Kompressorkühlung - Einige Fragen

Der chaotische Hauptfaden

Moderatoren: Heaterman, Finger, Sven, TDI, Marsupilami72, duese

Antworten
Bjoern
Beiträge: 577
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 00:04

Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Bjoern »

Servus,
ich brauche für ein Bastelprojekt ein Wasserkühlkonstrukt, das eine Vorlauftemperatur von rund 10 bis 15°C erreicht, bei einer Wärmelast von schätzungsweise 320W (maximal wohl 350W).
Natürlich gelten die üblichen Bedingungen: Es darf nix kosten und muss alles können :mrgreen:
Okay, Spaß beiseite. Obenstehende Bedingungen sollten im Idealfall mit vorhandenem Material erfüllt werden, nur habe ich noch zu wenig Ahnung/Erfahrung, um ein fertiges Gerät aus dem Ärmel zu schütteln bzw. weiß nicht, ob das vorhandene Material für mein Vorhaben geeignet ist. Daher bin ich für jede Hilfe hierbei sehr dankbar ;)

Erste grundlegende Frage: Eignet sich mein vorhandenes Material?
Vorhanden wären die Überreste eines Kühl-/Gefrierschrankes, sprich: Kompressor (HQY90AA) und schätzungsweise 80-90% des ehemals darin verbauten Kapillarrors (Gefrier- und Kühlabteil waren in Reihe geklemmt und wurden mit dem selben Kompressor betrieben).
Als Kältemittel steht R600 zur Verfügung, als Wärmetauscher ein kleiner Plattenwärmetauscher aus irgendeiner Wasserinstallation mit ich meine 12 Platten (habe ihn gerade nicht greifbar, werde die Maße noch nachliefern - sieht so aus wie das teil da: http://www.aes-energie.com/images/produ ... 5272_0.jpg ).
Der Filtertrockner des Kühlschranks hängt auch noch dran - Wenn der sich durch Hitze und/oder Vakuum reaktivieren lässt gut, zur Not kommt halt ein neuer rein. Kupferrohr in gängigen Durchmessern lässt sich besorgen und bleihaltig weichlöten.
Ein Radiator zum Einsatz als Verflüssiger ist theoretisch auch vorhanden, nur habe ich Bedenken, dass er für diese Anwendung ausreicht (Auch hier liefer ich noch die Maße nach - Falls sich jemand an die Kompressorkühlbox aus Holz vom letzten Treffen erinnert, der Radiator in diesem Konstrukt ist baugleich).

Im Datenblatt des Kompressors ist die höchste angegebene Verdampfungstemperatur -10°C - wie verhält sich das Teil, wenn ich mit höheren Temperaturen einspritze? Um die benötigte Kälteleistung zu erzielen, muss ich vermutlich mit rund 0°C oder wärmer einspritzen. Gibt es irgendetwas, was dem Kompressor dabei nicht gefallen könnte? Schließlich sollte er N Stunden am Stück durchlaufen und möglichst lange am Leben bleiben.

Das ganze bringt mich zur nächsten Frage: mit welcher Temperatur muss ich bei einem solchen Plattenwärmetauscher einspritzen, um bei der gegebenen Last auf ca. 10 bis 15°C Wassertemperatur zu kommen? Und wie reguliere ich das ganze am besten, wenn die Last wegfällt, die Kühlung aber weiter laufen muss? Häufiges Ein- und Ausschalten des Kompressors wäre wohl die schlechteste Idee, allein schon, weil er nicht gegen Druck anläuft. Irgendwo habe ich glaube ein für den Einbau in einen solchen Kältekreislauf geeignetes Magnetventil (okay, keine Ahnung ob es wirklich dafür geeignet ist, ich hab es vor geraumer zeit mal aus einem Kälteirgendwas ausgeschlachtet...) mit dem ich das Kapillarrohr zum absenken der Kälteleistung mit einem weiteren Rohr mit größerem Innendurchmesser brücken könnte. Oder ist es sinnvoller/möglich, über die Verflüssigertemperatur zu regeln? (-> Lüfterregelung). Superpräzise muss die Regelung nicht sein. Beim Wegfall der Last darf die Temperatur ruhig ein gutes Stück weit absinken, Hauptsache sie bleibt positiv. Mit Last sollte sich die Temperatur allerdings schon im oben genannten Bereich bewegen.

Ich hoffe, die Infos reichen zum Abschätzen des ganzen. Wenn das Gesammtkonstrukt fertig ist, gibts dann auch Bildmaterial ;)

Gruß
Björn
Benutzeravatar
Alexander470815
Beiträge: 2395
Registriert: So 11. Aug 2013, 15:42
Wohnort: D:\Hessen\Gießen

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Alexander470815 »

Eine Anlage mit Kapillar Rohr regelt sich sich etwas selber.
Ist aber eher nicht auf schwankende Lasten optimiert.
Wenn man zu hoch verdampfen wird der Verdichter überlastet, es ist ein niederdruck Verdichter für hohe Verdampfungstemperaturen ist der Motor zu schwach.
Bei +10 Verdampfung würde wohl zwar die Leistung hinkommen jedoch wäre das nicht sehr haltbar.
Einspritzventile für Schwankende Lasten sind für R600a auch quasi nicht verfügbar (hab noch nicht eins gesehen).

Also mit dem Verdichter würde ich es nicht machen, das geht schief.
Da auch bei zu klein werdender Last die Suppe immer Kälter wird und im Plattenwärmetauscher friert und den aufbricht.

Man könnte einen R22 Verdichter nehmen und mit R290 (Propan) betreiben, das funktioniert recht gut.
Wenn man da einen Klima Verdichter einsetzt passt das auch mit dem Verdampfungstemperaturen.
Neben dem Ethanol Kühler habe ich einmal eine Test Anlage mit einem Klima Rollkolben Verdichter als Luftkühler aufgebaut: https://www.youtube.com/watch?v=f2rIgLMpD8w

Für deine Anwendung wäre es wohl am besten einen kleinen Verflüssigersatz aufzutreiben.
Wenn man da einen findet mit R22 für den Hochdruck (Klima Bereich) ist das mit einem Einspritzventil recht einfach aufgebaut.

Über -10°C würde ich nicht verdampfen, dann gibts auf die Ohren...
Sicher könnte man durch ein kleines Kap Rohr die Verdampfungstemperatur künstlich niedrig halten und trotzdem im Plus Bereich arbeiten.
Die Leistung ist dann jedoch auch nur so groß wie bei -10°C.

Trockner binden Feuchtigkeit chemisch und lassen sich damit nicht regenerieren.
Osttiroler
Beiträge: 1115
Registriert: So 11. Aug 2013, 20:30
Wohnort: Iselsberg.at
Kontaktdaten:

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Osttiroler »

Hallo

Auf deine Frage wegen Verdampfung bei ca 0°C: Meine Erfahrungen sind, dass vor allem bei den Kompressoren für R600a die Motoren dann mit Überhitzung reagieren, weil sie recht knapp ausgelegt sind. Schon allein wegen A++undnocheins.
Wenn du selber bauen willst, Würde ich zu einem "stärkeren" Verdichter raten.
Wie lange musst du denn die angegebene Wärmeleistung abführen? Kommt die Wärme konstant oder in Spitzen?
Ist der Flüssigkeitsinhalt in der Anlage von Bedeutung oder kann da ein Behälter drin sein mit 10-15 Liter? Das würde die Taktzeiten stark verlängern.
Verdampfungstemperatur würde ich so wählen, dass dir bei zB. Ausfall der Pumpe nicht sofort der Plattenwärmetauscher kaputtfriert. nach Möglichkeit eben über 0°C.

Ein Vorschlag in dieser Richtung wäre auch: hol dir bei einer Brauerei oder Schanktechnikfirma/Großem Getränkehändler einen Alten Getränkedurchlaufkühler.
Der Bringt zwischen 300 und 1500W Kälteleistung(je nach Größe), hat eine Umlaufpumpe mit gut Leistung, einen Isolierten Kaltwasserspeicher und eine Regelung, die meistens von 12°C bis Eisbank (also Aufbau von Eis im Speicher zum Abdecken von Lastspitzen) geht.

Alternativ halte mal nach stärkeren und vor allem Schweranlauffähigen R600a Verdichtern Ausschau. In manchen Getränkekühlschränken warn recht dicke drin. so mit 450W oder so bei 0°C Verdampfung.

Edith hat mich grade ausgelacht, weil ich zu langsam war. Aber sie hat auch gesagt, dass die Kompressoren in manchen Liebherr Schränken drin warn. Vorzugsweise mit glastür für Getränke. und die heißen NEK6160Y und sind von Aspera bzw Embraco.


lg Lukas
Bjoern
Beiträge: 577
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 00:04

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Bjoern »

Servus,
vielen Dank für die Infos!
Ich hab schon befürchtet, dass der Kompressor ungeeignet sein könnte, ist aber der einzige, den ich habe :(
Zum Wasserkreislauf: Geschlossener Kreislauf mit schätzungsweise 1,5l Inhalt, konstante Wärmelast, d.h. an, nach längerer Zeit (ggf. nach Stunden) wieder aus. Nennenswert viel Platz für nen großen Flüssigkeitsbehälter gibt´s nicht.
Ich könnte auch Frostschutzmittel einfüllen, falls es nur daran scheitern sollte, dass das Wasser ohne Last festfriert.
Für diese Anwendung erscheint mir ein Klimakompressor ein wenig arg überdimensioniert, oder gibt es die Viecher auch in "klein"?
Für sonstiges Zubehör müsst ich mal wieder beim Schrotter des Vertrauens Glück haben...

Gruß
Björn
Osttiroler
Beiträge: 1115
Registriert: So 11. Aug 2013, 20:30
Wohnort: Iselsberg.at
Kontaktdaten:

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Osttiroler »

welche leistung und welches kältemittel hättest du denn gern?
muss es R600a sein?

irgendwas liegt sicher noch rum... wobei du beim schrotter wahrscheinlich billiger unterwegs bist. schon allein wegen versand aus Österreich.
wenn du mit einem Expansionsventil arbeiten willst, wäre evtl, wie schon weiter oben steht ein R22 verdichter mit R290 besser. für R290 kannst du auch Verdichter für R404A nehmen.

lg Lukas
Bjoern
Beiträge: 577
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 00:04

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Bjoern »

Es muss kein R600a sein. Mein Kompressor ist halt für R600a ausgelegt, weswegen ich einfach R600 ohne a eingefüllt hätte, da rotzbillig und einfach zu besorgen.
R290 geht natürlich auch. Ich weiß halt nicht, mit welcher Temperatur ich einspritzen muss, um auf 10 bis 15°C Wassertemperatur zu kommen - Hat da jemand Erfahrungen/Richtwerte?
Ich brauche einen Kompressor, der bei entsprechender Einspritztemperatur 320W bis 350W Kälteleistung bringt und auch mal paar Stunden am Stück durchhält. Ich würde, sofern niemand etwas anderes vorschlägt, 0 bis +5°C Einspritztemperatur anpeilen.
Ein Expansionsventil habe ich nicht, daher würde ich lieber ein Kapillarsystem aufbauen.
Wenn du da was passendes über hättest, wäre das super, sofern mich die Kosten nicht auffressen :roll:

Gruß
Björn
Benutzeravatar
Alexander470815
Beiträge: 2395
Registriert: So 11. Aug 2013, 15:42
Wohnort: D:\Hessen\Gießen

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Alexander470815 »

Es gibt in dem Sinn keine Einspritztemperatur.
Kältemittel hat immer zu einem gewissen Druck eine gewisse Temperatur.
Eine Temperatur anzugeben macht wenig Sinn da diese auch dann erreicht sein kann
wenn überhaupt kein Parameter passt und der Verdichter nur Gas im Kreis rum schaukelt.

Mit deinem Verdichter geht es zumindest nicht der wird schnell sterben aus oben genannten Gründen.
Du wirst nicht drumherum kommen einen anderen zu besorgen.
Wie gesagt alte R22 Maschinen gibts meist günstig inner Bucht oder beim Schrotti.

Die Leistung des Verdichters muss zum PWT passen da das aber nicht der Fall sein wird muss der Verdichter eben mit hohen Verdampfungstemperaturen zurecht kommen.
Generell kann man eine Anlage nicht darauf auslegen bei -10°C zu verdampfen aber eine Brühe mit 15°C zu kühlen.
Bei einem gut dimensionierten PWT hat man etwa 6 Kelvin Differenz zwischen Kälte und Wasser Kreis.
Also musst du bei rund 10°C Verdampfen, das erfordert einen passenden Verdichter.

Die Einspritzmenge des Kältemittels muss so sein das am Verdampfer Ausgang das Kältmittel quasi vollständig verdampft ist.
So wird die maximale Fläche genutzt und die maximale Leistung erreicht.
Ein Einspritzventil regelt genau das, es regelt eine konstant Überhitzung.
Überhitzung ist die Differenz der Temperaturen am Verdampfer Ausgang und der Der Temperatur die das Kältemittel vom Druck her hat.
Diese beträgt idR. 4 Kelvin (Standard Wert der Einspritz Ventile).
Damit wird einmal der Verdampfer maximal ausgenutzt, es wird der Verdichter mit ausreichend kühlem Gas gekühlt und
es wird verhindert das flüssiges Kältemittel in den Verdichter gelangt(weil nicht alles verdampf ist).

Bei einem Kapillar Rohr müssen so ziemlich alle Parameter passen, das macht die Abstimmung schwierig.
Wenn hier Verflüssiger und Verdampfer nicht genau passen macht die Anlage nur Mist.
Wenn es Kalt ist und sich kein Richtiger Hochdruck aufbaut hat man keinerlei Leistung weil durch das Kap Rohr nichts durch geht.
Wenn man Zeit hat und bereit ist viele Kombinationen durchzuprobieren klappts bestimmt.
Ich habe aber keinerlei Erfahrungen mit der Auslegung von Kapillar Rohren.
Selbst die Hersteller rechnen da erstmal etwas und probieren dann rum was optimal läuft.
Man merkt ich mag Kapillar Rohre nicht :mrgreen:

Du kannst es mit dem Verdichter probieren ob er das lange mitmacht wird wohl keiner besonders genau sagen können.
Probier es...
R600a Verdichter sind halt unterste Leistungsstufe :D
Bjoern
Beiträge: 577
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 00:04

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Bjoern »

6K Differenz - Das ist doch mal ein guter Anhaltspunkt.
Hmm... Fragt sich, ob ein Expansionsventil wirklich nötig ist, schließlich gibt´s ja nur die beiden Zustände "ziemlich konstante Volllast" und "keine Last". Ansonsten... was für ein Expansionsventil wäre denn am geeignetsten für mein Vorhaben und wie viel kostet sowas?

Gruß
Björn
Benutzeravatar
Alexander470815
Beiträge: 2395
Registriert: So 11. Aug 2013, 15:42
Wohnort: D:\Hessen\Gießen

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Alexander470815 »

Für R600a gibts wie gesagt keine.
Für R290 (Propan) kann man sehr gut R22 Komponenten nutzen, da das Druck/Temperatur Verhältnis Nahezu identisch ist.
Neu kosten die Ventile rund 40€ + Märchensteuer. (Danfoss TX2)
Ich habe hier noch ein altes was mit hoher Wahrscheinlichkeit intakt ist.
Die Gasfüllung ist noch vorhanden und damit ist schon ein Haupt Fehler ausgeschlossen.
Dazu noch eine passende Düse (die Aktuelle ist zu groß, kann ich aber tauschen) und das sollte klappen.
Kannst du gegen kleine Spende + Versand bekommen sieht halt etwas ranzig aus.

Brauchst halt noch den Rest drumherum, Trockner hab ich wohl auch noch einen da ein altes Schauglas lässt sich wohl auch finden.
Bjoern
Beiträge: 577
Registriert: Mi 14. Aug 2013, 00:04

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Bjoern »

Danke für das Angebot, sobald ich nen passenden Kompressor habe, komme ich gerne darauf zurück!
Ein Schauglas müsste ich auch noch irgendwo haben... Wie läuft denn das Befüllen ab, wenn man so ein Expansionsventil drinne hat? Ich hab bisher nur (wenig) Erfahrung mit Kapillaranlagen gesammelt, wobei das Befüllen nach dem "mal gucken was passiert"-prinzip ablief. Ein Druckmessirgendwas als Befüllhilfe lässt sich sicher irgendwie organisieren, den passenden Druck kann man ja wohl nachlesen.

Gruß
Björn
Benutzeravatar
Alexander470815
Beiträge: 2395
Registriert: So 11. Aug 2013, 15:42
Wohnort: D:\Hessen\Gießen

Re: Kompressorkühlung - Einige Fragen

Beitrag von Alexander470815 »

Bei einer Anlage mit E-Ventil hat man auch noch einen Flüssigkeits Sammler.
Am Einspritzventil muss immer flüssiges Kältemittel anliegen sonst kann es nicht richtig arbeiten.
Durch den Sammler wird auch die Füllmenge etwas unkritischer zudem werden auch Schwankungen Ausgeglichen.

Das Schauglas sitzt vor dem Einspritzventil und damit kann man sehen ob immer flüssiges Kältemittel anliegt.
So lange füllt man einfach bis das gegeben ist.

Ein Einspritzventil regelt keinen konstanten Druck oder Temperatur.
Es regelt eine konstante Überhitzung.
Die Verdampfungstemperatur ergibt sich daraus.
Es spritzt immer so viel ein das alles Kältemittel am Ausgang verdampft ist.
Je kleiner die Last ist desto weniger wird eingespritzt desto tiefer wird die Verdampfungstemperatur.
Je mehr Last desto mehr Kältemittel wird eingespritzt desto höher die Verdampfungstemperatur.
Antworten