Empfehlung für elektronisches Expansionsventil bei kleinem Tiefkühlverdichter

Hallo Kollegen. Ich plane gerade den Umbau einer kleineren Tiefkühleinheit auf ein elektronisches Expansionsventil, um die Energieeffizienz bei Teillast zu steigern. Bisher arbeitet dort noch ein klassisches Thermostatventil, das im Teillastbetrieb bei den derzeit kühleren Ansaugtemperaturen recht ungenau regelt. Da der Verdichter recht klein dimensioniert ist, bin ich unsicher bezüglich der Mindestleistung und der Ansteuerung über die vorhandene SPS. Gibt es spezifische Baureihen, die sich bei euch im Bereich kleinerer Leistungen bewährt haben und die auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen noch präzise arbeiten, ohne dass der Verdichter ins Pumpen gerät? Ich möchte ungern eine überdimensionierte Lösung verbauen, die mir dann die Regelstabilität zerschießt. Es wäre super, wenn mir jemand eine Empfehlung geben könnte, worauf ich bei der Auswahl des Schrittmotor-Ventils in Kombination mit einem kompakten Regler besonders achten muss. Besten Dank schon mal für den fachlichen Austausch hier im Forum.

Hallo Carsten, das ist ein klassisches Problem bei kleinen Leistungen. Ich habe bei ähnlichen Umbauten an Tiefkühlzellen sehr gute Erfahrungen mit den Schrittmotorventilen von Danfoss der ETS-Serie gemacht, insbesondere die kleineren Baugrößen ab 012. Die lassen sich über gängige SPS-Module via Impulssteuerung recht fein ansteuern. Wichtig ist bei kleinen Verdichtern, dass du unbedingt auf die Mindestüberhitzung achtest, um Flüssigkeitsschläge zu vermeiden. Wenn du die Regelung über eine eigene SPS realisierst, musst du zwingend sicherstellen, dass die Algorithmen für die Ansteuerung gemäß der VDI 4645 sauber programmiert sind, damit das Ventil bei Lastwechseln nicht zu träge reagiert. Ich empfehle dir zudem, den Kältemittelmassenstrom per Sensortechnik im Auge zu behalten, damit der Verdichter nicht in den Bereich des Pumpens gerät.

Moin Carsten, ich schließe mich Markus an, wobei ich bei sehr kompakten Anlagen eher zu den Ventilen von Carel tendiere, da diese oft etwas toleranter bei der Ansteuerung über freiprogrammierbare Regler sind. Gerade wenn du die Energieeffizienz steigern willst, ist eine saubere Einbindung in das Gesamtsystem wichtig. Hast du bei dem Umbau auch schon die Anforderungen der ChemKlimaschutzV bezüglich der Dichtheitskontrollen bedacht? Bei einer manuellen Eingriffstiefe in den Kältekreis ist das absolut kritisch. Ein Tipp aus der Praxis: Überdimensioniere das Ventil keinesfalls, da du sonst im Teillastbereich durch die geringe Ventilöffnung kaum noch einen stabilen Regelhub hinbekommst. Lieber eine Nummer kleiner wählen und den Druckabfall über dem Ventil bei Nennleistung genau auslegen. Hast du schon mal über eine Kombination mit einem Frequenzumrichter für den Verdichter nachgedacht, um die Regelung noch weiter zu glätten?