Die fachgerechte und verlässliche Durchführung einer Evakuierung ist ein unerlässlicher Arbeitsschritt vor der Erst- oder Wiederinbetriebnahme einer jeden kälte- und klimatechnischen Anlage. Bei der Evakuierung werden Feuchtigkeit, Fremdgase, Öl- und Kältemittelrückstände entfernt. Hierfür kommt eine Vakuumpumpe zum Einsatz, die den Druck in der leeren Anlage reduziert. Eine Druckabnahme führt dazu, dass die Verdampfungstemperatur der Feuchtigkeit bzw. der Fremdstoffe unter die Umgebungstemperatur sinkt. Diese können somit verdampfen und mit anderen gasförmigen Stoffen aus der Anlage abgesaugt werden.
Warum Druckmessung?
Zur Überwachung der Evakuierung ist es notwendig, den in der Anlage herrschenden Absolutdruck zu messen. Über diesen Druck und die Dauer der Evakuierung lässt sich eine Aussage über den Grad der Entfeuchtung der Anlage treffen. Häufig basiert dieser Vorgang auf Erfahrungswerten und unterliegt damit keinem direkt messbaren physikalischen Zusammenhang. Dabei sind die präzise Messung des aktuellen Absolutdruckes und eine zuverlässige Überwachung der Evakuierung von großer Bedeutung.
Wird dieser Prozess nicht vollständig abgeschlossen oder korrekt durchgeführt, können in der Anlage verbleibende Feuchtigkeit oder Fremdstoffe deren einwandfreie Funktionsweise beeinträchtigen. Insbesondere Öl in Verbindung mit Feuchtigkeit führt zur Säurebildung und ruft dadurch im schlimmsten Fall Beschädigungen am Kompressor hervor. Deswegen gehen viele Anlagenhersteller dazu über, für die Evakuierung bestimmte Richtwerte zu nennen und die Dokumentation der jeweiligen Messergebnisse zu fordern. Diese Richtwerte beinhalten meist einen minimal zu erreichenden Druckwert und die Dauer, für die dieser Wert stabil gehalten werden muss. Ein korrektes Durchführen einer derart vorgegebenen Evakuierung ist dabei Voraussetzung für die Erteilung der Garantie für das geprüfte System.
Zuverlässige Ergebnisse durch Zusatzinformationen
Zur präzisen Messung von kleinsten Drücken im Unterdruckbereich werden digitale Vakuummessgeräte eingesetzt. Da die Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messergebnisse jedoch von dem jeweiligen Einsatzbereich und den herrschenden Rahmenbedingungen abhängig sind, lassen sich deutlich zuverlässigere Aussagen über den korrekten Ablauf des Evakuierungsprozesses treffen, wenn das Gerät noch weitere Informationen bereithält. Dazu zählt beispielsweise die Anzeige der Verdampfungstemperatur von Wasser (TH2O), die vom jeweils herrschenden Absolutdruck abhängt. Bei einem normalen Umgebungsdruck von 1,013 mbar (bzw. 760000 Micron) liegt die Verdampfungstemperatur von Wasser bekanntlich bei 100 °C (bzw. 212 °F).
Sinkt der in der Anlage herrschende Druck, sinkt auch die zur Verdampfung nötige Temperatur. Für eine erfolgreiche Evakuierung sollte dabei die Differenz (Delta T, ΔT) zwischen der herrschenden Umgebungstemperatur und der physikalischen, druckabhängigen Verdampfungstemperatur mindestens 30 Kelvin betragen. Daher ist beispielsweise Testo dazu übergegangen, bei seinem Vakuummessgerät testo 552 zusätzlich zum gemessenen Absolutdruck und zur herrschenden Umgebungstemperatur auch die entsprechende Verdampfungstemperatur von Wasser sowie die Temperaturdifferenz ΔT im Display anzuzeigen. Damit ist sichergestellt, dass die Evakuierung einwandfrei verläuft, sobald die empfohlene Temperaturspreizung erreicht wird.
Solche Zusatzinformationen schaffen durch ihre hohe Aussagekraft mehr Sicherheit und erlauben präzise und zuverlässige Messergebnisse bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen und Wetterbedingungen. Findet die Evakuierung beispielsweise in einer Umgebung statt, in der sehr niedrige Temperaturen herrschen etwa im Winter, in nördlichen Regionen, aber auch in Kühlräumen können Herstellervorgaben oder Erfahrungswerte von den tatsächlich erforderlichen Parametern abweichen. Tiefe Umgebungstemperaturen bedeuten, dass auch der notwendige Absolutdruck in der Anlage entsprechend reduziert oder die Evakuierungsdauer verlängert werden müssen. Bleiben diese Rahmenbedingungen unberücksichtigt, wird die Anlage im schlimmsten Fall trotz Beachtung der Herstellervorgaben nicht vollständig von Feuchtigkeit und Fremdstoffen befreit.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Messgerät eine Alarmfunktion enthält. Durch Aktivierung eines Absolutdruckmesswertes als Alarmschwelle wird deren eventuelle Überschreitung direkt auf dem Display angezeigt. Auf diese Weise muss der verantwortliche Techniker oder Fachhandwerker die Messwerte nicht persönlich kontinuierlich überwachen und kann während der unter Umständen sehr langen Evakuierung auch zusätzliche Arbeiten an der Anlage durchführen. Ist die Evakuierung abgeschlossen, genügt ein Blick auf das Display, um sicherzugehen, dass der Prozess korrekt durchgeführt wurde.
Wartungsfreie und dauerhaft verlässliche Sensortechnik
In der Regel erfassen Vakuummessgeräte den am Messpunkt in der Anlage herrschenden Absolutdruck, indem sie ihn auf Basis komplexer physikalischer Zusammenhänge zwischen Temperatur und Druck mithilfe eines sogenannten Thermistor-Sensors errechnen. Inzwischen gibt es jedoch auch Geräte, die den Absolutdruck exakt direkt über eine Membran messen (Absolutdrucksensor), wodurch zahlreiche Vorteile entstehen. Dazu gehört, dass ein solcher Sensor eine hohe Resistenz gegenüber Alterung und Materialermüdung erreicht und zudem vollständig wartungsfrei ist. Damit entfällt die sonst in bestimmten Zeitabständen oder nach jeder Messung vorgeschriebene Reinigung des Sensors, um dauerhaft verlässliche Ergebnisse zu erhalten.
Darüber hinaus sind Absolutdrucksensoren im Gegensatz zu Thermistor-Sensoren nicht von der jeweiligen Gasart oder der herrschenden Temperatur abhängig, wodurch sie präzise und verlässliche Ergebnisse über ihre gesamte Lebensdauer und unabhängig von den Rahmenbedingungen bei Betriebstemperaturen zwischen 20 bis 50 °C (4 und 122 °F) bereitstellen. Bedeutsam ist auch die sehr geringe Stromaufnahme eines solchen Sensors, die lange Batteriestandzeiten von bis zu 2400 Stunden zulässt, was etwa 100 Tagen Dauerbetrieb entspricht.
Wie praxistauglich ist das Gerät?
Neben den genannten Aspekten kommen im Arbeitsalltag noch weitere Auswahlkriterien für ein geeignetes Gerät zum Tragen. Hierzu gehören beispielsweise der Bedienungskomfort, die Möglichkeiten zur effizienten Weiterverarbeitung der Messdaten sowie die Langlebigkeit der Technik unter Baustellenbedingungen. Die Qualität eines Vakuummessgerätes wird wie bei allen Werkzeugen nicht zuletzt daran gemessen, ob es den teils rauen Bedingungen standhält, die typischerweise im Arbeitsalltag auftreten.
Präzise digitale Vakuummessgeräte wie das testo 552 erfüllen diese Anforderungen durch ihre stabile und robuste Konstruktion. Darüber hinaus ist das Gerät unempfindlich gegen Schmutz, Stöße und Feuchtigkeit und entspricht der Schutzart IP 42. Damit stellt das Messgerät auch bei Arbeiten im Freien, bei leichtem Regen oder nach einem Sturz weiter verlässliche Ergebnisse bereit.
Zusätzlich schaffen zwei Anschlüsse (7/16" UNF bzw. 1/4" SAE) eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der Verbindungsart des Gerätes mit der kälte- bzw. klimatechnischen Anlage. Der Anschluss kann hierbei direkt oder unter Verwendung einer analogen / digitalen Monteurhilfe geschehen. Die Entscheidung für eine bestimmte Anschlussmöglichkeit sei es etwa direkt an der Anlage, direkt und separat an der Monteurhilfe oder zwischen Monteurhilfe und Vakuumpumpe trifft letztendlich der die Evakuierung durchführende Techniker oder Fachhandwerker auf Basis seiner Erfahrungswerte.
Zu einem hohen Bedienkomfort beim Anschluss trägt zudem eine stabile Hängevorrichtung bei, mit der sich das Vakuummessgerät beispielsweise an einer Rohrleitung befestigen lässt. In der Praxis bewährt haben sich zudem ein beleuchtetes Display, übersichtlich gestaltete und wegen ihrer Größe auch mit Handschuhen gut bedienbare Tasten sowie eine große Anzeige des wichtigen Absolutdruckwertes. Eine Auto-Off-Funktion schaltet nach zwei Stunden Inaktivität das Gerät automatisch aus.
Zur effizienten Weiterverarbeitung der Messdaten kann das Messgerät mittels eines Kommunikationskabels direkt an die digitale Monteurhilfe testo 570 angeschlossen werden. Hierdurch lassen sich die bei der Evakuierung gemessenen Werte speichern, elektronisch dokumentieren oder in einer Onlinemessung visualisieren. Damit hat der Kältetechniker bzw. Fachhandwerker ebenfalls einen elektronischen Nachweis der korrekt durchgeführten Evakuierung, die er dem Kunden für die erforderliche Garantiezusage seitens des Herstellers schnell aushändigen kann. Gleichzeitig entfällt eine manuelle Protokollierung der Messergebnisse. Insbesondere bei länger andauernden Evakuierungen, wie sie etwa bei industriellen Kälteanlagen mit einem entsprechend großen Volumen notwendig sind, erhöhen eine Onlinemessung sowie die elektronische Speicherung und Dokumentation der Messdaten die Sicherheit bei der Durchführung der Überwachung.
Fazit
Die zuverlässige Evakuierung von Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen setzt eine ebenso zuverlässige Messtechnik voraus. Mit der wartungsfreien Absolutdruck-Sensortechnik ausgestattete Geräte stellen während ihrer Lebenszeit präzise und verlässliche Messergebnisse über die jeweiligen Druck- und Temperaturverhältnisse bereit und haben eine lange Batteriestandzeit. Eine robuste Konstruktion, Kompaktheit und einfache Handhabung sowie flexible Anschlussmöglichkeiten unterstützen zudem ein schnelles und effizientes Arbeiten vor Ort.
Vorteilhaft ist darüber hinaus, wenn sich die Messdaten in Verbindung mit einer digitalen Monteurhilfe speichern, dokumentieren und in einer Onlinemessung visualisieren lassen. Hiermit kann beispielsweise die vermehrt von den Anlagenherstellern für die Garantieerteilung geforderte Einhaltung vorgegebener Richtwerte ohne großen Aufwand bei der Evakuierung vor der Erstinbetriebnahme dokumentiert und zweifelsfrei nachgewiesen werden. -
Tipps und Tricks aus der Praxis
Eine einwandfreie Evakuierung hängt nicht nur von der Wahl des geeigneten Vakuummessgerätes ab. In der Praxis haben sich zudem bestimmte Vorgehensweisen bewährt, die sich bei der Durchführung einer Evakuierung empfehlen:
- Das Messgerät zeigt an der Stelle den herrschenden Absolutdruck an, an der es angeschlossen ist. Daher sollte das Gerät idealerweise an dem von der Vakuumpumpe entferntesten Punkt angeschlossen werden. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass in der gesamten Anlage ein ausreichend tiefes Vakuum erzeugt und dementsprechend die vorhandene Feuchtigkeit und Fremdstoffe zuverlässig entfernt werden. In der Praxis ist diese Anschlussart allerdings technisch oft nicht umsetzbar.
- Generell gilt: Je größer der Durchmesser, durch den evakuiert wird (Schläuche, Rohrleitungen usw.), desto schneller kann die Evakuierung durchgeführt werden.
- Auch die Wahl der Vakuumpumpe beeinflusst die Dauer der Evakuierung: Je leistungsstärker diese ist, desto weniger Zeit beansprucht der Entfeuchtungsprozess.
- Zur Evakuierung sollten spezielle, vakuumgeeignete Schläuche und Gewindeanschlüsse verwendet werden. Diese verhindern eventuelle Undichtigkeiten, die eine Messung verfälschen und damit die Funktion der Kälte- bzw. Klimaanlage beeinträchtigen können.
- Vakuummessgeräte sollten generell nicht zu hohen Drücken ausgesetzt sein, da diese den Sensor beschädigen können. Daher sollte das Messgerät unmittelbar nach der Durchführung der Evakuierung abgekoppelt werden, bevor mit dem nächsten Arbeitsschritt begonnen wird.
Florian Endres
Produktmanager bei der Testo AG
