Parallelverbund mit Ölniveaureglern

Allgemeine Anforderungen und Hinweise

Anlagen mit Ölniveaureglern benötigen einen Ölabscheider, der das zu verteilende Öl bereitstellt. Üblicherweise wird ein gemeinsamer Ölabscheider eingesetzt (Parallelverbund mit optimiertem Saugkollektor).

Die Ölverteilung zu den Verdichtern (Reglern) erfolgt aus einem Ölreservoir. Dieses muss ein Mindestvolumen haben, um Schwankungen im Ölhaushalt auszugleichen (Auslegung entsprechend Herstellerangaben). Zwei Varianten werden angeboten:

Niederdruck-Reservoir als separater Behälter (Abb. oben, obere Hälfte)

• Das Öl aus dem Abscheider wird unter Hochdruck in das Reservoir geleitet. Dort erfolgt eine kontrollierte Druckabsenkung über eine Entgasungsleitung zum Saugkollektor. Ein Differenzdruckventil (1,4 bar) in der Verbindungsleitung gewährleistet bei „Standardkältemitteln“ einen ausreichenden Überdruck vor dem Ölniveauregler.
• Bei 2-stufigen Verdichtern stehen die Kurbelgehäuse unter Mitteldruck. Die Entgasung muss deshalb zu einer Querverbindungsleitung zwischen den Anschlüssen am Motorgehäusedeckel geführt werden (vgl. Maßzeichnungen in Betriebsanleitung KB-150 oder Bitzer Software) ‒ Niveau der Verbindungsleitung unterhalb der Anschlusspositionen.

• Bei Anlagen für den transkritischen Betrieb mit R744 sind Ölabscheider mit Koaleszenz-Filterpatronen notwendig. Die Ölabscheider dürfen kein Schwimmerventil aufweisen. Die (elektronische / optische) Niveauüberwachung im Ölabscheider öffnet bei Bedarf ein Magnetventil im Rohr zum Ölreservoir. Das Volumen des Ölreservoirs sollte doppelt so groß sein wie das gesamte Ölvolumen in den Verdichtern. Um eine Ölrückführung in die Verdichter zu ermöglichen, muss der Druck im Reservoir höher sein, als der höchste Saugdruck in der Anlage. Die Entgasung erfolgt somit in die entsprechende Saugleitung.
  Bei Anlagen mit Parallelverdichtung erfolgt die Entgasung immer auf das Niveau des Mitteldrucks und z.B. nicht auf das Saugdruckniveau der Normalkühlverdichter. In der Entgasungsleitung sind bevorzugt Differenz-Druckventile anzuwenden. Die benötigte Druckdifferenz hängt ab von den Randbedingungen, in der Regel sind Druckdifferenzen zwischen 2,5 und 4,5 bar nötig.
  In sog. Booster-Anlagen werden die Niederdruckverdichter ebenfalls aus dem gemeinsamen Reservoir mit Öl versorgt, dadurch kann der Überdruck vor dem Ölniveauregler deutlich über den bei mechanischen Reglern zulässigen Werten liegen. Daher sollten generell nur solche elektronischen Ölniveauregler mit integriertem Magnetventil eingesetzt werden, die für die hohen Druckdifferenzen von R744-Anlagen geeignet sind.
  Für die Abstimmung des Ölmanagements sind folgende Punkte zu beachten und aufeinander abzustimmen:
• Düsenquerschnitt der eingesetzten Ölniveauregler in der jeweiligen Verdichterstufe
• Öffnungszeit der eingesetzten Ölniveauregler bei Nachspeisung
• Vorgehaltenes Ölvolumen im Reservoir
• Nominelle max. Druckdifferenz im Reservoir
• Länge und Querschnitt der Ölleitungen vom Reservoir zu den Ölniveauregler

Hochdruck-Reservoir als zusätzlicher Ölvorrat im unteren Teil des Ölabscheiders (Abb. oben, untere Hälfte)

• Der Ölabscheider ist hier ohne Schwimmerventil ausgeführt, die Ölleitung führt direkt zu den Ölniveaureglern.
• Für diese Anlagen eignen sich nur elektronische Ölniveauregler mit integriertem Magnetventil. Sie müssen für den Betrieb mit voller Druckdifferenz geeignet sein. Die eingesetzten Düsen zur Ölflussbegrenzung werden nach Herstellerangabe in Abhängigkeit von der Druckdifferenz angepasst. Dies ist äußerst wichtig, da durch den hohen Vordruck sehr viel Kältemittel im Öl gelöst ist. Wird es anschließend auf das Druckniveau des Kurbelgehäuses entspannt, wird es wieder gasförmig. Bei zu hoher kontinuierlicher Einspeisemenge kommt es zu starker Schaumbildung, dadurch zu Flüssigkeitsschlägen und erhöhtem Ölwurf sowie zu ungenügender Ölniveauregelung und Ölmangel.

Auslegung von Ölniveaureglern und Zubehör

Das Volumen des Reservoirs muss groß genug sein, um unterschiedliche Ölumlaufmengen in der Anlage ausgleichen zu können (z.B. erhöhte Ölrückführung aus Verdampfern nach Abtauen). Ölniveauregler, Ölreservoir, Differenzdruckventil, Ölfilter (in Zuleitung zu Reglern), Ölabscheider und Rückschlagventile sind entsprechend Herstellerangaben auszulegen. Für Rückschlagventile und Ölabscheider gelten außerdem die Hinweise oben (Rückschlagventile, Ölabscheider).

Die meisten BITZER Hubkolbenverdichter haben ein Schraubschauglas mit Anschluss 1 1/8‐18 UNEF, für Details siehe jeweilige Betriebsanleitung des Verdichters. Adapter zur Montage der Ölniveauregler bieten die jeweiligen Hersteller an.

Saug- und Druckkollektoren bei Einsatz von Ölniveaureglern

Kollektoren und Rohre können entsprechend den oben dargestellten Varianten ausgeführt werden (Saugkollektoren, Druckkollektoren). Beim Saugkollektor sind die Anforderungen an Symmetrie und Gasgeschwindigkeit jedoch insgesamt geringer: Ein seitlicher Sauggaseintritt ist möglich, und mehrere Saugleitungsgruppen können parallel betrieben werden (u.a. bei unterschiedlichen Saugdrücken). Für diesen Fall wird bei "Standardkältemitteln" eine Anlage mit Hochdruckreservoir empfohlen, um bei allen Betriebszuständen genug Öldruck an den Reglern zu gewährleisten. Die Rohrabschnitte zu den Verdichtern sollten jedoch der empfohlenen Ausführung entsprechen.

Druckkollektoren und Rückschlagventile müssen generell die oben aufgeführten Kriterien erfüllen (Parallelverbund mit optimiertem Saugkollektor).