Wie sich ein verschmutzter oder verstopfter Kondensator auf die Systemeffizienz auswirkt

Wie der Name schon sagt, besteht eine der Hauptfunktionen des Kondensators darin, das ihm vom Kompressor zugeführte Kältemittel zu kondensieren. Der Kondensator hat jedoch auch andere Funktionen. Enthitzung und Unterkühlung sind weitere wichtige Funktionen des Kondensators.

Zusammenfassend sind die drei Hauptfunktionen des Kondensators:

Je mehr Wärme dem 100 % gesättigten Dampf entzogen wird, desto mehr wird der Dampf gezwungen, flüssig zu werden (oder zu kondensieren). Beim Kondensieren geht der Dampf allmählich in eine flüssige Phase über, bis nur noch 100 % Flüssigkeit übrig bleibt. (Siehe Abbildung 1.)

Diese Phasenänderung oder Zustandsänderung ist ein Beispiel für einen Prozess der Abfuhr latenter Wärme, da es sich bei der abgeführten Wärme um latente Wärme und nicht um fühlbare Wärme handelt.

Dieser Phasenwechsel findet bei einer Temperatur statt, auch wenn Wärme abgeführt wird. Diese eine Temperatur ist die Sättigungstemperatur, die dem Sättigungsdruck im Kondensator entspricht. Dieser Druck kann überall auf der Hochdruckseite des Kühlsystems gemessen werden, solange die Leitungs- und Ventildruckabfälle und -verluste vernachlässigbar sind. Tabelle 1 ist ein Druck-/Temperaturdiagramm von HFC-134a.

(Hinweis: Eine Ausnahme hiervon bilden nahezu azeotrope Mischungen [Mischungen der ASHRAE 400-Serie] von Kältemitteln. Bei diesen Mischungen kann es zu einem spürbaren Temperaturgleiten oder Temperaturbereich kommen, wenn die Mischung einen Phasenwechsel durchläuft.)

Wenn noch mehr Wärme abgeführt wird, durchläuft die Flüssigkeit einen sensiblen Wärmeabgabeprozess und verliert mit dem Wärmeverlust an Temperatur. Die Flüssigkeit, die kühler ist als die gesättigte Flüssigkeit im Kondensator, ist eine unterkühlte Flüssigkeit. (Siehe Abbildung 1.)

Unterkühlung ist ein wichtiger Prozess, da dadurch die Flüssigkeitstemperatur auf die Verdampfertemperatur abgesenkt wird. Dadurch wird der Entspannungsverlust im Verdampfer reduziert, sodass ein größerer Teil der Verdampfung der Flüssigkeit im Verdampfer für die sinnvolle Kühlung der Produktladung genutzt werden kann.

Denken Sie daran, dass ein Temperaturunterschied die treibende Kraft für die Wärmeübertragung zwischen irgendetwas ist. Je größer der Temperaturunterschied, desto größer die Wärmeübertragung. Der Kondensator gibt jetzt bei erhöhtem Delta T genug Wärme ab, um das System mit einem verschmutzten Kondensator am Laufen zu halten. Allerdings läuft das System jetzt sehr ineffizient, da die höhere Kondensationstemperatur und der höhere Kondensationsdruck zu hohen Verdichtungsverhältnissen führen.

Manchmal stößt man auf ein Klimaanlagen-Kondensatorgerät, das von Farnen überwuchert wird. Möglicherweise haften auch Wäschetrocknerflusen an der Spule. Die Platzierung der Lüftungsöffnung des Wäschetrockners kann dazu führen, dass kleine oder große Flusenstücke, die aus der Lüftungsöffnung austreten, in die Kondensatorschlange gesaugt werden. Eine Kombination aus Farnblättern und Flusen kann den Luftstrom des Kondensators teilweise blockieren, was zu hohen Kondensatordrücken und Ineffizienzen führt.

Beispiel: Nehmen wir an, ein luftgekühlter R-134a-Kondensator läuft bei einem Verflüssigungsdruck von 147 psig (110 °F) bei einer Umgebungstemperatur von 90 °F. (Siehe Tabelle 1.) Dies ist ein Delta T von 20?. Wenn dieser Kondensator verschmutzt oder verstopft ist, kann der Kondensationsdruck auf 215 psig (135?) ansteigen, während gleichzeitig 90? Umgebungs. Das Delta T oder die Temperaturdifferenz zwischen der Kondensationstemperatur und der Umgebungstemperatur beträgt jetzt 45 °C. Der Kondensator kann bei diesem Delta T Wärme abgeben, aber dadurch wird das gesamte System sehr ineffizient. Wenn eine Hochdruckregelung das System nicht schützt, kann es häufig mit der Zeit zu einem Durchbrennen des Kompressors kommen.

Aufgrund des Überhangs des Hauses kann ein Kondensationsgerät einen Teil der heißen Abluft zurückführen. Die heiße Luft, die oben aus dem Kondensator austritt, kann auf den Überhang treffen und wieder in die Seite des Kondensators zurückgeführt werden. Versuchen Sie, solche Verflüssigungssätze möglichst entfernt von hervorstehenden Überhängen aufzustellen.

Verflüssigungssätze, die sich an der Ostseite eines Gebäudes befinden, sind während der heißesten Tageszeiten normalerweise Schatten ausgesetzt. Dadurch wird der Kondensationsdruck niedrig gehalten. Bei Verflüssigungssätzen, die die Luft seitlich ausblasen, darf der Ventilator des Verflüssigungssatzes außerdem niemals direkt in die vorherrschende Windrichtung ausgerichtet sein. Dies behindert an einem windigen Tag den Luftstrom aus der Verflüssigungseinheit. Es kann auch dazu führen, dass sich der Lüfter im Aus-Zyklus dreht und Probleme beim Starten des Lüftermotors auftreten.

Tomczyk ist Professor für HVACR an der Ferris State University, Big Rapids, MI, und Autor des von ESCO Press veröffentlichten Buches „Troubleshooting and Servicing Modern Air Conditioning and Refrigeration Systems“. Um zu bestellen, rufen Sie 800-726-9696 an. Er ist per E-Mail unter [email protected] erreichbar.

Erscheinungsdatum: 09.03.2001