Optimierung der Verflüssigungsdruckregelung bei sinkenden Außentemperaturen im Kühlhaus

Guten Tag zusammen. Ich betreibe ein kleines Zentralkühlsystem für zwei Kühlzellen mit einer Scroll-Verbundanlage. Nun, da die Außentemperaturen nachts in den einstelligen Bereich fallen, beobachte ich deutliche Schwankungen im Verflüssigungsdruck. Bisher regelt der FU über eine klassische Phasenanschnittsteuerung die Lüfterdrehzahl am luftgekühlten Verflüssiger. Ich frage mich, ob es sinnvoll ist, jetzt auf eine gleitende Verflüssigungsdruckregelung umzustellen oder ob der Aufwand bei meiner Bestandsanlage den energetischen Nutzen nicht rechtfertigt. Die Verdichterlaufzeiten sind aktuell kurz, da der Kältebedarf durch die herbstliche Abkühlung sinkt. Hat jemand von Ihnen Erfahrung, ab welcher Temperaturschwelle eine PID-Regelung hier wirklich Stabilität bringt, ohne den Verdichter durch zu geringe Druckverhältnisse unnötig zu stressen? Über fachlichen Rat zur Parametrierung der Anlauframpen unter diesen herbstlichen Bedingungen würde ich mich freuen. Beste Grüße, Markus.

Hallo Markus, das ist ein klassisches Problem bei Bestandsanlagen. Die Phasenanschnittsteuerung ist oft zu träge für die schnellen Temperaturwechsel in der Übergangszeit. Ein Umstieg auf eine gleitende Verflüssigungsdruckregelung ist energetisch absolut sinnvoll, da du den Verdichter entlastest, sobald die Außentemperaturen sinken. Ich empfehle dir, den Sollwert nicht starr zu lassen, sondern ihn in Abhängigkeit zur Außentemperatur gleitend zu führen. Achte dabei zwingend darauf, dass das Druckverhältnis nicht unter die Mindestgrenze des Scroll-Verdichters fällt, da sonst die Schmierung aufgrund des Ölmangels abreißen kann. Hast du ein Kältemittel mit hohem Gleit im Einsatz? Das macht die Regelung nochmals anspruchsvoller.

Danke Andreas für die Einschätzung. Wir fahren mit R449A, der Gleit liegt also im Bereich von etwa 4 bis 5 Kelvin. Die Sorge mit dem Ölmangel teile ich, da die Anlage bei den aktuellen Außentemperaturen sehr schnell in sehr niedrige Drücke abrutscht. Wäre hier ein Staudruckregler eine einfachere mechanische Alternative, um die Mindestverflüssigungstemperatur stabil zu halten, oder ist das eher ein Rückschritt? Eine elektronische PID-Regelung wäre mir natürlich lieber, aber ich frage mich, ob der Aufwand für den Schaltschrankumbau bei dieser Scroll-Verbundanlage den Ertrag rechtfertigt.

Vergiss den Staudruckregler, Markus. Das ist bei einer modernen Verbundanlage eigentlich nicht mehr zeitgemäß. Ich würde dir dringend zu einem FU-gesteuerten Lüfter mit einer PID-Regelcharakteristik raten. Wenn du das über eine moderne Steuerung abwickelst, kannst du die Anlauframpen sanft parametrieren, was die mechanische Belastung auf die Lüftermotoren reduziert. Im Rahmen der aktuellen Anforderungen der ChemKlimaschutzV und zur Einhaltung der Effizienzvorgaben ist eine präzise Steuerung ohnehin Pflicht. Wenn du die Anlage ohnehin anfasst, achte auch auf die Einbindung einer korrekten Hochdrucküberwachung, um ein Überhitzen bei plötzlich steigender Last im Kühlhaus zu verhindern.

Hallo zusammen, ich bin als Planerin oft mit genau dieser Fragestellung bei Bestandsgebäuden konfrontiert. Meiner Erfahrung nach ist eine gleitende Regelung bei Anlagen, die über das ganze Jahr betrieben werden, wirtschaftlich nach zwei bis drei Saisons amortisiert, gerade weil die Stromkosten für die Lüfter massiv sinken. Bei der Parametrierung der Anlauframpen für den Herbst empfehle ich, einen Offset von mindestens 5 bis 8 Kelvin zur Außentemperatur zu wählen. Wichtig ist auch, dass der Sensor für die Außentemperatur nicht direkt im Luftstrom des Verflüssigers sitzt, sonst schwingt dir das System permanent auf. Habt ihr die Verdampfungstemperaturen schon mal geloggt?

Danke Sabine, der Hinweis mit der Sensorposition ist Gold wert, der sitzt bei mir tatsächlich etwas ungünstig nah am Verflüssigergehäuse. Wenn ich den versetze und die PID-Parameter entsprechend anpasse, sollte das Schwingen aufhören. Bezüglich der Verdampfungstemperatur: Die liegt aktuell bei etwa minus 10 Grad bei einer Kühlraumtemperatur von plus 4 Grad. Der Energieverbrauch ist für mein Empfinden aktuell noch zu hoch, obwohl der Kältebedarf durch die herbstliche Abkühlung deutlich gesunken ist. Ich werde mich wohl doch an den Umbau auf eine digitale Regelung wagen, um die Effizienz zu steigern.

Wenn du schon umbaust, schau dir die Regelung der Verflüssigerlüfter direkt über die Kältesteuerung an. Viele moderne Regler unterstützen direkt die Drehzahlvorgabe über 0-10 Volt. Das spart den Umweg über die Phasenanschnittsteuerung, die bei geringen Drehzahlen oft zu Störgeräuschen im Netz führt. Achte bei der Elektroinstallation darauf, dass alles den VDE-Vorgaben entspricht, besonders wenn es um die Ansteuerung der FU geht. Seit wir das bei unseren Kunden umgestellt haben, läuft der Betrieb deutlich ruhiger und der Verschleiß an den Verdichterventilen ist spürbar zurückgegangen. Viel Erfolg beim Umbau, das lohnt sich definitiv!