Einsatz von Frequenzumrichtern bei Verflüssigern im Winter

Sehr geehrte Fachkollegen, mich beschäftigt aktuell die Auslegung der Drehzahlregelung unserer Verflüssigerlüfter. Wir betreiben eine mittelgroße Gewerbekälteanlage, bei der die Verflüssigungsdruckregelung über klassische Phasenanschnittsteuerung lief. Nun möchte ich auf Frequenzumrichter umstellen, um die Energieeffizienz in den kühleren Monaten besser auszureizen. Gerade bei den jetzt sinkenden Außentemperaturen stelle ich mir die Frage, ob eine zu niedrige Mindestdrehzahl bei den FU-gesteuerten Motoren zu einem zu niedrigen Verflüssigungsdruck führt, der das Expansionsventil instabil werden lässt. Hat jemand von Ihnen bereits Erfahrungswerte, ab welcher prozentualen Mindestdrehzahl die Regelung noch als sicher gilt, um ein Pendeln des Einspritzverhaltens zu vermeiden? Ich plane zudem, die Ansteuerung direkt über das übergeordnete Leitsystem mittels 0-10V Signal zu realisieren. Gibt es dabei bekannte Probleme mit elektromagnetischen Störungen, die man bei der Kabelführung unbedingt beachten sollte? Über technische Hinweise zur Parametrierung der Anlauframpen im Winterbetrieb wäre ich sehr dankbar.

Guten Tag Sabine, das ist eine berechtigte Frage. Bei der Umstellung von Phasenanschnitt auf Frequenzumrichter ist Vorsicht geboten. Die Mindestdrehzahl sollte keinesfalls unter 25 bis 30 Prozent sinken, da sonst die Lagerkühlung des Lüftermotors gefährdet ist und die Luftleistung nicht mehr ausreicht, um den Verflüssiger gleichmäßig zu beaufschlagen. Bezüglich der Expansionsventile empfehle ich dringend, die Druckregelung so zu parametrieren, dass der Verflüssigungsdruck nicht unter den vom Ventilhersteller definierten Mindestdruck fällt. Ein Pendeln tritt meist auf, wenn die Regelzeitkonstante am FU zu kurz gewählt ist. Versuchen Sie es mit einer trägeren Anpassung, um ein stabiles Gesamtsystem gemäß den Vorgaben der ChemKlimaschutzV zu gewährleisten.

Hallo Markus, vielen Dank für die rasche Rückmeldung. Die 30-Prozent-Grenze klingt für mich plausibel, das deckt sich mit meinen ersten Berechnungen zur Windlast bei niedrigen Außentemperaturen. Ich werde die Regelparameter im FU entsprechend begrenzen. Hast du oder jemand anderes hier schon Erfahrungen mit der EMV-Problematik bei der 0-10V Steuerung gesammelt? Ich habe Sorge, dass die Leitungslänge zum Schaltschrank bei uns zu Störeinstrahlungen führen könnte, wenn die ungeschirmt neben den Leistungsleitungen liegen.

Hallo zusammen, bezüglich der EMV bei 0-10V Signalen kann ich nur sagen: Verlegen Sie diese Kabel immer getrennt von der Leistungsverkabelung in eigenen Kabelkanälen oder nutzen Sie zwingend geschirmte Leitungen, bei denen der Schirm einseitig auf PE gelegt ist. Alles andere führt bei Frequenzumrichtern fast zwangsläufig zu Störungen im Steuersignal, was das beschriebene Pendeln erst provoziert. Für den Winterbetrieb habe ich gute Erfahrungen mit einer Kaltstartrampe gemacht. Wir programmieren den FU so, dass er beim Anlaufen kurzzeitig mit 50 Hertz startet, um das Losbrechmoment zu überwinden, bevor er auf den Sollwert regelt. Das schont die Mechanik erheblich.

Moin Sabine, als Kältetechnikmeister habe ich schon unzählige Anlagen umgerüstet. Thomas hat vollkommen recht mit der Trennung der Kabel. Ich nutze für die 0-10V Signale fast ausschließlich geschirmte Datenleitungen vom Typ LIYCY. Wenn man hier spart, rächt man sich durch instabile Regelkreise. Bezüglich der Ansteuerung des Expansionsventils: Achten Sie darauf, ob Ihr Ventil bei niedrigen Drücken eventuell an die Kapazitätsgrenze stößt. Im Winter kann es sinnvoll sein, den Sollwert der Verflüssigung leicht anzuheben, um das Druckverhältnis über dem Ventil stabil zu halten. Das kostet zwar etwas Effizienz, rettet aber die Lebensdauer der Anlage und vermeidet teure Störungseinsätze.

Hallo in die Runde, auch von meiner Seite ein kurzer Einwurf aus der Planungsperspektive. Bei größeren Projekten achten wir mittlerweile streng darauf, dass die FU-Parameter gemäß VDI 4645 dokumentiert werden. Die Energieeffizienz ist zwar ein wichtiges Ziel für das GEG und die BEG-Förderfähigkeit, aber die Anlagensicherheit hat immer Vorrang. Sabine, wenn du die 0-10V Schnittstelle nutzt, prüfe unbedingt, ob der FU eine galvanische Trennung besitzt. Wenn das Leitsystem und der Umrichter unterschiedliche Massepotenziale haben, können Ausgleichsströme fließen, die den Steuereingang zerstören können. Das wird bei der Inbetriebnahme oft übersehen und führt zu kuriosen Fehlern bei Frostgefahr.