Luftgekühlte Split Flüssigkeitskühler mit externem Verflüssiger – Split Kältemaschinen
Luftgekühlte Flüssigkeitskühler und Kältemaschinen als gesplittete Einheiten. Verdichter, Verdampfer und Schaltschrank – die Split Flüssigkeitskühler bzw. die Split Kältemaschinen – werden frostfrei im Gebäude aufgestellt, während die luftgekühlten Verflüssiger im Außenbereich, z.B. auf dem Dach, montiert werden. Der Kälteanlagenaufbau ist vergleichbar mit dem einer luftgekühlten Kompakt-Einheit, nur mit längeren Kältemittelrohrleitungen zwischen den Bauteilen. Kälte- und regelungstechnisch bilden Split Kältemaschinen und die luftgekühlten Verflüssiger eine Einheit und werden von uns, auch aus Gewährleistungsgründen, nur gemeinsam “als Paket” angeboten. Wir fertigen luftgekühlte Split Kältemaschinen mit ölfreien Turboverdichtern sowie Schrauben- und Kolbenverdichtern. Als Kältemittel kommen “low GWP” Kältemittel wie das HFO R1234ze, das R515B und R513A, sowie weitere Kältemittel, die den Anforderungen der F-Gase Verordnung entsprechen, zum Einsatz. Alle Verdichter stehen mit Frequenzumformer (FU) zur Auswahl. Anlagenaufbau siehe Video am Ende dieser Seite.
Effiziente und energiesparende luftgekühlte Split Flüssigkeitskühler
Die Wärmeabfuhr aus dem Kältemittelkreislauf erfolgt im luftgekühlten Verflüssiger direkt an die Umgebungsluft. Im Vergleich mit wassergekühlten Flüssigkeitskühlern und Kaltwassersätzen ist nur ein Wärmeübergang – vom Kältemittel an die Außenluft – erforderlich. Bei wassergekühlten Kälteanlagen sind zwei Wärmeübertragungsvorgänge erforderlich, vom Kältemittel auf das Kühlwasser und vom Kühlwasser an die Außen- oder Umgebungsluft. Bei Split Kälteanlagen sind außerdem keine zusätzlichen elektrischen Verbraucher zum Wärmetransport, wie Kühlwasserpumpen im Kühlwasserkreislauf, erforderlich. In den Verdichtern wird das Kältemittel komprimiert (verdichtet) und hat danach eine höhere Temperatur als die Außen- oder Umgebungsluft, stömt durch Kältemittelleitungen direkt in die Verflüssiger, um die Energie (Wärme) an die Außenluft abzugeben.
Der Einsatz von FU geregelten Verdichtern zur stufenlosen Leistungsregelung über die Änderung der Drehzahl bei den verschiedenen Lasten (Teillast) führt zu einer, im Vergleich mit anderen Leistungsregelungen, effizienten und damit energiesparenden Kälteerzeugung, weil sich die Verdichterleistungsaufnahme mit der dritten Potenz der Drehzahl. (Pel ∼ n3) ändert. Gleichzeitig führt der Einsatz von FUs zu konstanten Sollwerttemperaturen. Bei einer Leistungsregelung über die Zu- und Abschaltung von Zylindern bei Kolbenverdichtern und/oder kompletten Verdichtern wie bei Scrollverdichtern, kommt es zwangsläufig Abweichungen zum eingestellten Kaltwasseraustrittstemperatur-Sollwert (Sollwertschwankung). Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von Frequenzumformern ist die Reduzierung des Anlaufstromes auf ein Minimum (Überwindung des Anlaufmomentes) bei Start der FU geregelten Verdichter = Softstarter-Funktion. Beim Einsatz von Kolben- oder Schraubenverdichtern, sind – abhängig vom verwendeten Kältemittel – tiefe Medienaustrittstemperaturen (Frostschutzmittelgemische) bis -20°C möglich, was beim Einsatz von ölfreien Turboverdichtern nicht möglich ist.
Eine ausreichend große Verflüssigerfläche ist nicht nur aus Gründen der Reduzierung der Schallemission erforderlich, sondern wegen der Effizienz und Betriebssicherheit. Bei großen Verflüssigerflächen ist die erforderliche Luftmenge geringer, die zur Abführung der Verflüssigerleistung erforderlich ist. Für geringere Luftmengen sind kleinere Ventilatordrehzahlen erforderlich ⇒ die elektrische Leistungsaufnahme der Ventilatorantriebe sinkt deutlich. Die Ventilatorleistung ändert sich mit der dritten Potenz der Drehzahl. (Pel ∼ n3). Damit werden gleichzeitig Ihre Kälteanlagen noch effizienter und senken Ihre Betriebskosten. Großzügig dimensionierte Verflüssiger – idealerweise noch mit einer “Sicherheitsreserve” für z.B. Verschmutzungen – waren im vergangenen Sommer 2018 mit seinen überdurchschnittlichen Temperaturen vorteilhaft.
Als Verflüssiger kommen verschieden Bauformen zum Einsatz, die sog. Tisch-Verflüssiger sowie kleine und große V-Verflüssiger, wie dargestellt. Alle Verflüssiger sind mit EC Ventilatoren für energiesparenden Betrieb ausgerüstet und werden in der Regel direkt aus dem Schaltschrank der Flüssigkeitskühler und Kältemaschinen in Abhängigkeit vom Verflüssigungsdruck angesteuert.
Split Kälteanlagen für Ganzjahresbetrieb
Werden Split Kälteanlagen ganzjährig betrieben, sind besondere Maßnahmen zum Start der Kälteanlagen erforderlich (Winter Start Einrichtung). Die Verflüssiger werden dann mit zusätzliche kältetechnischen Armaturen und einem SPS Schaltschrank mit kompletter Verflüssiger Regelung ausgerüstet. Auf diese Weise können einzelnen Verflüssigersegmente abgesperrt werden, um den Start bei kalten Außentemperaturen zu gewährleisten. Alle Komponenten werden werksseitig vormontiert und erleichtern die Montagearbeiten vor Ort. Die Schaltschränke von Split Flüssigkeitskühler und luftgekühltem Verflüssiger kommunizieren über eine BUS Leitung miteinander. Kältemittel sammelt sich im Stillstand immer im kältesten Bereich (Außenbereich / Dach) eines Kältemittelkreislaufes, daher ist bei Split Kälteanlagen darauf zu achten, daß diese Verlagerung im Stillstand vermieden wird und sich beim Start der Kälteanlage ausreichend Kältemittel im Verdampfer befindet. Smardt OPK hat besondere Einrichtungen und Maßnahmen entwickelt, um die Verlagerung von Kältemittel im Stillstand zu vermeiden.
Schallschutz bei luftgekühlten Split Kälteanlagen und Kältemaschine
Der Schallschutz ist bei Split Kälteanlagen weniger aufwendig, als bei Kompakt-Einheiten mit den Verdichtern, weil nur die Verflüssiger im Außenbereich aufgestellt werden. Um die Verflüssigerleistung bei möglichst geringer Ventilatordrehzahl abzuführen, muß die Verflüssigerfläche ausreichend groß sein. Das Verhältnis zwischen Verflüssigerfläche und Luftvolumenstrom ist einfach: Je größer die Fläche, desto geringer ist der erforderlich Luftvolumenstrom und damit die Strömungsgeräusche. Zusätzliche schalldämmende Maßnahmen wie Lüfteraufsätze (Diffusoren) wie z.B. AxiTop oder Schallschutz-Isolierung von Kältemittelleitungen sind möglich und unter Schallschutz von Kälteanlagen näher beschrieben.
Kältemittelleitungen mit und ohne Kältemittelöl
Kältemittelrohrleitungen müssen bei Kälteanlagen mit ölgeschmierten Verdichtern (Schrauben-, Kolben und Scrollverdichter) so dimensioniert werden, daß der Öltransport in jedem Betriebspunkt (Teillast) gewährleistet ist und keine Verlagerung von Kältemittelöl in die Verdampfer oder Verflüssiger auftritt. Bei Steigleitungen müssen daher unter Umständen Doppelsteigleitungen verlegt werden, die in allen Betriebspunkten, eine ausreichend hohe Geschwindigkeit für den Öltransport in den Kältemittelrohren sicherstellen.
Bei Split Kälteanlagen mit ölfreien Turboverdichtern sind diese Maßnahmen – natürlich – nicht erforderlich. Bei der Auslegung von ölfreien Kältemittelleitungen ist ausschließlich auf den Druckverlust zu achten, der, um die Kälteanlagen effizient zu betrieben, so gering wie möglich sein soll. Große Höhendifferenzen zwischen Kältemaschine und Verflüssiger sind daher für ölfreie Split Kälteanlagen unproblematisch. Grundsätzlich haben hohe Druckverluste in Kältemittelleitungen zur Folge, daß die Verflüssiger größer ausgelegt werden müssen, weil Druckverlust bei Kältemitteln gleichzeitig ein Temperaturverlust bedeutet ⇒ die Verflüssiger müssen auf eine geringere Verflüssigungstemperatur ausgelegt werden. Beim Einsatz von ölfreien Split Kälteanlagen sind keine Maßnahmen zum Umweltschutz, wie Auffangwannen, unter den Verflüssigern erforderlich.
Die richtige Dimensionierung, Auslegung und Montage von Kältemittelleitungen, ob mit oder ohne Kältemittelöl, setzt entsprechend hochqualifizierte Mitarbeiter bzw. Servicetechniker voraus. Die Regelung und Steuerung von Split Kälteanlagen ist deutlich anspruchsvoller als bei wassergekühlten Flüssigkeitskühlern und Kaltwassersätzen. Bei Split Kälteanlagen, die ganzjährig in Betrieb sind, müssen diese in einem Temperaturbereich von ca. -20°C bis +40°C (Außenlufttemperatur) geregelt werden; wassergekühlte Einheiten nur in einem Temperaturbereich von ca. +20° bis +40°C (Kühlwassertemperatur). Smardt OPK – als qualifiziertes Kälte-Fachunternehmen – bietet Split Kälteanlagen “aus einer Hand” an.
Einsatz oberhalb der Auslegungsbedingungen
Auch wenn die Einsatzgrenzen wegen der hohen Außentemperaturen im Sommer 2018 teilweise deutlich überschritten wurden, konnten Smardt OPK Kälteanlagen und luftgekühlte Kältemaschinen ohne nennenswerte Leistungseinbußen weiterhin betrieben werden, wenn sowohl die drehzahlgeregelten Verdichter als auch die Ventilatoren (EC-Technik) mit Reserven ausgelegt wurden und bei den Bedingungen oberhalb der Einsatzgrenze die Drehzahlen erhöht werden konnten. Bei Smardt OPK werden luftgekühlte Kältemaschinen seit vielen Jahren mit den beschriebenen Reserven ausgelegt.
Lieferprogramm luftgekühlte Split Flüssigkeitskühler und Kältemaschinen
Verdichter | Kältemittel | Kälteleistung * |
Turboverdichter | R1234ze, R515B, R513A, R134a | 200 bis 2.000 kW |
Schraubenverdichter | R1234ze, R515B, R513A, R450A, R134a | 80 bis 2.000 kW |
Kolbenverdichter | R1234ze, R515B, R513A, R450A, R134a | 10 bis 250 kW |
*) Die Kälteleistung ist abhängig vom Kältemittel, den Temperaturen und dem zulässigen Schalleistungs- bzw. Schalldruckpegel am Aufstellungsort.
Für Auslegungen und Angebote mit luftgekühlten Split Kältemaschinen und Flüssigkeitskühlern schicken Sie Ihre Anfrage bitte an: vertrieb(at)smardt.de
Luftgekühlter Flüssigkeitskühler für den Betrieb mit entfernt aufgestellten Verflüssigern (Split-System) und mit 4 ölfreien magnetgelagerten und hocheffizienten Turboverdichtern für den Betrieb mit dem Kältemittel R134a (GWP = 1.430). Rohrbündelverdampfer in überfluteter Ausführung mit 2 separaten Kältemittelkreisläufen. Luftgekühlte Verflüssiger mit EC Motoren je Kältemittelkreislauf. SPS Steuerung Fabrikat Saia Burgess Controls (OEM Version). Durch den Einsatz der Direktverflüssigung (Wärmeübertragung vom Kältemittel direkt an die Luft) arbeitet das System ohne Frostschutzmittel, Öl und Kühlwasserpumpen. Ein zusätzlicher Wärmetauscher (wassergekühlter Verflüssiger) ist nicht erforderlich. Die Split-Kälteanlage ist mit Thermosyphon Freie Kühlung ausgestattet. Verfügbare Kältemittel mit Thermosyphon Freie Kühlung: R513A, R1234ze und R134a.
Smardt OPK Produkte – luftgekühlte Split Kältemaschinen, Flüssigkeitskühler und Kaltwassersätze / Chiller aus deutscher Fertigung mit ölfreien Turboverdichtern, Schraubenverdichtern und Hubkolbenverdichtern – alle Verdichter mit Frequenzumformern (FU). Fertigung in Deutschland. Schallgedämmte & energiesparende luftgekühlte Kälteanlagen mit Leistungsreserven für sehr hohe Außentemperaturen (Sommer 2018!) – Prozesskühler mit hoher Betriebstemperatur und Komfortkühler gemäß Ökodesign Richtlinie 2009/125/EG – luftgekühlte Split Kältemaschinen in extreme leiser Ausführung