Was ist ein Chiller: Besonderheiten des Geräts, Auswahl- und Montageregeln

Wenn Sie die Kühlung oder Beheizung Ihres eigenen Privathauses in Betracht ziehen, ist es sinnvoll zu erfahren, was ein Chiller ist. Diese Alternative zu Klimaanlagen wird praktisch nicht für einzelne kleine Räume verwendet, aber für ein geräumiges Einfamilienhaus kann sie sich als sehr vorteilhafte Lösung erweisen.

In dem von uns vorgestellten Artikel wird die Funktionsweise dieser Art von Klimageräten ausführlich beschrieben. Es werden die Regeln für den Aufbau und die Errichtung des Systems, das das Raumklima gestaltet, dargelegt. Unter Berücksichtigung unserer Empfehlungen werden Sie problemlos das optimale Modell auswählen können.

Funktionsweise des Chillers

Als Chiller bezeichnet man eine Art von Kältemaschinen, die zur Kühlung verschiedener Flüssigkeiten eingesetzt werden. Meistens werden diese Aggregate in der Industrie verwendet, sie eignen sich aber auch für die Klimatisierung von großen Wohngebäuden, Einkaufszentren, Büros usw.

In Kombination mit Ventilatorkonvektoren (Fan-Coils) übernehmen Chiller hervorragend die Rolle einer zentralen Klimaanlage. Während bei herkömmlichen Klimaanlagen das Kältemittel die Luft direkt kühlt, verhält es sich bei Chillern etwas anders.

Hier wird die Wärmeenergie mit Hilfe von gewöhnlichem Wasser transportiert. Um ein Einfrieren zu verhindern, kann eine Mischung mit Frostschutzmittel, z. B. mit Tosol, verwendet werden. Der Chiller funktioniert dank des Verdampfers, des Verdichters (Kompressors) und des Verflüssigers (Kondensators), die zu seinem Bestandteil gehören.

Durch den Verdampfer fließen Ströme von Wasser und Kältemittel. Letzteres absorbiert die Wärmeenergie des Wassers und verdampft. Das Kältemittel wird zu Gas, und das Wasser kühlt ab. Danach gelangt das dampfförmige Kältemittel in den Verdichter (Kompressor), wo es unter der Wirkung der Kompressionskräfte erhitzt und mit Öl vermischt wird.

Danach gelangt das Gemisch in den Kondensator, wo es einen Großteil der Wärmeenergie abgibt und sich in eine Flüssigkeit verwandelt. Anschließend gelangt das Kältemittel in den Filtertrockner, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen.

Der Druck des flüssigen Kältemittels wird beim Durchströmen des thermischen Expansionsventils verringert. Hier geht es wieder in den gasförmigen Zustand über und wird dem Verdampfer zugeführt, um den Kreislauf zu wiederholen.

Eine Kältemaschine besteht aus einem Kompressor, einem Kondensator und einem Verdampfer. Indem das Kältemittel zwischen diesen Vorrichtungen zirkuliert, entzieht es dem Wasser Wärmeenergie und kühlt es (+).

Der Kompressor dient somit der Kompression und dem Transport des Kältemittels, das abwechselnd durch den luftgekühlten Kondensator und den Verdampfer strömt, sich dabei erwärmt und gleichzeitig das Wasser kühlt, und dann wieder abkühlt.

Der Kondensator fungiert in diesem System als Wärmetauscher, über den die vom Kältemittel aufgenommene Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben wird.

Moderne Kältemaschinenmodelle sind mit einem Bedienfeld mit Flüssigkristallbildschirm ausgestattet, auf dem der aktuelle Gerätestatus und Meldungen über mögliche Störungen angezeigt werden.

Übermäßiger Druck im Kältemittelkreislauf kann zu Schäden am System führen. Zur Überwachung dieses Parameters werden ein Hochdruckrelais und ein Manometer verwendet, die eine visuelle Überwachung des Systemzustands ermöglichen. Zur Aufbewahrung des Kältemittels dient ein Flüssigkeitssammler.

Der Filtertrockner entfernt aus dem Kältemittel nicht nur Wasserdampf, sondern auch Fremdverunreinigungen. Zur Steuerung des Kältemittelflusses dient ein Magnetventil, das das System bei Stillstand des Kompressors automatisch absperrt.

Dies schützt das System davor, dass flüssiges Kältemittel in den Verdampfer gelangt. Sobald der Kompressor einschaltet, öffnet das Ventil. Das System verfügt über ein Schauglas, das eine visuelle Kontrolle des Kältemittelzustands ermöglicht.

Wenn in der Flüssigkeitsströmung Luftblasen sichtbar sind, muss die Menge an Kältemittel erhöht werden. Zur Überwachung der Feuchtigkeit des Kältemittels dienen Sensoren mit Farbanzeige. Die Regulierung der Kältemittelmenge, die in den Verdampfer gelangt, erfolgt über ein thermoregulierendes Ventil.

Zur Erhöhung der Durchsatzkapazität des Systems wird manchmal die Verwendung eines Heißgas-Bypassventils empfohlen. Dieses Element ist nicht immer im Lieferumfang enthalten.

Damit die Wassermenge im System für seinen Betrieb ausreichend bleibt, wird bei Industriekältemaschinen eine automatische Nachfüllanlage installiert. Die Wasserzirkulation im Kreislauf wird durch eine Kühlflüssigkeitspumpe sichergestellt.

Monoblock-Kältemaschinenmodelle sind bereits für die Montage vorbereitet, daher lassen sie sich einfacher und bequemer installieren als eine Anlage mit einem externen Kondensator.

Die zuvor erwähnten Fan-Coils sind Geräte, mit denen gekühlte Luft in einzelne Räume geleitet wird. Die ventilatorgestützten Endgeräte werden im Innenraum installiert. Sie werden an der Wand, an der Decke und sogar am Boden montiert. An einen einzigen Chiller können mehrere Fan-Coils angeschlossen werden.

Die genaue Anzahl wird durch die Anzahl der zu klimatisierenden Räume bestimmt. Dabei muss die Leistung des Chillers eine bestimmte Anzahl von Fan-Konvektoren gewährleisten.

Für die Verbindung von Chiller und Fan-Coils zu einem Gesamtsystem werden gewöhnliche Wasserleitungsrohre verwendet. Das unterscheidet sie vorteilhaft von herkömmlichen Split-Systemen, für die nur teure Kupferleitungen geeignet sind.

Chiller mit externem Kondensator sind nicht so leistungsstark wie Monoblock-Modelle, aber sie benötigen weniger Platz für die Installation des Geräts im Haus.

Ein wichtiger Bestandteil eines solchen Geräts – die Pumpe, die die Zirkulation des Kältemittels gewährleistet. Je höher die Leistung dieser Pumpe, desto größer kann die Entfernung zwischen Chiller und Fan-Konvektoren sein. Dies ist praktisch, da es die Anzahl der Optionen bei der Wahl eines geeigneten Standorts für den Chiller erhöht.

Nicht selten wird das Aggregat auf dem Dach des Gebäudes aufgestellt, und bei Bedarf kann es in einem speziellen Nebenraum untergebracht werden. Dadurch kann das Erscheinungsbild der vorhandenen Gebäudefassade vollständig erhalten bleiben. Split-Systeme bieten diese Möglichkeit praktisch nie.

Chiller werden nach verschiedenen Merkmalen klassifiziert:

• nach Art des Kältekreislaufs: Absorptions- und Dampfkompressionskältemaschinen;
• nach Bauart: Monoblock oder System mit externem Kondensator;
• nach Art der Kondensatorkühlung, die luft- oder wassergekühlt sein kann;
• nach Anschlussschema;
• nach Vorhandensein oder Fehlen einer Wärmepumpe.

Chiller, die konstruktiv eine Wärmepumpe enthalten, eignen sich nicht nur zur Raumklimatisierung, sondern auch zur Beheizung. Sie sind für den ganzjährigen Einsatz ausgelegt.

Wie wählt man den richtigen Chiller aus?

Für den Bedarf einer großen Villa empfehlen Fachleute den Einsatz eines Chillers mit Wasserkühlung des Kondensators. Solche Geräte haben einen einfacheren Aufbau als vergleichbare Modelle mit Luftkühlung und sind dementsprechend günstiger.

Die Konstruktion eines Chillers mit Luftkühlung umfasst einen Ventilator (axial oder radial) zur Luftansaugung aus dem Raum, in dem das Gerät installiert ist.

Einige Chiller-Modelle können nicht nur zur Klimatisierung, sondern auch zur Beheizung von Wohnräumen im Winter eingesetzt werden.

Zur Kühlung des Kondensators mit Wasser können lokale Wasserressourcen genutzt werden: Flüsse, Seen, artesische Brunnen usw. Wenn aus irgendwelchen Gründen kein Zugang zu solchen Quellen besteht, wird eine alternative Variante verwendet: ein Kühler aus Ethylen oder Propylenglykol.

Kühler dieser Art sind ideal für den Einsatz in der kalten Jahreszeit, wenn normales Wasser einfach gefriert.

Die Wahl zwischen einem Chiller als Monoblock, bei dem Kompressor, Verdampfer und Verflüssiger in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, und einer Variante, bei der der Verflüssiger separat installiert wird, ist nicht so eindeutig. Der Monoblock ist einfacher zu montieren, zudem kann die Leistung von Geräten dieses Typs recht hoch sein.

Bei der Auswahl eines geeigneten Chiller-Modells sollten Sie dessen Leistung bewerten und mit der Anzahl der Fancoils abstimmen, die das Gerät versorgen wird.

Außenaufgestellte Systeme werden an verschiedenen Orten montiert: Der Chiller selbst in einem Nebenraum innerhalb des Gebäudes (sogar im Keller möglich) und der Verflüssiger im Freien. Für die Verbindung dieser beiden Einheiten werden in der Regel Rohre verwendet, in denen Freon zirkuliert. Dies erklärt die erhöhte Komplexität der Montage sowie die zusätzlichen Materialkosten für die Installation.

Für die Installation eines Chillers mit externem Verflüssiger wird jedoch weniger Platz im Innenraum benötigt, und eine solche Einsparung kann notwendig sein. Bei der Auswahl eines geeigneten Geräts sollten Sie auch die zusätzlichen Funktionen berücksichtigen, mit denen das Gerät ausgestattet ist.

Zu den beliebten und nützlichen Ergänzungen gehören:

• Kontrolle und Regelung des Wasserhaushalts im System;
• Reinigung des Wassers von unerwünschten Verunreinigungen;
• automatisiertes Befüllen von Behältern;
• Kontrolle und Korrektur des Innendrucks im System usw.

Schließlich sollten Sie unbedingt die Kälteleistung des Chillers bewerten, d.h. seine Fähigkeit, Wärmeenergie aus dem Arbeitsmedium zu entziehen. Die konkreten quantitativen Angaben sind in der Regel im technischen Datenblatt des Produkts angegeben. Die Kälteleistung jedes einzelnen Chiller-Fancoil-Systems wird separat berechnet.

Dabei werden die maximalen und minimalen Temperaturwerte, die Leistung des Chillers, die Förderleistung der Pumpe, die Rohrlänge usw. berücksichtigt. Dies sind nur allgemeine Empfehlungen für die Auswahl von Kühlern. Im Einzelfall sollten Sie einen erfahrenen Spezialisten konsultieren, der verschiedene Nuancen berücksichtigen kann und Ihnen bei der richtigen Wahl hilft.

Besonderheiten der Montage solcher Geräte

Nur ein erfahrener Spezialist kann bei der Installation eines Chillers sparen. Alle anderen Besitzer dieses Geräts müssen die Dienste professioneller Monteure bezahlen, da in dieser Hinsicht jeder Fehler fatal sein kann. Die Installation beginnt mit dem sorgfältigen Studium der gesamten technischen Dokumentation und der Empfehlungen des Herstellers.

Ein Chiller besteht aus vielen konstruktiven Elementen. Ein Industriemodell sollte am besten mit Hilfe erfahrener Fachleute installiert und in Betrieb genommen werden (+)

Danach wird direkt mit der Installation begonnen. Für den Chiller sollte eine Aufstellfläche gewählt werden, die das Gewicht dieses Geräts tragen kann.

Auf der Plattform wird der Rahmen montiert, dessen Position sorgfältig mit einer Wasserwaage ausgerichtet wird. Wenn keine Plattform mit den erforderlichen Eigenschaften vorhanden ist, sollte ein geeigneter Bereich betoniert und der Rahmen darauf montiert werden.

Dabei sollte die Vibrationswirkung berücksichtigt werden, die beim Betrieb der Kältemaschine entsteht. Die Plattform und der Rahmen sollten so installiert werden, dass keine Vibrationen auf andere Gebäudestrukturen übertragen werden. Auch andere Systemkomponenten wie Rohre, Luftkanäle, Hydraulikmodule usw. können Einfluss haben.

Die Kältemaschine wird auf einem speziellen Rahmen installiert, wobei Maßnahmen zum Schutz der umliegenden Gegenstände vor Vibrationen erforderlich sind.

Wenn die Installation der Kältemaschine in einem Nebenraum innerhalb des Gebäudes geplant ist, muss ein Fundament errichtet werden, das über dem Fußboden liegt. Dadurch wird die Gesamtträgheit des Systems verringert, die Vibrationswirkung reduziert und die Massenverteilung des Aggregats verbessert.

Die Kältemaschine selbst wird auf spezielle Feder- oder Gummilager montiert, um die Vibrationswirkung zu dämpfen. Unter diese Lager wird eine weitere Gummischicht gelegt, dann wird die Konstruktion mit Ankerbolzen befestigt. Bei der Festlegung des Standorts für die Kältemaschine sollte bedacht werden, dass um das Aggregat herum Freiraum bleiben muss.

Für die Montage der Kältemaschine im Freien oder auf dem Dach des Gebäudes wird ein spezielles Gehäuse verwendet, um das Gerät vor Witterungseinflüssen zu schützen.

Es gewährleistet den Zugang zu den Mechaniken für die Wartung. Außerdem muss um das Gerät herum Luft frei zirkulieren können, um die Kühlung der Kondensatoren zu verbessern. Wenn die Kältemaschine außerhalb des Gebäudes installiert ist, muss sie vor Verunreinigungen wie z. B. Laub geschützt werden.

Wenn Schmutz in den Wärmetauscher gelangt, führt dies zu Fehlfunktionen des Systems und schwerwiegenden Geräteausfällen. Es ist nicht zulässig, dass Fremdkörper oder Leitungen das Gehäuse der Kältemaschine berühren, da Vibrationen übertragen werden könnten. Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Montage der Kältemaschine im Freien ist die Windrichtung.

Bei der Installation im Innenbereich sollte die Geräuscheinwirkung berücksichtigt werden, die während des Betriebs des Aggregats entsteht. Es ist sinnvoll, für zusätzliche Schalldämmung zu sorgen und zu überlegen, wie sich übermäßiger Lärm auf benachbarte Räume auswirkt. Es wird nicht empfohlen, die Kältemaschine in der Nähe von Wohnräumen aufzustellen.

Wenn in der Nähe der Kältemaschine weitere Aggregate installiert werden sollen, ist darauf zu achten, dass das Gerät keiner übermäßigen Wärmebelastung ausgesetzt ist und dass die freie Luftzirkulation nicht behindert wird.

Bei der Außenmontage eines Chillers wird ein spezielles Gehäuse verwendet, das das Gerät vor Witterungseinflüssen schützt. Im Gehäuse wird der Verdampfer platziert, seitlich ist Platz für die Montage der Kompressoren vorgesehen, und der Kondensator wird oben installiert.

In ähnlicher Weise wird das Aggregat auf dem Gebäudedach installiert. Bei der Innenmontage ist das Gehäuse natürlich nicht erforderlich, aber wenn in diesem Fall ein Modell mit externem Kondensator verwendet wird, wird ein Teil der Montagearbeiten im Außenbereich durchgeführt.

Für die Montage des Chillers auf dem Gebäudedach kann spezielles Baugerät erforderlich sein, da das Gerät ein hohes physisches Gewicht hat.

Beim Studium der technischen Dokumentation sollten Sie auf die Reihenfolge der Montage des Rahmens unter dem Chiller achten. Bei einigen leistungsstarken Modellen werden spezielle Schwingungsdämpfer verwendet, die nicht zusätzlich mit Ankerbolzen befestigt werden müssen.

Bei bestimmten Aggregaten ist kein separates Fundament erforderlich; es reicht aus, den Rahmen richtig zu platzieren und das Gerät mit Bolzen zu befestigen.

Für den Anschluss der Rohre an die Stutzen des Chillers werden in der Regel Kupplungen verwendet, da der Durchmesser dieser Leitungen gering ist. Der Anschluss des Chillers an die Rohrleitungen erfolgt erst, nachdem das Aggregat auf dem Fundament und den Schwingungsdämpfern montiert wurde. Dieser Schritt sollte nicht vorzeitig durchgeführt werden, um die Leitungen nicht zu beschädigen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Ein Video mit der Präsentation des Industriemodells des Chillers TschA-14 können Sie hier ansehen:

Ein Industriechiller – ein recht komplexes Gerät, aber bei ordnungsgemäßer Montage und Wartung kann es viele Jahre einwandfrei funktionieren. Um Fehler bei der Installation der Anlage zu vermeiden, wenden Sie sich am besten an ein spezialisiertes Unternehmen.

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