Kälteleistungseinbruch im TK-Lager bei sinkenden Außentemperaturen

Guten Tag zusammen. Ich betreibe eine gewerbliche Tiefkühlanlage mit einem Verbundsystem. Seit die Außentemperaturen nachts deutlich unter 10 Grad fallen, beobachte ich ein merkwürdiges Phänomen: Die Sauggasüberhitzung am Verdichter schwankt extrem, obwohl die Kältezellen stabil laufen. Mein Kühlstellenregler scheint mit der veränderten Verflüssigungstemperatur nicht optimal zu harmonieren. Ich habe das Gefühl, dass der Regeldurchfluss durch das elektronische Expansionsventil zu stark schwankt, sobald die Verflüssigerlüfter bei kühlen Außentemperaturen in den Teillastbereich gehen. Hat jemand von Ihnen Erfahrungswerte, ob man hier die PID-Parameter des Ventils saisonal nachjustieren muss oder ob ein Austausch gegen eine modernere Regelungsstrategie mit direktem Druckabgleich zielführender wäre? Die Anlage ist fünf Jahre alt und lief bisher tadellos. Es wäre hilfreich zu erfahren, wie ihr eure Verbundanlagen auf die Übergangszeit vorbereitet, ohne dass die Betriebssicherheit der kritischen Waren leidet. Für fachliche Ratschläge wäre ich sehr dankbar.

Guten Tag Marcus. Das von Ihnen beschriebene Verhalten deutet stark auf eine instabile Verflüssigungsdruckregelung hin. Wenn die Lüfter bei niedrigen Außentemperaturen in den Teillastbereich gehen, sinkt der Druck oft zu schnell ab, wodurch das EEV kaum noch Spielraum für eine stabile Regelung hat. Prüfen Sie bitte, ob der Mindestverflüssigungsdruck gemäß Herstellerangabe noch eingehalten wird. Ich empfehle Ihnen dringend, den Differenzdruck über dem Expansionsventil zu messen. Wenn dieser in den Keller sackt, kommt es zu den von Ihnen beobachteten Regelschwankungen. Möglicherweise ist die PID-Parametrierung noch auf den Sommerbetrieb ausgelegt. Bevor Sie die Steuerung komplett tauschen, sollten Sie prüfen, ob eine Anpassung der Mindestdruckvorgabe im Kälteanlagenmanagement das Problem bereits lösen kann.

Hallo Marcus, das kenne ich nur zu gut! Wir hatten bei einer ähnlichen 6-Jahre-alten Anlage genau denselben Ärger. Bei uns lag es schlicht an den alternden Temperatursensoren am Verflüssiger, die bei kühler Luft zu träge reagiert haben. Das EEV hat dann immer völlig panisch nachgeregelt, sobald der Druck minimal geschwankt hat. Mein Rat: Tausche erst einmal die Fühler aus und kalibriere die Messwertaufnehmer neu. Wenn die Elektronik Müll misst, helfen auch die besten PID-Einstellungen nichts. Wir haben das letztens bei einer Wartung nach ChemKlimaschutzV durchgezogen und seitdem läuft die Anlage auch bei Frost wieder butterweich. Probier das mal, bevor du teure Umbaumaßnahmen planst.

Danke für die schnellen Rückmeldungen! Thomas, der Mindestdruck ist eigentlich korrekt hinterlegt, aber ich messe morgen mal nach, ob die Ist-Werte auch wirklich ankommen. Julia, die Idee mit den Sensoren ist interessant, daran habe ich bei dem Alter von fünf Jahren noch gar nicht gedacht, weil die Anlage bisher so stabil lief. Ich werde morgen früh als Erstes die Sensordaten mit einem externen Referenzmessgerät abgleichen. Wenn die Werte driften, tausche ich die Sensoren direkt aus. Danke für den Hinweis auf die ChemKlimaschutzV – das muss natürlich fachgerecht protokolliert werden, auch wenn es nur Fühler sind. Ich melde mich wieder, sobald ich die Werte vorliegen habe.

Servus zusammen. Wenn das alles nicht hilft, schaut euch mal an, ob die Taktung der Lüfter durch eine Drehzahlregelung statt durch bloßes An- und Ausschalten ersetzt werden kann. Viele Anlagen in dem Alter arbeiten noch mit einfachen Phasenanschnittsteuerungen, die bei niedrigen Temperaturen extreme Drucksprünge verursachen. Ein Umstieg auf eine kontinuierliche Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter wirkt hier Wunder. Natürlich kostet das etwas Zeit bei der Einregulierung, aber die Betriebssicherheit steigt enorm. Man sollte bei solchen Umbauten immer die VDI 4645 im Hinterkopf behalten, auch wenn es ein TK-Lager ist. Eine stabile Regelung spart langfristig ordentlich Energie und schont den Verdichter. Viel Erfolg bei der Fehlersuche!

Moin Marcus. Kurz und knapp: Wenn du schon an der Regelung schraubst, schau dir die Überhitzungsgrenzen nochmal an. Oft fahren die Anlagen ab Werk mit zu engen Toleranzen. Bei sinkenden Außentemperaturen reicht oft schon eine kleine Anpassung der Kennlinie im EEV-Controller, um das Pendeln zu eliminieren. Ich sehe bei meinen Kunden oft, dass man bei der Inbetriebnahme zu optimistisch parametriert, was im Hochsommer super funktioniert, aber bei 5 Grad Außentemperatur instabil wird. Eine leicht trägere Einstellung der PID-Regler für die Übergangszeit ist oft der Schlüssel, statt die ganze Strategie über den Haufen zu werfen. Lass dich nicht verrückt machen, das kriegen wir schon hin.