Am Vorabend gab es die Gelegenheit zur Besichtigung der Test- und Lehreinrichtungen der TWK GmbH, die einen guten Einblick in die große Leistungsfähigkeit der Einrichtung vermittelte. Und nach der Einladung zum Abendessen bot Adalbert Stenzel vom Verein Historische Kälte- und Klimatechnik e. V. einen Vortrag mit Einblicken in Entwicklungshöhepunkte der Kältemittelverdichter von der ersten Linde-Maschine bis zum Turbocorverdichter.
Die große Zahl von teilweise sehr kompetenten Teilnehmern an der Vortragsveranstaltung am Folgetag dokumentierte das intensive Interesse an der Thematik, das natürlich darin begründet ist, dass die meisten Kälte- und Klimaanlagen die Kompressionskälte zur Basis haben und die Verdichter die größten Energieverbraucher in den Anlagen sind. Im Folgenden soll über den meist bescheidenen Teil Entwicklung aus einigen der Vorträge berichtet werden.
Zu den wirklichen Entwicklungsthemen zählt der Vortrag von Michael Stalter von der gastgebenden TWK GmbH, der neueste Ergebnisse über den Einfluss der Ölkonzentration auf die Effizienz und Kälteleistung in Verbindung mit den nicht einfachen Ölzirkulationsmessungen vorstellte. Er vermittelte anschaulich den Einfluss des zirkulierenden Öls auf die Betriebsparameter, beschäftigte sich mit der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit zur Gewährleistung eines störungsfreien Betriebs, zeigte Filmaufnahmen der verschiedenen Strömungsformen und widmete sich intensiv der Darstellung von Erfahrungen mit den Messverfahren zur Bestimmung der Ölkonzentration im Kreislauf. Er zeigte auch beeindruckende Schadensbilder von Verdichterbauteilen, bei denen es an der nötigen Ölversorgung fehlte. Der Einfluss der Ölkonzentration im umlaufenden Kältemittel auf die Verdichtungsendtemperatur und auf die Verdichtereffektivität wurde dargestellt.
Dr.-Ing. Norbert Kämmer von EmersonClimate Technologies GmbH gab einen Überblick über das Zusammenspiel der unterschiedlichen Gesichtspunkte bei der Verdichterentwicklung und einen kleinen Einblick in die Entwicklungsarbeit des Unternehmens. Die umfassende Beschäftigung mit den aktuellen und zukünftigen Kältemitteln unter Kosten- und Umweltgesichtspunkten lässt erkennen, welch große Rolle diese Frage aktuell spielt. Dabei richtete er gerade in der Zeit der neuen Gemische der Kältemittelindustrie den Blick vor allem auf das Einstoffkältemittel R 32 mit seinen Vorteilen und zeigte konkrete Ergebnisse bei seiner Anwendung in den Emerson-Verdichtern. Er ging auch auf die Einflüsse der Leistungsanpassung der Verdichter an den Bedarf der Anlage und deren Wirkung auf die Effektivität ein und zeigte die Entwicklungstendenz zur Verwendung von Permanentmagnetmotoren auf. Diese Darstellung ordnete er abschließend in eine Übersicht ein, die die zukünftige Verdichterlandschaft für Scrollverdichter aus der Sicht der Entwickler für drei Hauptanwendungen beschrieb.
Dipl.-Ing. (FH) Thomas di Vito, Sanden Technical Centre (Europe) GmbH stellte eine neue Entwicklung eines Fahrzeugklimaverdichters vor. Das als NUTATING RING bezeichnete Funktionsprinzip entstand aus der Vereinigung der jeweiligen Vorzüge des Taumelscheibenverdichters einerseits und des Schwenkscheibenverdichters andererseits, indem beim neuen Verdichter ein Gleichlaufantriebsgelenk verwendet wird, das als Taumelscheibengelenk und als Drehmomentabstützung über Nadelleger fungiert. Die damit erreichte Massereduzierung und COP-Verbesserung durch Drehzahlsteigerung in Verbindung mit einem geringeren Zylindervolumen zeigen die Vorteile der Entwicklung.
Dipl.-Ing. (FH) Rolf Blumhardt, Bitzer Kühlmaschinen GmbH, ging auf die Entwicklungen bei Schraubenverdichtern zur Verbesserung der Effektivität ein. Dabei ist die komplexe Regelung zur Ausnutzung der geringstmöglichen Verflüssigungstemperatur unter Einbeziehung der Nebenantriebe im Fokus. Als herausragenden Entwicklungsschritt bezeichnete er einen für den Inverterbetrieb konzipierten neuen Schraubenverdichter mit Drehzahlen bis 5200 min-1, der mit Inverter und mit dem an die höhere Leistung angepassten Ölabscheider eine modulare Baugruppe bildet und demnächst öffentlich vorgestellt werden wird.
Im Vortrag von Dipl.-Ing. Sigurd Schiller, Johnson Controls System & Service GmbH, kann als bemerkenswert die Vorstellung des magnetgelagerten Turboverdichters mit Permanentmagnetmotor hervorgehoben werden. Die Leistungsanpassung ist bis herunter zu 20 Prozent möglich und durch die zulässigen geringen Verflüssigungstemperaturen bei entsprechend gegebenen Voraussetzungen können damit sehr hohe COP-Werte erreicht werden. Mit geringer werdendem Verflüssigungsdruck wandert das COP-Optimum immer weiter in den Teillastbereich, wodurch zusammen mit der Drehzahlanpassung immer der beste Gesamtgütegrad angesteuert werden kann. Das gezeigte Beispiel beruhte auf einer Kälteleistung von 1 000 kW mit dem Kältemittel R 134 a.
Über den Danfoss-Turbocor-Verdichter in seiner Anwendung sprach Dr.-Ing. Jürgen Süß, Cofely Refrigeration GmbH. Für das inzwischen gut bekannte Verdichterkonzept mit Permanentmagnetmotor wurden die deutlich besseren COP-Werte gegenüber normalen Turbo-, Schrauben- und Hubkolbenverdichtern gezeigt und auf die richtige Handhabung der Einsatzgrenzen wurde eingegangen. Als Fazit ergab sich, dass die Maschine ideal zur Kaltwassererzeugung bei moderaten Verflüssigungstemperaturen und bei schwankender Last im Klima- und Wärmepumpenbetrieb geeignet ist.
Über die wichtige Verdichterkomponente Lamellenarbeitsventil sprach MartinLachmann, Hoerbiger Kompressortechnik GmbH. Er schilderte die einzelnen Entwicklungsschritte, die heute mit FEM- und CFD-Analysen hinterlegt sind und in Simulationssoftware münden. Die Trends bei der Entwicklung bestehen in der Optimierung der Ausführungen für Drehzahlsteigerungen und Anwendung in breiten Drehzahlbereichen, in der Fertigung zur Lieferung vormontierter Einheiten und in neuen Konstruktionen für Gleichstromverdichter mit Arbeitsventilen im Kolbenboden. Es wird auch über zwangsgesteuerte Ventile nachgedacht.
In einer abschließenden Frage- und Statementrunde mit den Referenten wurden die wichtigsten Gesichtspunkte der Verdichterentwicklung noch einmal formuliert, nämlich
- die steigende Anwendung von Permanentmagnetmotoren,
- die Optimierung der Steuerung unter Einbeziehung der Verdichterkennlinien und der anderen Anlagenkomponenten,
- die Steigerung der Zuverlässigkeit durch neue Werkstoffe und Technologien,
- der Wettbewerb zwischen Kolben-, Schrauben und Turboverdichtern in der Industriekälte als Entwicklungsansporn.
U A -
