Grundlagen der Kältetechnik: Verdampfer und Expansionsorgane

Überfluteter Verdampfer

Ein überfluteter Verdampfer hält den Flüssigkeitsstand des Kältemittels durch ein Schwimmerventil konstant. Das Kältemittel verdampft, während es durch die Spulen fließt, und wird vom Kompressor abgesaugt. Der Schwimmer ist an einem beweglichen Hebel befestigt, der das Ventil öffnet, um Kältemittel nachströmen zu lassen. Das Ventil schließt, sobald der Zielpegel erreicht ist.

Verdampfer

Ein Verdampfer ist ein Wärmetauscher, der Kälte durch die Verdampfung eines Mediums erzeugt, welches dabei Wärme aus der Umgebung absorbiert.

Kühler

Kältemittel werden verwendet, um die Kühlleistung zu steigern.

Abtauung von Verdampfern

Bei Verdampfungstemperaturen unter 0 °C bildet sich Eis auf den Rohren durch kondensierende Feuchtigkeit aus der Luft. Dies reduziert die Leistung, erhöht den Stromverbrauch und kann zu Flüssigkeitsschlägen im Kompressor führen.

Methoden der Abtauung

• Natürliche Abtauung: Der Kompressor stoppt, bis das Eis durch die Umgebungstemperatur schmilzt.
• Wasserabtauung: Wasser wird über die Verdampferrohre geleitet, um das Eis zu schmelzen.
• Sole-Abtauung: Eine Salzlösung wird auf die Rohre gesprüht, um den Gefrierpunkt zu senken und das Eis zu schmelzen.
• Elektrische Abtauung: Elektrische Heizwiderstände um die Verdampferrohre schalten sich regelmäßig ein, um das Eis zu schmelzen.

Auswahlkriterien für Verdampfer

Bei der Auswahl sind folgende Daten entscheidend:

• Benötigte Kühlleistung
• Verdampfungstemperatur
• Relative Luftfeuchtigkeit
• Art des Kältemittels
• Enthalpie am Ein- und Ausgang

Expansionsorgane

Expansionsorgane regulieren den Druckabfall und den Kältemittelfluss am Eingang des Verdampfers.

Kapillarrohr

Vorteile sind niedrige Kosten, einfache Installation und hohe Zuverlässigkeit. Nachteile sind die Empfindlichkeit gegenüber Überhitzungsschwankungen. Die Auslegung erfolgt über Länge, Innendurchmesser, Kältemittelart und Betriebsbedingungen. Einsatz vorwiegend in Kleingeräten.

Druckventil

Das Ventil arbeitet mit einer Membran und einem Stößel, auf die verschiedene Kräfte wirken: Verdampfungsdruck (nach oben), atmosphärischer Druck und Federkraft (nach unten).

Thermostatisches Expansionsventil

Dieses Ventil nutzt das Drucksignal am Verdampferausgang zur Regelung der Überhitzung. Das Verbindungsrohr (Druckausgleich) muss korrekt an der Saugleitung nach dem Fühler installiert werden, um den tatsächlichen Druck am Verdampferausgang zu erfassen.

4-Wege-Ventil

Wird in Wärmepumpen eingesetzt. Die Steuerung erfolgt über eine Magnetspule, die den Kältemittelstrom umschaltet.