G.U.N.T. Gerätebau GmbH Tel.: 040 / 67 08 54 - 0 Internet: www.gunt.de Fahrenberg 14 · 22885 Barsbüttel Fax: 040 / 67 08 54 - 42 E-mail: sales@gunt.de PLANUNG & BERATUNG · TECHNISCHER SERVICE · INBETRIEBNAHME & SCHULUNG Nutzen Sie den CD-Katalog! www.gunt.de Besuchen Sie unsere Homepage! vielseitig modular praxisgerecht flexibel DAS IDEALE ÜBUNGSSYSTEM FÜR DEN PRAXISORIENTIERTEN UNTERRICHT Ausbildung in der Kältetechnik: Planen, Aufbauen und Erproben unterschiedlicher Kälteanlagenkonfigurationen ET910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK Viele Kunden haben unseren Service zur Durchführung einer gründ- lichen Schulung gerne in Anspruch genommen. Inhalte und Dauer einer Schulung können – je nach Kundenbedarf – unterschiedlich gestaltet werden: von 1 Tag bis zu 5 Tagen. Bitte sprechen Sie mit Ihrem örtlichen GUNT-Partner oder auch gerne mit uns. Die Inbetriebnahme und Schulung werden durch kompetente GUNT-Mitarbeiter durchgeführt. Ne- ben einem Test der gelieferten Produkte gehört eine Einweisung des Kunden in die Bedienung der Geräte dazu. Ausführlich werden die Mög- lichkeiten des Systems anhand von Referenz- versuchen demonstriert. Dies ermöglicht Ihnen eine schnelle Integration des Ausbildungs- systems in Ihren Unterricht. Inbetriebnahme und Schulung A A b b bi i il l ld d d d d i d K K Kält t h ik Berufsschule für Metalltechnik, Amstetten, Österreich Hisham Hijjawi College of Technology in Nablus, Palästina SYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNG SYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNG
PLANUNG & BERATUNG · TECHNISCHER SERVICE · INBETRIEBNAHME & SCHULUNG
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vielseitigmodularpraxisgerechtflexibel
DAS IDEALE ÜBUNGSSYSTEM FÜR DEN PRAXISORIENTIERTEN UNTERRICHT
Ausbildung in der Kältetechnik:Planen, Aufbauen und Erproben unterschiedlicher Kälteanlagenkonfigurationen
ET 910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK
Viele Kunden haben unseren Service zur Durchführung einer gründ-lichen Schulung gerne in Anspruch genommen.
Inhalte und Dauer einer Schulung können – je nach Kundenbedarf – unterschiedlich gestaltet werden: von 1 Tag bis zu 5 Tagen.
Bitte sprechen Sie mit Ihrem örtlichen GUNT-Partner oder auch gerne mit uns.
Die Inbetriebnahme und Schulung werden durch kompetente GUNT-Mitarbeiter durchgeführt. Ne-ben einem Test der gelieferten Produkte gehört eine Einweisung des Kunden in die Bedienung der Geräte dazu. Ausführlich werden die Mög-lichkeiten des Systems anhand von Referenz-versuchen demonstriert. Dies ermöglicht Ihnen eine schnelle Integration des Ausbildungs-systems in Ihren Unterricht.
Inbetriebnahme und Schulung
AA bbbiiilllddddd i d KKKält t h ikBerufsschule für Metalltechnik, Amstetten, Österreich
Hisham Hijjawi College of Technology in Nablus, Palästina
SYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNGSYSTEME FÜR DIE TECHNISCHE AUSBILDUNG
Kompressionskälteanlage
Die überwiegende Zahl der Kälteanlagen funktionieren nach dem Prinzip der Kompressionskälteanlage. Hierbei durchläuft eine leicht siedende Flüssigkeit, das so genannte Kältemittel, einen geschlosse-nen Kreisprozess mit folgenden vier Stationen:
Die Verdampfung A findet bei geringen Drücken und Temperaturen statt. Hier nimmt das Kältemittel Wärme aus der Umgebung auf und kühlt auf diese Weise. Der immer noch kalte Dampf wird von einem Verdichter B angesaugt und unter Aufwendung mechanischer Energie auf einen höheren Druck gebracht. Der nun heiße Kältemitteldampf wird in einem Verflüssiger C gekühlt und kondensiert unter Wärme-abgabe an die Umgebung. Das flüssige, unter Druck stehende Kälte-mittel wird anschließend in einer Drossel D wieder auf den niedrigen Verdampfungsdruck entspannt und dem Verdampfer zugeführt. Das Kältemittel verdampft erneut und damit schließt sich der Kreislauf.
Als Kältemittel dienen fluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW), aber auch Kohlenwasserstoffe wie Butan und Propan oder die anorganischen Stoffe Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2).
In dem nebenstehenden Systemfließbild ist eine einfache Kälteanlage dargestellt. Das Kältemittel wird in einem belüfteteten Rippenrohr-Wärmeübertrager 1 verdampft und von einem Kolbenverdichter 4 angesaugt und verdichtet. Am Ein- und Austritt des Verdichters befinden sich Absperrventile 3, 5, so dass der Verdichter ohne Kälte-mittelverlust ausgewechselt werden kann.
Zwei Druckschalter 2, 6 schützen die Anlage vor zu hohen und zu niedrigen Drücken. Der heiße Kältemitteldampf wird in dem zweiten luft-gekühlten Rippenrohr-Wärmeübertrager 7 verflüssigt und im Sammler 8 gespeichert. Von hier aus gelangt das flüssige Kältemittel über einen Filter/Trockner 9 und ein Schauglas mit Feuchtigkeitsindikator 10 zu einem Durchflussmesser 11.
Ein thermostatisches Expansionsventil 12 entspannt das flüssige Kältemittel und führt es dem Verdampfer zu. Das thermostatische Expansionsventil misst die Temperatur am Austritt des Verdampfers und gewährleistet eine leichte Überhitzung des Kältemittels vor dem Eintritt in den Verdichter. Dies verhindert das Ansaugen von flüssigem Kältemittel durch den Verdichter. Ein Thermostat 13 schaltet nach Bedarf den Verdichter ein.
Ebenso wichtig für den Mechatroniker für Kältetechnik ist das Lesen und Verstehen von elektrischen Schaltplänen.
Verdampfen A Verdichten B
Kondensieren C Entspannen D
Das log p,h-Diagramm
Der Kältekreisprozess lässt sich übersichtlich im log p,h-Diagramm des jeweiligen Kältemittels darstellen. In diesem Diagramm wird der Druck über der Enthalpie aufgetragen.
Die schwarze Grenzkurve umgrenzt das Nassdampfgebiet. In diesem Bereich sind Dampf und Flüssigkeit gleichzeitig vorhanden. Links davon (x=0) ist das Kältemittel vollständig flüssig und rechts davon (x=1) voll-ständig gasförmig. Das Verdampfen A und Kondensieren C finden bei konstanten Drücken und Temperaturen statt. Beim Verdichten B steigen Temperatur und Druck an. Die Enthalpiedifferenzen geben die ausgetauschten Energien an. h1 - h4 gibt die aufgenommene Wärme, die Kühlleistung an, während h2 - h3 die an die Umgebung abgegebene Wärme wiedergibt. Die beim Verdichten zugeführte mechanische Arbeit entspricht der Enthalpiedifferenz h2 - h1. Die Entspannung D des flüssigen Kältemittels in der Drossel ist adiabat und hat keine Verände-rung der Enthalpie zur Folge.
Kompressionskältekreislauf
Systemfließbild
zugehöriger elektrischer Schaltplan
log p,h-Diagramm für den einfachen
Kompressionskältekreisprozess
BASISWISSEN BASISWISSEN
Eine Kälteanlage transportiert Wärme von einem kälteren Ort zu einem wärmeren Ort. Die Wärme wird also „bergauf“ gefördert.
Man spricht daher auch von Wärme-pumpe, besonders dann, wenn der Nutzeffekt der Anlage in der Wärme-abgabe besteht.
Der technische Prozess wird in Systemfließbildern dargestellt. In einem Systemfließbild werden die an der technischen Umsetzung beteilig-ten Komponenten durch genormte Symbole (EN 1861) dargestellt.
Das Systemfließbild bildet die Grundlage für die konstruktive Umsetzung einer Anlage, aber auch für Wartung und Reparatur. Daher ist das Lesen und Verstehen eines Systemfließbildes ein wichtiges Element in der Ausbildung zum Mechatroniker für Kältetechnik.
WIE FUNKTIONIERT EINE KÄLTEANLAGE? TECHNISCHE DARSTELLUNG EINER KÄLTEANLAGE
Wärmeabgabe bei Kondensation
Wärmeaufnahmebei Verdampfung
hoher Druck
tiefer Druck
Antriebs-leistungVerdichter
PSH
PSL
TC
°CTC
2
1
13
12
11
10
9
8
7
6
3
4
5
gasf
örm
ig
flüss
ig
Kolbenverdichter
Absperrventil
Luftgekühlter Rippenrohrwärme-übertrager als Verfl üssiger
Belüfteter Rippenrohr-Wärmeübertrager mit Abtauheizung als Verdampfer
Sammler
Filter / Trockner
Schauglas mit Feuchtigkeitsindikator
Schwebekörper-Durchfl ussmesser
Thermostatisches Expansionsventil
Druckschalter
DIE WICHTIGSTEN SYMBOLE IN DER KÄLTETECHNIK
TC
PSH
PSL
3
ET 910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK
Didaktische Konzeption und Lerninhalte
Abdeckung von Lernfeldern in der Ausbildung zum Mechatroniker für Kältetechnik durch experimentelles Arbeiten mit dem Übungssystem ET 910
Versuchsspektrum
Das modulare Übungssystem ET 910 Lehrgang zur Kälte-technik ist von GUNT speziell für den Einsatz in der beruf-lichen Bildung entworfen worden.
Mit dem modularen Übungssystem werden die Lernfelder in der Ausbildung zum Mechatroniker für Kältetechnik mit praxisnahen Versuchen optimal begleitet. Auch in der Hochschulausbildung kann das Übungssystem ET 910 im Praktikumsversuch Bereich Energietechnik/Kältetechnik sehr erfolgreich eingesetzt werden.
Das Übungssystem eignet sich ideal für die selbststän-dige Gruppenarbeit mit 2-3 Schülern oder Studenten. Im Gegensatz zu Versuchsaufbauten mit fester Verroh-rung können Veränderungen im Kältekreislauf leicht und schnell vorgenommen und deren Auswirkungen direkt erfahren werden. Dieses unmittelbare Feedback sichert
einen dauerhaften Lernerfolg. Durch das selbstständige Umsetzen des Systemfließbildes in eine reale, funktionie-rende Anlage kommt der Schüler zügig zu Erfolgen.
Das Übungssystem ET 910 verwendet übliche industrielle Komponenten aus der Kältetechnik. Damit ist der nötige Praxisbezug mit hohem Wiedererkennungswert gewähr-leistet.
Bei der Auswahl der Komponenten wurde darauf geachtet, dass möglichst viele Themen aus der Ausbil-dung behandelt werden können.
Durch den Einsatz von Modulplatten lassen sich die Versuche flexibel und übersichtlich gestalten. Die Verwen-dung von absperrbaren Schläuchen minimiert Kältemittel-verluste beim Umbau der Versuche.
Dies ist eine Auswahl der wichtigsten Versuche.
Durch Kombination lassen sich sehr viel mehr kältetechnische Aufgabenstellungen bearbeiten. Sie können mit dem System ET 910 einen umfassenden Lehrgang der Kältetechnik gestalten.
Funktionszusammenhänge im Kältekreis
Herstellung mechanischer Teilsysteme
Thermodynamik, log p,h-Diagramm
Kältemittel und Schmieröle
Primär- und Sekundärregler
Wärmeübertrager
Verdichter
Rohrleitungen
Störungssuche, Wartung und Entsorgung = Anwendungen für das
ET 910 Übungssystem
Untersuchung der Luft-zustände
Grundlegende Zusammen-hänge in der Raumlufttechnik
handbetätigtes Drosselventil druckgeregeltes Expansionsventil Kapillarrohr thermostatisches Expansionsventil mit innerem Druckausgleich
Regelung der Verdampfungstemperatur über Verdampfungsdruckregler KVP (Normalkühlstufe) Regelung der Kühlraumtemperatur über Thermostatschalter mit Verdichtersteuerung Regelung der Kühlraumtemperatur über elektrischen Temperaturregler mit Verdichtersteuerung
Leistungsregler KVC Leistungsregler KVC mit Nacheinspritzung elektrischer Kühlstellenregler mit Magnetventil und Pump-Down-Steuerung
Abschaltung des Verdichters über Abtauschaltuhr Abschaltung des Verdichters über Verdampferthermostat Elektrische Abtauheizung über Abtauschaltuhr Heißgasabtauung über Umschaltventil und Abtauschaltuhr
Einfluss eines Wärmeübertragers – Unterkühlung und Überhitzung Druckentlasteter Verdichteranlauf über zeitverzögertes Bypassventil Saugdruckregelung über Startregler KVL Flüssigkeitsabscheider in der Saugleitung Betrieb mit und ohne Sammler
Kältekreislauf öffnen mit Kältemittelverlagerung Kältekreislauf öffnen mit Absaugung des Kältemittels Kältekreislauf evakuieren Kältekreislauf befüllen Lecksuche Thermostate und Regler einstellen Elektrische Funktion überprüfen
VERSCHIEDENE EXPANSIONSELEMENTE – FUNKTION UND EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENE TEMPERATURREGELUNGEN – FUNKTION UND EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENE LEISTUNGSREGELUNGEN – FUNKTION UND EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENE ABTAUSCHALTUNGEN IM TIEFKÜHLBEREICH – FUNKTION UND EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENE ERWEITERUNGEN FÜR DEN KÄLTEKREISLAUF – FUNKTION UND EIGENSCHAFTEN
VERSCHIEDENE ERWEITERUNGEN FÜR DEN KÄLTEKREISLAUF – STÖRUNGSSUCHE UND WARTUNG
Auswirkung von Druckverlusten im Rohrleitungs- system, Simulation über Handventil
Auswirkung von Über- / Unterfüllung
Funktion Filter /Trockner und Schauglas
Elektrischer Anschluss eines Verbrauchers
Minimale Ausrüstung für einen funktions fähigen Arbeitsplatz, bestehend aus ET 910 Basiseinheit, ET 910.10 Satz Komponenten, ET 910.05 Labor-arbeitsplatz und ET 910.12 Zubehör. Hiermit sind bereits viele Versuche aus den Bereichen Grund-lagen und erweiterte Funktionszusammenhänge möglich.
Ermöglicht zusätzliche Versuche mit Primär- und Sekundärreglern im Kältekreislauf. Durch elektrische Komponenten sind Aufgaben aus dem Bereich Elektrotechnik ebenso möglich.
Wird zur Befüllung und Entleerung des Systems benötigt. Ein Wartungssatz ET 910.13 kann für mehrere Arbeitsplätze verwendet werden. Hiermit können auch Aufgaben aus dem Bereich Wartung und Störungssuche bearbeitet werden.
Einfache elektrische Steuerungen aus der Kältetechnik
Im Einzelnen können folgende Themen aus der Ausbildung zum Mechatroniker für Kältetechnik mit Grundausstattung, Erweiterungs- und Wartungssatz behandelt werden.
Die Grundausstattung erfüllt bereits viele Aufgabenstellungen. Wenn Sie das Gebiet der Kältetechnik vertiefend behandeln wollen, dann erweitern Sie mit ET 910.11 und ET 910.13. Durch die Modularität lassen sich auch Mehrplatzsysteme günstig gestalten.
ET 910 Basiseinheit
ET 910.05 Laborarbeitsplatz
ET 910.10 Satz Komponenten
ET 910.13 Wartungssatz
ET 910.11 Erweiterungssatz Komponenten
dem Bereich Elek
E
lagen unic
lagen u mögli
Primär- und Sekundärregler im Kältekreislauf
Verschiedene Expansionselemente: handbetätigtes Drosselventil, Kapillarrohr, druckgeregeltes Expansionsventil, thermostatisches Expansionsventil
Verschiedene Leistungsregler: Verdampfungsdruck- regler KVP, Startregler KVL, Leistungsregler KVC mit Nacheinspritzung, elektrischer Thermostat mit Magnetventil, Kühlstellenregler mit Magnetventil
Pump-Down-Steuerung des Verdichters
Entlasteter Verdichteranlauf über zeitverzögertes Bypassventil
Elektrische Abtauheizung mit Abtauschaltuhr
Heißgasabtauung mit 4/2-Wege-Umschaltventil und Abtauschaltuhr
ET 910.12 Zubehör
7
ET 910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK
Komponente 10/ 02:Durchfl ussmesser
Komponente 11/12:Zeitrelais, 1x Wechsler
Komponente 11/02:Temperaturregler
Komponente 11/07:Nacheinspritzventil
nente 10/ 02:t 10/ 02
Übersicht über die modularen Bauteile
ET 910.10 Satz Komponenten für Grundlagenversuche ET 910.11 Erweiterungssatz Komponenten für weiterführende Versuche
Beispiel: Einfacher Kältekreislauf mit thermostatischem ExpansionsventilZubehörsatz ET 910.12
PSH
PSL
TC
1
2
4
3
5
6
7
89P P
Beispielhafte Versuchsaufbauten
Der Zubehörsatz ET 910.12 wird zur hydraulischen und elektrischen Verbindung der Module untereinander und mit der Basiseinheit benötigt. Er beinhaltet Kältemittel-schläuche in unterschiedlichen Längen und Durchmes-sern (z. T. mit Absperrhähnen), Kältemittel-Filter /Trockner
als Ersatz, T-Stücke, Kupplungsstücke und Labor kabel. Weiterhin sind zwei unterschiedlich lange Kapillar rohre, zwei Verteiler und eine ausreichende Länge an Isolier-schlauch enthalten.
Im Folgenden werden einige interessante, mit dem Übungssystem mögliche Versuchsaufbauten beispielhaft vorgestellt:
Einfacher Kältekreislauf mit Verdichter, Verflüssiger, thermostatischem Expansionsventil und Verdampfer
Kältekreislauf mit Leistungsregelung und Nacheinspritzung
Kältekreislauf mit Heißgasabtauung des Verdampfers
Beim Arbeiten mit dem Übungssystem lernt der Schüler zunächst das Lesen und Verstehen von kälte technischen Systemfließbildern und einfachen elektrischen Schaltplä-nen.
Bei der Zusammenstellung der benötigten Versuchskom-ponenten wird er mit den zu den Fließbildern gehörenden realen kältetechnischen Komponenten vertraut gemacht.
Bei der Inbetriebnahme werden praktische Tätigkei-ten wie evakuieren, befüllen und Dichtigkeitsprüfung durchgeführt. Dabei können die einschlägigen Vorschrif-ten und Regeln eingeübt werden. Im abschließenden Versuchslauf kann der Schüler die Funktion der Anlage im wahrsten Sinne des Wortes begreifen. Die Funktion wird durch Einstellung der Regler und Expansionselemente optimiert. Die Auswirkungen äußerer Einflüsse wie z.B. der Verdampfer-Temperatur auf Verhalten und Leistung der Kälteanlage können demonstriert werden.
In diesem Einführungsversuch wird ein einfacher Kältekreis-lauf, bestehend aus Verflüssigersatz (Verdichter 3, Verflüssi-ger 2, Sammler 1), Kühlkammer mit Verdampfer 4, thermostati-schem Expansionsventil 5 und Schauglas mit Filter /Trockner 7 aufgebaut.
Das Regelverhalten des Expansionsventils kann am Durch-flussmesser 6 beobachtet werden. Manometer 8, 9 ermöglichen einen Einblick in die Druckverhältnisse im Kreislauf. Der Schüler lernt die Elemente und Funktionen im Kältekreislauf kennen. Über Druck- und Temperaturmessungen kann die Zustands-änderung des Kältemittels verfolgt und im log p,h-Diagramm eingetragen werden. Durch das Fühlen der Temperaturen von Hand wird das Verständnis der Vorgänge vertieft.
Versuchsaufbau mit ET 910, ET 910.05, ET 910.10 und ET 910.12
Systemfließbild
4
7 6 10
95 8
1, 2, 3
Komponenten 1 Sammler (Verfl üssigersatz ET 910) 2 Verfl üssiger (Verfl üssigersatz ET 910) 3 Verdichter (Verfl üssigersatz ET 910) 4 Verdampfer (Kühlkammer ET 910) 5 Thermostatisches Expansionsventil (Komponente 08, ET 910.10) 6 Durchfl ussmesser (Komponente 02, ET 910.10) 7 Schauglas mit Filter/Trockner (Komponente 01, ET 910.10) 8 Manometer Saugseite (Komponente 04, ET 910.10) 9 Manometer Druckseite (Komponente 03, ET 910.10) 10 Ausschalter 3-polig (Komponente 09, ET 910.10)
Zubehörsatz ET 910.12 mit Kabeln, Schläuchen etc.
11
ET 910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK
Beispiel: Heißgasabtauung mit 4/2-Wege-UmschaltventilBeispiel: Leistungsregelung mit Nacheinspritzung
PSH
PSL
TC
PTC
1
2
3
4 56
7
89
10
1112P P
PSH
PSL
TC
1
2
3
45
6
7
8
9
1011P P
Dieser Versuch zeigt eine Art der Leistungsregelung bei größeren Anlagen. Während bei kleinen Anlagen in der Regel die Leistung über den Ein/Aus-Betrieb des Verdichters gesteuert wird, ver -wendet man bei größeren Anlagen einen Leistungsregler KVC 5. Der KVC lässt bei zu hohen Druckdifferenzen zwischen Druck- und Saugseite des Verdichters einen Teilstrom des verdichteten Gases zur Saugseite zurückströmen. Damit wird der effektive Kältemittelstrom reduziert. Um eine Überhitzung des Verdich-ters hierbei zu unterbinden, wird eine geringe Menge flüssigen Kältemittels über das Nacheinspritzventil 4 direkt in die Saug-leitung gespritzt. Das Kältemittel verdampft sofort und kühlt den Saugstrom in gewünschter Weise ab. Über das handbetätigte Drosselventil 9 kann die Nacheinspritzung bewusst deaktiviert werden, so dass der Einfluss unmittelbar zu beobachten ist.
Bei Verdampfertemperaturen von weniger als 0°C, z.B. in Tief-kühlanlagen, gefriert die meist vorhandene Luftfeuchtigkeit und bildet auf den Wärmeübertragerflächen einen Reifbelag. Diese Eisschicht behindert den Wärmeübergang und reduziert, wenn die Lamellen zufrieren, die Übertragungsfläche. Daher wird diese Eisschicht periodisch abgetaut. Neben einer elektrischen Abtauheizung (kann auch mit ET 910 gezeigt werden) gibt es die so genannte Heißgasabtauung.
Hierbei wird über ein 4/2-Wege-Umschaltventil 4 die Funktion von Verdampfer 5 und Verflüssiger 2 getauscht. Der zugefro-rene Verdampfer bekommt nun direkt das heiße Gas aus dem Verdichteraustritt und taut damit sehr effektiv ab. Die Heißgas-abtauung wird in der Regel über eine Abtauschaltuhr gestartet.
Versuchsaufbau mit ET 910, ET 910.05, ET 910.10, ET 910.11 und ET 910.12 Versuchsaufbau mit ET 910, ET 910.05, ET 910.10, ET 910.11 und ET 910.12
Systemfließbild Systemfließbild
6 57 6
89
10 8
13
12
4
4
11 109 5 712 11
1, 2, 3 1, 2, 3
Komponenten 1 Sammler (Verfl üssigersatz ET 910) 2 Verfl üssiger (Verfl üssigersatz ET 910) 3 Verdichter (Verfl üssigersatz ET 910) 4 Nacheinspritzventil (Komponente 07, ET 910.11) 5 Leistungsregler KVC (Komponente 05, ET 910.11) 6 Verdampfer (Kühlkammer ET 910) 7 Thermostatisches Expansionsventil (Komponente 08, ET 910.10) 8 Durchfl ussmesser (Komponente 02, ET 910.10) 9 Handbetätigtes Drosselventil (Komponente 01, ET 910.11) 10 Schauglas mit Filter/Trockner (Komponente 01, ET 910.10) 11 Manometer Saugseite (Komponente 04, ET 910.10) 12 Manometer Druckseite (Komponente 03, ET 910.10) 13 Ausschalter 3-polig (Komponente 09, ET 910.10)
Zubehörsatz ET 910.12 mit Kabeln, Schläuchen etc.
Komponenten 1 Sammler (Verfl üssigersatz ET 910) 2 Verfl üssiger (Verfl üssigersatz ET 910) 3 Verdichter (Verfl üssigersatz ET 910) 4 4/2-Wege-Umschaltventil (Komponente 06, ET 910.11) 5 Verdampfer (Kühlkammer ET 910) 6 Thermostatisches Expansionsventil (Komponente 08, ET 910.10) 7 Magnetventil (Komponente 11, ET 910.11) 8 Durchfl ussmesser (Komponente 02, ET 910.10) 9 Schauglas mit Filter /Trockner (Komponente 01, ET 910.10) 10 Manometer Saugseite (Komponente 04, ET 910.10) 11 Manometer Druckseite (Komponente 03, ET 910.10) 12 Ausschalter 3-polig (Komponente 09, ET 910.10) 13 Abtauschaltuhr (Komponente 09, ET 910.11)
Zubehörsatz ET 910.12 mit Kabeln, Schläuchen etc.
13
ET 910 LEHRGANG ZUR KÄLTETECHNIK
Erkenntnisse aus den Versuchen Das didaktische Begleitmaterial
tor und Kältemittelverdichter sind in dieser Kapsel
untergebracht. Somit ist der Kältemittelverdichter
direkt mit dem Antriebsmotor verbunden und
braucht auch keine Gleitringdichtung wie der
offene Kältemittelverdichter. Der Läufer ist auf der
Kurbelschleife montiert.
Es gibt Kapseln, bei welchen der elektrische An-
triebsmotor unten und bei anderen oben angeord-
net ist. Der Motorverdichter ist in dem Kapselge-
häuse mit Federn aufgehängt, wodurch verhindert
wird, dass Pulsationsgeräusche auf die Kapsel ge-
leitet werden können. Die kapselinternen Druck-
und Saugleitungen sind flexibel ausgeführt, damit
beim Anlauf die Rohre nicht abbrechen.
Die elektrischen Anschlüsse stellen die notwen-
digen Verbindungen zum Betrieb des Kältemittel-
verdichters her. Der elektrische Anschluss erfolgt
über abgedichtete Stifte, damit kein Kältemittel
austritt.
Die Schmierung erfolgt mit einer Zentrifugalpum-
pe. Restliches Öl tritt am oberen Lager aus und
läuft an der Kapselwand nach unten in den Öl-
sumpf.
Viele Kapseln sind saugdampfgekühlt bis auf
einige, die mit Öl- oder Heißdampfkühlung ausge-
rüstet sind. Eine Kapsel steht normalerweise unter
dem in der Anlage vorhandenen Saugdruck.
4
2 Gerätebeschreibung
ET 910 ÜBUNGSSYSTEM KÄLTETECHNIK05/2009
A Läufer
B Ständer
C Zylinder
D Kolben
E Kolbenstange
F Kurbelschleife
G Kapselgehäuse
H Elektrische Anschlüsse
Abb. 2.2 Schnittbild Kältemittelver-
dichter
Abb. 2.1 aufgeschnittener
Kältemittelverdichter
5.5.1 Experiment 9 : Leistungsregler KVC
Für Leistungsregler gibt es keinen standardisier-
ten Einbaufall. In diesem Experiment wird ein ein-
facher Einbaufall dargestellt, bei dem der Lei-
stungsregler den Saugdruck des Verdichters kon-
stant hält.
Eine Leitung, im folgenden Bypass genannt ver-
bindet die Druckseite mit der Saugseite des Ver-
dichters. Der überhitzte Heißdampf wird von der
Druckseite des Verdichters im Bypass, über den
Leistungsregler, auf die Saugseite des Verdich-
ters zurück geleitet. Diese Schaltungsart wird als
Heißdampfbypassregelung bezeichnet. In der
Praxis verdampft Kältemittel unter Aufnahme von
Umgebungswärme im Verdampfer und kühlt Bei-
spielsweise einen Raum. Mit zunehmender Ab-
kühlung sinkt der Druck im Verdampfer immer wei-
ter ab.
Mit sinkendem Verdampfungsdruck im Verdamp-
fer nimmt der Wärmestrom (Kältemittelmassen-
strom) ab. Durch die steigende Druckdifferrenz
nimmt die vom Verdichter zu leistende mechani-
sche Arbeit zu. Mit dem Leistungsregler im Bypass
wird ein Teil des Kältemittelmassenstromes von
der Druckseite des Verdichters der Saugseite zu-
rückgeführt. Der Kältemittelmassenstrom im Ver-
flüssiger und anschließend im Verdampfer wird
verringert und damit die Verdampferleistung redu-
ziert. Das im Kreislauf zwischen Druck- und Saug-
seite des Verdichters strömende Kältemittel er-
wärmt sich und die Überhitzungstemperatur am
Verdichtereingang steigt. Es ist darauf zu achten,
das die Temperatur des Öls, zur Schmierung des
Verdichters, sich nicht unzulässig erhöht oder der
Verdichter sich überhitzt. Der Verflüssigungsdruck
sinkt , da der Kältemit te lmassenstrom
abgenommen hat.
5 Experimente
15
ET 910 ÜBUNGSSYSTEM KÄLTETECHNIK05/2009
Alle
Rec
hte
vorb
ehal
ten
G.U
.N.T
.Ger
äteb
auG
mbH
,Bar
sbüt
tel0
5/20
09
Stückliste Experiment 9:
Pos Kältekomponente:
1-16 auf dem Verflüssigersatz
17 Filter und Schauglas
18 Durchflussmesser
19Thermostatisches
Drosselventil
20 Heizung (ausgeschaltet)
21 Verdampfer
22 Leistungsregler KVC
Elektrokomponente:
Ausschalter 3-polig
Laborkabel
Stromversorgung
Pressostate am Verdichter
Hilfsmittel:
Monteurhilfe
Kältemittel
Vakuumstation
Druckmanometer
Saugmanometer
18
ET 910
6.1 Bedienung des Thermostats
Bitte unbedingt ausfüllen!
6 Anhang
19
ET 910 ÜBUNGSSYSTEM KÄLTETECHNIK05/2009
Alle
Rec
hte
vorb
ehal
ten
G.U
.N.T
.Ger
äteb
auG
mbH
,Bar
sbüt
tel0
5/20
09
Ausführliche Beschreibung der Komponenten
Versuchs- und Aufbauanleitung
Original-Unterlagen der Hersteller
Für das Übungssystem ET 910 haben wir ausführliches Begleitmaterial entwickelt. Dies erleichtert Ihnen den Ein-satz des Systems im Unterricht.
Das didaktische Begleitmaterial besteht im Einzelnen aus:
umfassender Systembeschreibung ET 910
ausführlichen Bedienungshinweisen
detaillierter Beschreibung des Aufbaus und der Funktion der verwendeten Komponenten
Aufbauhinweisen mit Systemfl ießbild, elektrischem Schaltplan und Stückliste
Arbeitsblättern mit Anleitung für die Versuche für die Schüler
Original Unterlagen der Hersteller und Montage- anleitungen für die wichtigsten Komponenten
Materialien als Papierausdruck und zusätzlich auch alsPDF-Dateien auf einer CD.
Die Schüler können durch Temperatur- und Druckmes-sungen die Zustandsänderungen des Kältemittels im Kreisprozess nachvollziehen und verstehen. Neben der Einübung der praktischen Fähigkeit, eine Temperatur-messung richtig durchzuführen (korrekte Messposition und guter Kontakt des Fühlers zur Rohrleitung) oder ein Manometer richtig abzulesen, wird auch die Frage des stationären Zustandes der Anlage behandelt.
Über die Eintragung der gemessenen Werte in das log p,h-Diagramm kann der Kreisprozess grafi sch dargestellt werden. In dem für die Kältetechnik sehr wichtigen log p,h-Digramm werden Eigenarten oder Unregelmäßigkeiten des Kältekreislaufs besonders deutlich und können eingehend diskutiert werden.
Der abstrakte Begriff der Enthalpie wird über eine Bilanz der ausgetauschten Energieströme verdeutlicht. Auch grundsätzliche Eigenschaften von Phasengemischen, Kondensation und Verdampfung lassen sich anhand des log p,h-Diagramms erklären.
Über einfache, thermodynamische Berechnungen kön-nen die ausgetauschten Energieströme bestimmt werden. Schließlich ermöglicht die Berechnung der Leistungszahl Aussagen über die Güte und Effektivität der Kältean lage.Interessant ist hierbei der Einfl uss des Druckverhält-nisses oder der Kühlraumtemperatur auf die Größe der Leistungszahl und damit auf den Wirkungsgrad einer kältetechnischen Anlage.
Mit dem Kauf des
Übungssystems ET 910
erhalten Sie erstklassiges
Dokumentations- und
Lehrmaterial.
Messwerte an einer Kälteanlage aufnehmen
Energieströme berechnen und Leistungszahl bestimmen
Messwerte in log p,h-Diagramm eintragen und Kreisprozess zeichnen
r besitzt
triebsmo-
er Kapsel
verdichter
nden und
g wie der
er ist auf der
ektrische An-
ben angeord-
em Kapselge-
rch verhindert
die Kapsel ge-
nternen Druck-
sgeführt, damit
echen.
ellen die notwen-
des Kältemittel-
Anschluss erfolgt
kein Kältemittel
er Zentrifugalpum-
ren Lager aus und
h unten in den Öl-
mpfgekühlt bis auf
ampfkühlung ausge-
normalerweise unter
enen Saugdruck.
2 Gerätebeschreibung
2.1.2 Druckgeregeltes Drosselventil
Der Einbau eines druckgeregelten Drosselven-
tils (9) erfolgt auf der Hochdruckseite (flüssiges
Kältemittel) vor dem Verdampfer.Der Verdampfungsdruck im Verdampfer und da-
mit die Verdampfungstemperatur sind über das
druckgeregelte Drosselventil einstellbar und wer-
den konstant gehalten. Das Drosselventil öffnet,
wenn der eingestellte Druck nach dem Drossel-
ventil unterschritten wird und schließt, wenn der
Wert überschritten wird. Das Kältemittel tritt bei (8)
ein und bei (10) aus. Das druckgeregelte Drossel-
ventil wird in einem Kältemittelkreislauf ohne
Sammler angewendet und wird wie folgt einge-
stellt:Eine Umdrehung der Regulierschraube (11) im
Uhrzeigersinn erhöht den Verdampfungsdruck um
ca. 0,8 bar. Eine Umdrehung entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn verringert den Verdampfungs-
druck um ca. 0,8 bar.Das Drosselventil funktioniert wie folgt:Mit der Regulierschraube (5) wird die Regulierfe-
der (4) vorgespannt. Die Regulierfeder wirkt mit ih-
rer Kraft in Öffnungsrichtung und damit entgegen-
gesetzt den Kräften von Gegenfeder (6) und dem
Druck unter der Membran (1). Der Übertragungs-
stift (2) bringt die wirkenden Kräfte zusammen.
Nach der Düse (7) und der Nadel (3) verdampft
das flüssige Kältemittel teilweise und erhöht somit
den Druck im Verdampfer. Bei laufendem Verdich-
ter wird das gasförmige Kältemittel aus dem Ver-
dampfer gesogen und der Verdampfungsdruck
bleibt bei nachströmendem Kältemittel konstant.
Ist der Verdichter aus, steigt der Verdampfungs-
druck im Verdampfer an und die Nadel schließt die2 Gerätebeschreibung
