Elektronische Expansionsventile und Frequenzumrichter

Bei Kälteanlagen, in denen die Verdichterleistung über Frequenzumrichter (FU) geregelt wird, ist die Abstimmung der Regler für den störungsfreien Betrieb wesentlich. Setzt man verschiedene elektronische Regler (z.B. elektronische Expansionsventile oder Druckregler) in einer Kälteanlage oder Wärmepumpe mit unveränderten Werkseinstellungen ein, führt das häufig zu Störungen und sogar Verdichterschäden:

• Frequenzumrichter für Motorverdichter haben ab Werk häufig sehr kurze Zeiten für Anlauf und Herunterfahren der Drehzahl eingestellt. Die Verdichtermechaniken vertragen schnelle Drehzahlanstiege ohne Probleme und erreichen so schnell eine gute Schmierung.
• Bei elektronisch geregelten Expansionsventilen sind ab Werk dagegen häufig deutlich längere Zeiten für Öffnen und Schließen des Ventils eingestellt. Dadurch wird bei den meisten Verdampfern ein schwingendes Zusammenspiel von Verdampfer und Expansionsventil ("Hunting") gut vermieden.

Die Kombination dieser beiden Grundeinstellungen führt leider bei einer einfachen Ansteuerung durch den Anlagenregler zu Problemen im Betrieb: Wenn die Verdichterleistung sehr viel schneller abgeregelt wird als die Einspritzmenge in den Verdampfer, kann es vorkommen, dass unverdampftes, also flüssiges Kältemittel bis in den Verdichter gelangt. Beim schnellen Anlaufen des Verdichters und langsamen Öffnen des Expansionsventils wird der Ansaugdruck sehr stark abfallen und möglicherweise der Niederdruckschalter ausgelöst - das flüssige Kältemittel im Verdichter verdünnt das Öl stark und führt zu Verdichterschäden.

• Eine Lösung wäre, im Anlagenregler die Zeiten für das Öffnen und Schließen des Expansionsventils und für das Hoch- und Herunterregeln des Verdichters zu programmieren und die Werte am Frequenzumrichter und Expansionsventil kurz einzustellen. So bestimmt der Anlagenregler die Zeiten, und diese können für verschiedene Regelfälle, den Abpumpvorgang etc. unterschiedlich eingestellt werden.
• Die andere Möglichkeit ist, am Expansionsventil die Zeit soweit wie möglich zu verkürzen, ohne den stabilen Betrieb des Verdampfers zu gefährden, und am Frequenzumrichter für den Verdichter eine längere Zeit für die Drehzahlverstellung oberhalb der Mindestdrehzahl einzustellen. Dadurch kann das Ventil den Verdampfer gut regeln, während die Verdichterdrehzahl geändert wird. Hierbei lassen sich allerdings keine unterschiedlichen Regelungen für verschiedene Betriebszustände einstellen.