedriger als die optimale Raumtemperatur angenommen. Zusätzlich zu diesen Werten muss das i-d-Diagramm verwendet werden. Anschließend werden alle ermittelten Parameter in die Formel eingesetzt: Qkalt = 1,2 x L x (Iaußen - Izuluft) / 3600.

Das Foto zeigt das psychrometrische i-d-Diagramm für feuchte Luft. Mit seiner Hilfe können auf der Grundlage von zwei bekannten Größen die übrigen Luftparameter, einschließlich des Kälteverbrauchs, ohne aufwändige Berechnungen ermittelt werden.

Um ganz auf Berechnungen zu verzichten, wird manchmal eine vereinfachte Methode verwendet. Es wurde festgestellt, dass auf je 10 m² und einer Raumhöhe von 3 m 1 kW Kälte erforderlich ist. Wenn die Raumfläche 200 m² beträgt, ist ein Block mit 20 kW erforderlich.

Experten empfehlen, auf mehrere Nuancen zu achten, die für die richtige Auswahl des Aggregats wichtig sind. Um einen effizienten Betrieb des Kältekompressorblocks (KKB) zu gewährleisten, sollte dieser nicht auf die maximale Außentemperatur, sondern auf das Minimum ausgelegt werden, das durch den Arbeitsbereich des KKB vorgegeben wird.

Wenn die Berechnung auf der maximalen Außentemperatur basiert, kann das Aggregat normal arbeiten, solange die Außentemperatur der berechneten entspricht oder darüber liegt. Sinkt der Wert jedoch, tritt das Phänomen auf, dass das Kältemittel im Verdampfer nur teilweise siedet. Flüssiges Freon gelangt zurück in den Kompressoreinlass. Dies führt zum Blockieren des Kompressors.

Für einen normalen Betrieb muss die Kompressorleistung geringer sein als die maximale Verdampferleistung. Der Verbindungssatz wird nicht immer zusammen mit dem Kompressor-Kondensator-Block verkauft. Manchmal muss man ihn selbst auswählen, aber dazu muss man die technischen Eigenschaften der in dieser Verrohrungseinheit enthaltenen Elemente kennen.

Empfehlungen zur Auswahl des Filtertrockners

Diese Einheit ist notwendig, um Feuchtigkeit und verschiedene unerwünschte Verunreinigungen aus der Freonleitung aufzunehmen. Die Auswahl erfolgt anhand der Herstellertabellen unter Berücksichtigung der Kältemittelmarke. Darüber hinaus ist es wichtig, im Voraus zu wissen, auf welche Weise dieses Element installiert wird – durch Löten, Bördelung oder an Anschlüssen. Davon hängen die Anschlussmaße ab.

Dieses Verrohrungselement ist für die Sauberkeit des Kältekreislaufs verantwortlich. Nur ein Filter guter Qualität erfüllt diese Aufgabe gut.

Die Auswahl des Filters wird auch durch die Flüssigkeitsdurchsatzleistung beeinflusst, die den Wechselintervall bestimmt. Wichtig ist auch, wie der KKB funktioniert – ausschließlich für Kälte oder auch für Wärme. Im ersten Fall bewegt sich das Freon in eine Richtung, im zweiten in beide.

Wie wählt man ein Schauglas aus?

Dieses Element ist notwendig, um den Füllstand des Freons, den Zustand des Filters und das Vorhandensein von Feuchtigkeit im Kreislauf zu überwachen. Bei der Auswahl geht man von der Freonmarke, der Umgebungstemperatur, der Montageart des Glases, dem Vorhandensein eines Feuchtigkeitsindikators und dem kritischen Feuchtigkeitsniveau aus.

Wenn Freon R407C oder R410A im Kreislauf zirkuliert, kann das Polyesteröl für diese Marken bei Kontakt mit Wasser Säure und Alkohol bilden. Dies wird durch eine Farbänderung des Schauglases signalisiert, was dazu beiträgt, ein Blockieren des Kompressors durch Ölzersetzung zu verhindern. Der normale Zustand des Kältekreislaufs wird durch eine grüne Farbe des Indikators angezeigt.

Ein Übergang zu einem gelblichen Farbton bedeutet, dass der Kältekreislauf sorgfältiger überwacht werden muss. Ein vollständig gelber Indikator zeigt eine unzulässige Menge an Feuchtigkeit im Kreislauf an. Nach den ergriffenen Maßnahmen zur Entfernung muss der Filter ausgetauscht werden.

Auswahl des Thermostatventils

Das TRV regelt die Zufuhr von Kältemittel aus dem Block in den Verdampfer zur Kühlung. Es wird nach Kältemitteltyp, Nennkälteleistung, Verdampfungs-, Unterkühlungs- und Kondensationstemperatur ausgewählt. Auch der Temperaturbereich des Arbeitsmediums – Maximum und Minimum – wird berücksichtigt.

Das TRV ist ein wichtiges Element des Kältekreislaufs. Man unterscheidet zwei Arten von thermostatischen Expansionsventilen – mit externem und internem Druckausgleich. Es hat die Aufgabe, die Kältemittelzufuhr zum Verdampfer zu regeln. Zudem ist es für dessen Expansion verantwortlich, die zu einer Verringerung von Druck und Temperatur führt.

Die Wahl wird auch durch die Art des Druckausgleichs – intern oder extern – beeinflusst. Es ist wichtig zu wissen, wie der Einbau des TRV erfolgt. Üblicherweise wird es zum Löten, Bördel oder an Verschraubungen installiert.

Auswahl des Magnetventils

Die Auswahl dieses Elements wird durch die Kältemittelart, die maximalen Betriebstemperatur- und Druckwerte beeinflusst. Wichtig ist auch der Parameter des Spitzenwerts des Öffnungsdruckdifferentials. Es sind die Anschlussmaße und die Leistung zu beachten.

Zu berücksichtigen ist der Koeffizient Ku, der die Änderung des Durchflusses des Arbeitsmediums berücksichtigt, wenn die Druckdifferenz am Magnetventil 1 Bar beträgt.

Varianten von Kompressor-Kondensatorblöcken

Die Art des Verflüssigungssatzes wird durch die Art der Eigenkühlung bestimmt. Diese kann mittels Luft, Wasser oder eines externen Kühlers erfolgen. Aggregate der ersten Art besitzen einen eingebauten Ventilator, der den Luftstrom erzeugt.

Wenn ein Axialventilator in der Konstruktion enthalten ist, wird das Aggregat außerhalb des Gebäudes montiert. Bei einem Radialventilator erfolgt die Montage des Aggregats direkt im Raum.

Die Leistung eines luftgekühlten Verflüssigungssatzes kann sehr groß sein – bis zu 45 kW pro Stunde. Im Haushalt reicht in der Regel ein Aggregat mit einer maximalen Leistung von 8 kW.

Ein Verflüssigungssatz, bei dem der Kondensator mit Wasser gekühlt wird, ist leistungsstärker. Er benötigt für seinen Betrieb keine große Luftmenge, ist daher kompakt und für die Innenaufstellung vorgesehen. Sein Einbau ist auch in größerer Entfernung möglich.

Verflüssigungssätze mit abgesetztem Kondensator werden seltener eingesetzt, hauptsächlich bei Platzmangel im Raum. Dabei wird der Block selbst im Raum installiert. Der Wärmetauscher wird außerhalb des Raums angebracht.

Funktionsprinzip des KKB

Der Betrieb des Verflüssigungssatzes basiert auf dem physikalischen Gesetz der Aufnahme von Wärmeenergie beim Wechsel des Kältemittels vom flüssigen Zustand in eine andere Aggregatform. Bei umgekehrtem Prozess wird die zuvor aufgenommene Wärmeenergie freigesetzt und an den Verbraucher übertragen.

Wenn der Verflüssigungssatz zum Kühlen arbeitet, verdampft das Kältemittel im Wärmetauscher, dann kondensiert es. Beim Heizen ist es umgekehrt.

Das Gerät wird ein- und ausgeschaltet, und die Leistung des Luftstroms wird über das Steuerungssystem geregelt. Für den Anschluss an den KKB sind spezielle Busse und Sensoren vorhanden.

Während die Installation einer Chiller-System die individuelle Einstellung der Temperatur für jeden Raum ermöglicht, hat die Temperatur bei Verwendung eines KKB überall den gleichen Wert. Sie wird am Hauptthermostat für das gesamte Gebäude eingestellt.

KKB mit Luftkühlung

Der Kältekreis hat 2 Wärmetauscher. Einer davon – der Kondensator-Wärmetauscher – befindet sich im KKB selbst. Der zweite – der Verdampfer-Wärmetauscher – ist im Luftkühler der zentralen Klimaanlage angeordnet. Neben diesen Komponenten gehört zum Kältekreis ein Kompressor, der im Gehäuse des KKB untergebracht ist.

Zu seinen Elementen gehören auch der Filtertrockner, das TRV (thermostatische Expansionsventil) und das Schauglas. Die letzten drei Elemente befinden sich auf der flüssigkeitsführenden Verbindungsleitung in der Nähe des Verdampfers.

Im Gegensatz zu anderen Komponenten des Kältekreises ist der Querschnitt für den Durchlass des Kältemittels im thermostatischen Expansionsventil klein. Seine Regelung hängt von der Verdampfungstemperatur des Kältemittels im Wärmetauscher und der Druckhöhe ab. Vor dem TRV hat das verdichtete gasförmige Kältemittel im Kondensator-Wärmetauscher einen Überdruck, der vom Kompressor erzeugt wird. Nach dem TRV – im Verdampfer-Wärmetauscher – sinkt der Druck.

Im Kondensator wird das Kältemittel, nachdem es Wärme an die Umgebung abgegeben hat, kondensiert. Nach der Abgabe eines Teils der Wärmeenergie steht das Kältemittel noch unter erhöhtem Druck, jedoch nur bis zum Durchgang durch das thermostatische Expansionsventil. Danach sinkt der Druck stark ab und es kommt zur Abkühlung.

Meistens wird der KKB mit einem luftgekühlten Kondensator ausgestattet. Die ein- und ausgehenden Rohrleitungen des Blocks sind mit Absperrventilen versehen, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder äußeren Verunreinigungen zu verhindern.

Unter dem Einfluss des Zentrifugalventilators der Hauptklimaanlage erwärmt sich die Wärmetauscherfläche des Verdampfers. Das zuvor flüssige Kältemittel, das im Verdampfer zirkuliert, erreicht eine hohe Temperatur und geht in die gasförmige Phase über. Dabei nimmt es Wärme aus der Zuluft auf und kühlt diese dadurch.

Danach gelangt das Kältemittel in gasförmiger Form wieder in den Kompressor, wird verdichtet, geht in den flüssigen Aggregatzustand über und der Kreislauf beginnt von neuem.

Aggregat mit Wasserkühlung

Die Installation eines KKB mit Wasserkühlung erfordert vorherige hydraulische Berechnungen und eine professionelle Montage. Die Kosten dieser Blöcke sind höher als die der luftgekühlten Varianten. Dies erklärt sich durch die Notwendigkeit zusätzlicher Aufwendungen für den Bau eines Kühlturms, die Verlegung eines Kreislaufs dorthin und die Anschaffung von Pumpen.

Diese Aggregate sind für die Montage innerhalb von Gebäuden vorgesehen. Die Kondensatorkühlung erfolgt hier mittels einer Flüssigkeit, die in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Im Freien wird ein Kühlturm installiert – nass oder trocken – oder es wird Fließwasser verwendet.

Diese Klimaanlage verfügt über einen zusätzlichen Wärmetauscher. Er kühlt das Kältemittel und erwärmt unter teilweiser Wärmeaufnahme das zirkulierende Wasser, das dann wiederverwendet werden kann. Seine Verwendung im Heizsystem oder für die Warmwasserversorgung rechtfertigt die etwas höheren Investitionen in den Kauf dieser Art von Geräten.

KKB mit Wasserkühlung können in hohen Gebäuden montiert werden. Diese Aggregate eignen sich ideal für Küstenregionen, da die Innenaufstellung sie vor der dort vorhandenen aggressiven Umgebung schützt.

Der Vorteil von Aggregaten mit Wasserkühlung ist ihre höhere Leistung und die Möglichkeit und Perspektive, den Abstand zwischen Block und Kühlturm nach Belieben zu vergrößern. Wenn Fließwasser als Kühlmittel verwendet wird, sinken die Kosten für die Klimatisierung erheblich.

Besonderheiten der Montage des KKB

Der Installation des Kompressor-Kondensator-Aggregats muss eine gründliche Vorbereitung vorausgehen. Zunächst wird die Übereinstimmung der Daten des Aggregats wie Phasenanschluss, Spannung, Stromfrequenz mit den entsprechenden Eigenschaften der Stromversorgungsleitung überprüft.

An dem Ort, an dem die Installation des KKB geplant ist, darf kein Staub vorhanden sein, da dieser sonst in den Wärmetauscher gelangen kann. Der aus dem Kondensator austretende Luftstrom darf nicht in diesen zurückgeführt werden.

Der Montageprozess des Lüftungssystems beginnt mit der Installation des bodenstehenden KKB, des Verdampfers und der Verlegung der Verbindungsleitungen. Der schwierigste Punkt ist die Installation des Expansionsventils, der Trockenfilter, der Sammler, der Schaugläser und anderer Elemente.

Bei der Installation des Aggregats auf dem Boden muss es so positioniert werden, dass Regenwasser und Schnee nicht eindringen können. Der Raum um das Aggregat herum muss frei sein, ohne Hindernisse für die Luftbewegung und Wartung. Es dürfen keine Luftkanäle angeschlossen werden, die Luft in das Aggregat ein- oder ausleiten.

Die Montage und Installationsarbeiten von Kompressor-Kondensator-Einheiten werden von spezialisierten Firmen durchgeführt, deren Mitarbeiter über die entsprechende Qualifikation und Zertifikate verfügen. Zum Anschließen des Blocks sind spezielle Werkzeuge und Geräte erforderlich. Es kann auch vorkommen, dass der Block nachgefüllt oder vollständig befüllt werden muss.

Renommierte Hersteller von KKB

KKB mit hohen Leistungsmerkmalen werden von der italienischen Firma Aermec hergestellt. Das Sortiment umfasst professionelle Kompressor-Kondensator-Einheiten mit Luftkühlung sowie Geräte für den Hausgebrauch.

Die KKB Aerotek, die von dem gleichnamigen internationalen Unternehmen mit Sitz in der Schweiz hergestellt werden, sind sehr gefragt. Die Parameter der Geräte wurden vollständig auf den russischen Verbraucher abgestimmt.

Die französische Firma Airwell ist bekannt für die Qualität ihrer Geräte. Nicht weniger gefragt sind die Aggregate von Carrier, die vom amerikanischen Konzern Carrier auf dem Klimamarkt angeboten werden. Auch das japanische Unternehmen Daikin hat eine Vertretung bei uns und seine Klimageräte sind ebenfalls sehr gefragt.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Bestandteile des Kompressor-Kondensator-Aggregats:

Eine vernünftige Wahl des Kompressor-Kondensator-Blocks:

Um eine hervorragende Belüftung im Büro, Zuhause oder in anderen Räumen zu gewährleisten, ist der Kompressor-Kondensator-Block die beste Lösung. Das Aggregat selbst ist leicht und kompakt, was seine Funktionalität jedoch in keiner Weise einschränkt. Es ist wichtig, die Betriebsvorschriften einzuhalten und die Anleitung zu befolgen, dann wird das Aggregat viele Jahre lang halten.

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