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Auf der Grundlage des eingestellten Betriebsmodus konfiguriert der
Treiber automatisch eine Reihe von Regelparametern.
Betriebsmodus
1 Verbundkühlmöbel/-raum
2 Klimagerät/Kältesatz mit Plattenwär-
metauscher
3 Klimagerät/Kältesatz mit Rohrbündel-
wärmetauscher
4 Klimagerät/Kältesatz mit Rippenstrahl-
wärmetauscher
5 Analoger Positionsregler (0...10 V)
6 Überhitzungsregelung mit 2 Tempe-
raturfühlern
7 Kühlmöbel/-raum mit subkritischem
CO2
8 Heißgas-Bypass druckgesteuert
9 Heißgas-Bypass temperaturgesteuert
10 Klimagerät/Kältesatz mit digitalem
Scroll-Verdichter
11 Verdichteröltemperatur-Messung
Überhitzungsregelung
Hauptzweck des elektronischen Ventils ist zu gewährleisten, dass der
Kältemitteldurchfluss durch die Düse der vom Verdichter geforderten
Leistung entspricht. Auf diese Weise bezieht der Verdampfungsprozess
die gesamte Verdampferlänge mit ein. Am Ausgang und somit im Teil, der
zum Verdichter führt, sind keine flüssigen Teilchen vorhanden. Flüssige
Teilchen sind nicht kompressibel und können den Verdichter irreparabel
beschädigen, wenn große Mengen für eine lange Zeit vorhanden sind.
Überhitzungsregelung
Über den Parameter der Überhitzung erfolgt die Regelung des
elektronischen Ventils. Sie misst effektiv, ob am Ende des Verdampfers
Kältemittel vorhanden ist oder nicht. Die Überhitzung wird berechnet
als Differenz zwischen der Temperatur der überhitzten Gases
(gemessen mittels Temperaturfühler am Verdampferende) und der
gesättigten Verdampfungstautemperatur (berechnet anhand des
Messwertes eines Druckwandlers am Verdampferende und anhand der
Umwandlungskurven Tsat(P) jedes Kältemittels).
Überhitzung = Temperatur des überhitzten Gases
Verdampfungstemperatur
(*) saugseitig
Eine hohe Überhitzung bedeutet, dass der Verdampfungsprozess
lange vor dem Verdampferende abgeschlossen wurde, und dass der
Kältemittelfluss durch das Ventil unzureichend ist. Dies führt zu einer
Verminderung der Kühlleistung aufgrund der nicht vollständigen
Nutzung des Verdampfers. Die Ventilöffnung muss also erhöht
werden. Eine niedrige Überhitzung bedeutet umgekehrt, dass der
Verdampfungsprozess am Verdampferende nicht abgeschlossen ist, und
dass noch eine bestimmte Menge an Flüssigkeit im Verdichtereingang
vorhanden ist. Die Ventilöffnung muss also reduziert werden. Der
Arbeitsbereich der Überhitzung ist nach unten begrenzt: Bei einem
übermäßigen Durchfluss durch das Ventil liegt die gemessene
Überhitzung um 0 K. Dies weist auf das Vorhandensein von Flüssigkeit
hin, auch wenn deren effektiver Prozentanteil im Vergleich zum Gas
nicht quantifiziert werden kann. Für den Verdichter besteht also ein
unbestimmtes Risiko, das es zu vermeiden gilt. Eine hohe Überhitzung
entspricht wie gesagt einem unzureichenden Kältemitteldurchfluss.
Die Überhitzung muss also immer über 0 K liegen und einen stabilen,
vom Ventil-Geräte-System zulässigen Mindestwert besitzen. Eine
niedrige Überhitzung entspricht einer wahrscheinlichen Instabilität
aufgrund des näher kommenden turbulenten Verdampfungsprozesses
an der Fühlermessstelle.
PID:
PID: Integ-
Überhit-
Proporti-
ralzeit
zungssoll-
onalver-
wert
stärkung
15
150
11
3
40
6
5
60
6
10
100
6
-
-
-
15
150
11
20
400
13
20
200
-
15
150
-
15
80
6
15
150
-
– gesättigte
(*)
LowSH-Schutz
LOP-Schutz
Schwel-
Integral-
Schwel-
Integral-
lenwert
zeit
lenwert
zeit
5
15
-50
0
2
2,5
-50
4
2
2,5
-50
4
2
10
-50
10
-
-
-
-
5
15
-50
0
7
15
-50
0
-
-
-
-
-
-
-
-
3
15
-50
3
-
-
-
-
Die Regelung des Expansionsventils muss also immer mit extremer
Präzision und Reaktionsfähigkeit um den Überhitzungssollwert
herum erfolgen, der im Intervall 3...14 K fast immer variabel ist.
Sollwerte außerhalb dieses Intervalls kommen selten vor und sind an
Sonderanwendungen gebunden.
L
F
S
M
EEV
V
Legende
CP
Verdichter
C
Verflüssiger
L
Kältemittelsammler
F
Filtertrockner
S
Kältemittelschauglas
Für die elektrischen Anschlüsse siehe das Kapitel „Beschreibung der
Verdrahtung".
PID-Parameter
Die Überhitzungsregelung erfolgt anhand einer PID-Regelung. Die
Regelung wird als Summe von getrennten Anteilen berechnet:
Proportional- und Integralanteil.
•
Die proportionale Wirkung öffnet oder schließt das Ventil
proportional zur Änderung der Überhitzung. Je größer der
Wert K (Proportionalverstärkung) also ist, desto höher die
Reaktionsgeschwindigkeit des Ventils. Die proportionale Wirkung
berücksichtigt nicht den Überhitzungssollwert, sondern folgt
ausschließlich den Variationen. Ändert sich die Überhitzung nicht
stark, bleibt das Ventil fast stationär, und der Überhitzungssollwert wird
nicht garantiert erreicht.
15
MOP-Schutz
Bypass
Bypass
druck-
temperatur-
gesteuert:
gesteuert:
Sollwert
Sollwert
(bar)
Schwel-
Integral-
-
lenwert
zeit
50
20
-
50
10
-
50
10
-
50
20
-
-
-
-
50
20
-
50
20
-
-
-
3
-
-
-
50
10
-
-
-
-
C
S2
S1
EVD mini
CP
E
P
T
Fig. 5.a
EEV Elektronisches Expansionsventil
V
Magnetventil
E
Verdampfer
P
Druckfühler (Druckwandler)
T
Temperaturfühler
"EVD mini" +0300036DE - rel. 1.4 - 20.07.2021
GER
(°C)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10
-
-
Tab. 5.b
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