Lüfterdrehzahlregelung bei Verflüssigern: Druckregelung vs. Außentemperatur

Moin Leute, ich stehe aktuell vor der Aufgabe, bei einer größeren Verbundanlage die Verflüssigerlüfter effizienter anzusteuern. Bisher laufen die Ventilatoren bei uns noch über eine klassische Phasenanschnittsteuerung, was gerade in der Übergangszeit oft zu unruhigem Lauf führt. Wir möchten auf eine drehzahlgeregelte Steuerung umstellen. Die Frage, die uns gerade beschäftigt, ist die Wahl der Führungsgröße für die Regelung. Sollten wir primär den Verflüssigungsdruck als Sensorwert nehmen oder ist eine außentemperaturgeführte Kennlinie in Kombination mit einer Druckbegrenzung im Winterbetrieb zuverlässiger? Uns geht es vor allem um die Vermeidung von zu tiefem Druck beim Anfahren an kühlen Herbstmorgen, ohne dabei die Energieeffizienz bei moderaten Außentemperaturen zu vernachlässigen. Wie handhabt ihr das bei euren gewerblichen Anlagen, um einen stabilen Betrieb ohne ständiges Pendeln der Drehzahl zu gewährleisten? Ich freue mich auf eure fachlichen Tipps und Praxisberichte aus dem Montagealltag.

Moin Jens, bei Verbundanlagen ist die druckgeführte Regelung eigentlich der Standard, von dem man selten abweichen sollte. Eine außentemperaturgeführte Steuerung allein bringt dir bei schwankenden Lastzuständen im Gebäude kaum die nötige Stabilität, da du die Kälteleistung direkt über den Verflüssigungsdruck kontrollieren musst. Wenn die Drehzahl zu stark pendelt, liegt das oft an zu kleinen Zeitkonstanten im Regler. Ich empfehle dir den Einsatz eines PID-Reglers, der den Druck als Istwert nimmt. Achte dabei auf eine vernünftige Totzone und eine moderate I-Anteil-Parametrierung. Damit verhinderst du genau dieses nervige Auf- und Abjagen der Lüfter, was zudem die Lager der Ventilatoren unnötig belastet. Denk auch an die EMV-Vorgaben bei Frequenzumrichtern, da haben wir in der Vergangenheit schon böse Überraschungen bei der Abnahme erlebt.

Hallo Jens, ich sehe das ähnlich wie Markus, möchte aber ergänzen, dass wir bei unseren Projekten in der Lebensmittelkühlung fast nur noch mit EC-Ventilatoren arbeiten. Die lassen sich über ein 0-10V Signal vom Druckaufnehmer extrem präzise ansteuern. Das spart nicht nur Energie, sondern ist auch deutlich leiser als die alte Phasenanschnittgeschichte. Bezüglich deiner Sorge mit dem Anfahren bei Kälte: Wir programmieren in den Reglern meist eine Mindestdrehzahl, die erst bei Erreichen eines definierten Schwellenwerts unterschritten werden darf. Das sorgt für einen stabilen Betrieb, ohne dass der Hochdruck in den Keller sackt. Das kommt auch der Lebensdauer der Verdichter zugute, da wir die Druckverhältnisse über den Tag deutlich konstanter halten können als mit einer reinen Außentemperaturführung.

Danke für die schnellen Antworten! Sandra, der Ansatz mit der Mindestdrehzahl in Verbindung mit dem 0-10V Signal klingt absolut logisch. Bisher haben wir tatsächlich immer mit der alten Steuerung gekämpft, die eben nicht differenzieren konnte. Markus, das mit dem PID-Regler und der Anpassung der Zeitkonstanten ist ein sehr guter Hinweis. Wir haben die PID-Werte bisher oft eher 'aus dem Bauch heraus' eingestellt. Könnt ihr mir sagen, wie ihr das bei extremen Minustemperaturen im Winter handhabt? Reicht dort eine reine Drehzahlreduzierung aus oder baut ihr dann zusätzlich noch eine Verflüssigerdruckregelung über Kältemittelsammler-Druckbeaufschlagung ein? Ich will sicherstellen, dass die Anlage auch bei zweistelligen Minusgraden noch einwandfrei anläuft, ohne dass der Hochdruckschalter direkt auslöst.

Moin Jens, bei zweistelligen Minustemperaturen reicht die Drehzahlregelung der Ventilatoren allein oft nicht aus, um den Verflüssigungsdruck im notwendigen Bereich zu halten, insbesondere wenn der Verflüssiger überdimensioniert ist. Wir arbeiten bei solchen Anlagen zusätzlich mit einer Druckbeaufschlagung im Sammler, das ist betriebssicherer. Zudem solltest du bei der Auslegung nach VDI 4645 auch die Anfahrrampen für die Verdichter beachten, falls der Inverter das unterstützt. Wenn der Verdichter zu schnell auf Last geht, bevor der Verflüssiger überhaupt den ersten 'Hauch' Luft abbekommen hat, hast du sofort den Hochdruck-Fehler anstehen. Ein sanftes Anlaufen in Kombination mit einer intelligenten Druckregelung am Verflüssiger ist für den langfristigen, störungsfreien Betrieb bei unseren klimatischen Bedingungen unerlässlich.

Hallo Kollegen, ich werfe mal noch einen Punkt in den Ring: Habt ihr bei der Umstellung auf drehzahlgeregelte Lüfter auch die Schallleistungspegel nach dem GEG im Blick? Viele Kunden beschweren sich gerade in Wohngebieten über die akustische Wahrnehmung der Lüfter, sobald sie anlaufen. Die drehzahlgeregelte Lösung bietet hier einen riesigen Vorteil, da wir im Teillastbetrieb die Lüfter deutlich langsamer und damit leiser drehen lassen können. Ich kann mich den Vorrednern nur anschließen: Druckführung ist Pflicht. Alles andere ist Spielerei, die bei einer Verbundanlage früher oder später zu Problemen führt. Nutzt moderne Druckaufnehmer mit einem sauberen 4-20mA Signal, das ist deutlich weniger störanfällig gegenüber Einstreuungen als die alten 0-10V Leitungen bei längeren Kabelwegen durch die Anlage.

Vielen Dank für die vielen hilfreichen Tipps! Das Thema EMV und Leitungsführung ist bei uns tatsächlich oft ein Schwachpunkt, da werden wir bei der Umrüstung jetzt genauer drauf achten und definitiv auf 4-20mA umstellen, wie Bernd vorgeschlagen hat. Die Argumente für die Druckführung sind absolut schlüssig, ich werde das Projekt jetzt mit einem PID-Regler und EC-Ventilatoren angehen. Die Kombination aus Mindestdrehzahl bei Kälte und sanftem Anlauf sollte uns das Pendeln der Drehzahl endlich abgewöhnen. Es ist super zu hören, dass ihr die Themen Druckstabilität und Schallemissionen ähnlich priorisiert. Ich werde die Anlage dann bei der Inbetriebnahme entsprechend genau einmessen und die Zeitkonstanten im Regler geduldig optimieren. Vielen Dank für den fachlichen Austausch, das hilft uns bei der Planung enorm weiter!