cold.wissen - Filtertrockner und Schaugläser in Kälteanlagen

Trockner und Schauglas schützen eine Kälteanlage und geben wichtige Hinweise, falls tatsächlich einmal Probleme auftreten.

Filtertrockner und Schaugläser in Kälteanlagen

Filtertrockner und Schaugläser in Kälteanlagen

Der Trockner

Generelle Funktion

Filtertrockner werden meist in Flüssigkeitsleitungen von Trockenexpansionskälteanlagen verbaut und haben dort eine Doppelfunktion. Zum einen sollen sie Grobschmutzpartikel und Kupferspäne aufgefangen, zum anderen aber auch Feuchtigkeit im System binden. Zu diesem Zweck sind moderne Filtertrockner mit einem Trockenblock aus 100 % Molekularsieb für optimale Trockenleistung und Filtrierung ausgestattet. Der Filtertrockner sollte bei jedem Eingriff in das Kältesystem ausgetauscht werden.

 

Trockenleistung

Bei einem Blick auf die entsprechenden Datenblätter begegnet einem wiederholt der Begriff „Trockenleistung“. Sie gibt die Menge an Kältemittel an, die bei definiertem Kältemittel und festgelegter Temperatur von dem Filtertrockner „getrocknet“ werden kann. Dabei wird ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt des Kältemittels vor und nach dem Trockenvorgang zugrunde gelegt. So kann beispielsweise ein „DML 53 “- Trockner 8,5 kg kältemittel R134a bei 24 °c von 1050 ppm auf 75 ppm bringen. „ppm“ steht übrigens für „parts per million “, also Teilchen pro einer Mio. Teilchen und bezeichnet im konkreten Fall die Anzahl an Wassermolekülen (H2O), die im Kältemittel pro Mio. Kältemittelmoleküle vorkommen. Wenn die Kältemittelfüllmenge der zu planenden Anlage noch nicht festgelegt ist, dann kann die Auslegung des geeigneten Filtertrockners auch nach der Flüssigkeitsleistung durchgeführt werden. Mit „Flüssigkeitsleistung “ ist die Kälteleistung in „kW“ für den Einbau des Trockners in der Flüssigkeitsleitung gemeint.

Bei einem Blick auf die entsprechenden Datenblätter begegnet einem wiederholt der Begriff „Trockenleistung“. Sie gibt die Menge an Kältemittel an, die bei definiertem Kältemittel und festgelegter Temperatur von dem Filtertrockner „getrocknet“ werden kann. Dabei wird ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt des Kältemittels vor und nach dem Trockenvorgang zugrunde gelegt. So kann beispielsweise ein „DML 53 “- Trockner 8, 5 kg kältemittel R134a bei 24 °c von 1050 ppm auf 75 ppm bringen. „ppm“ steht übrigens für „parts per million “, also Teilchen pro einer Mio. Teilchen und bezeichnet im konkreten Fall die Anzahl an Wassermolekülen (H2O), die im Kältemittel pro Mio. Kältemittelmoleküle vorkommen. Wenn die Kältemittelfüllmenge der zu planenden Anlage noch nicht festgelegt ist, dann kann die Auslegung des geeigneten Filtertrockners auch nach der Flüssigkeitsleistung durchgeführt werden. Mit „Flüssigkeitsleistung “ ist die Kälteleistung in „kW“ für den Einbau des Trockners in der Flüssigkeitsleitung gemeint.

 

Praxistipp: Die für vor und nach der Trocknung angegebenen ppm - Werte können getrost vom Anlagenbauer als praktikabel übernommen werden und sich für die Praxis allein am Kältemittel und der Kältemittelfüllmenge der Anlage orientieren.

Auswahl und Größe

Somit kann über die Trocken- bzw. Flüssigkeitsleistung bereits ein geeigneter Filtertrockner ausgelegt weden. Generell ist dabei immer das innere Volumen des Standardtrockners wichtig. Daher ist es inzwischen üblich, dass die Hersteller das Volumen der Filtertrockner in die Typenbezeichnung einbauen. Beim letztgenannten Beispiel sprachen wir von einem „Danfoss DML 53“. Bei den „53“ handelt es sich um eininnenvolumen von 5 inch3 und die Anschlussgröße 3 (10 mm). Die Anschlussgröße in dieser Typenbezeichnung wird dann durch 8 geteilt, um den entsprechenden Inchanschluss zu erhalten (z.B. „DML 53“: Anschluss 3, d.h. 3/8 und entspricht 10 mm als metrische Einheit). Dabei ist dann gegebenenfalls noch auf den Zusatz „s“ zu achten (z.B. „DML 82s“), der für „solder “ (englischer Ausdruck für Löten) steht und damit einen Lötanschluss bezeichnet. ist der Zusatz „s“ nicht vorhan- den, handelt es sich um die Bördelvariante. Praxistipp: ist man bei einem Serviceeinsatz gezwungen, den Trocknertyp zu verwenden, den man gerade im Kundendienstfahrzeug dabei hat, so kann man anhand der letzten Zahl der Typenbezeichnung einen für die Anschlussgröße passenden Ersatz auswählen.

 

Standard- und Biflowtrockner

Filtertrockner gibt es in den verschiedensten Ausführungen. Der Standardtrockner (z. B. „DML “) ist im gewerblichen Anlagenbau am häufigsten anzutreffen. Er hat einen Feststoffkern und bildet mit dem kompakten Gehäuse eine untrennbare einheit. Diese Standardtrockner sind nur für eine Durchströmungsrichtung (Pfeilrichtung auf dem Trocknergehäuse beachten) konzipiert. Das ist meist auch völlig ausreichend. Sollte man allerdings doch einmal einen echten Biflowbetrieb haben – wie er etwa in einer Wärmepumpe mit einem 4-Wege-Umkehrventil vorkommt – so kann man entweder zwei Standardtrockner parallel mit entgegengesetzter Flussrichtung anordnen und zu ihnen jeweils noch ein Rückschlagventil in der entsprechenden Strömungsrichtung montieren oder gleich einen Biflowtrockner („Danfoss DMB“) auswählen. Biflowtrockner sind wahlweise in beiden Richtungen durchströmbar, ohne die Gefahr, dass erst kürzlich ausgefilterteFremdstoffe postwendend wieder an die Anlage abgegeben werden.

 

Burnout- und Gehäusetrockner

Wird eigentlich ein Standardtrockner benötigt, aber die Rohrleitungs-Anschlussgrößen be nden sich schon im Bereich von 22 mm und größer, so bietet sich der Einsatz eines Gehäusefiltertrockners für austauschbare Trockenblöcke an („Danfoss DCR“). Diese Gehäusefiltertrockner sind für den Betrieb mit einem oder mehreren Feststoffeinsätzen erhältlich. Hauptvorteil dieser Varianteist der sehr leichte Austausch der Trockeneinsätze ohne Lötarbeiten oder Demontage der Rohrleitungen und der moderate Servicepreis, da das Gehäuse in der Anlage bleibt und nicht erneut gekauft werden muss. Hauptanwendungsgebiet dieser Gehäusetrockner ist ebenfalls die Flüssigkeitsleitung. Allerdings wird beim Einsatz eines Gehäusetrockners als Burn-out-Trockner (Blockeinsatz „48 DA“ verwenden) die Saugleitung als Einbauort favorisiert. Dies kann nötig sein, weil sich aufgrund eines Wassereinbruchs in der Kälteanlage oder eines Motorbrands zu viel Säure gebildet hat. Burn-out-Blockeinsätze bzw. Filtertrockner bestehen zum überwiegenden Teil aus Aluminiumoxid, da dieses speziell für die Säureaufnahme optimiert ist. Bei einem solchen Burn-out-Fall sollte nach gewissen Zeitabständen der Blockeinsatz getauscht werden und schließlich beim letzten Tausch ein Grobschmutzfiltereinsatz („Typ 48F“) eingesetzt werden. Solche Burn-out- Trockner gibt es auch mit nicht tauschbaren Einsätzen für kleine Rohrleitungsanschlüsse („Typ DAS“). Will man sich interessehalber die enorme Wasseraufnahmefähigkeit und gleichzeitig die hohe Feuchtigkeitsmenge, die in der Umgebungsluft gebunden ist, vor Augen führen, dann kann man folgenden einfachen Versuch aufbauen. Man öffnet eine Trocknerblockeinsatzdose (z. B. „48 DM “) und stellt den Block auf eine Briefwaage. nun notiert man sich das Gewicht und beachtet die Farbe des Trockenkerns (ggf. Photo machen). einen Tag darauf hat sich die Farbe des Trockners stark verdunkelt und das Gewicht hat deutlich zugenommen.

FaceSeal- und Penciltrockner

Bei kleineren Systemen, für die sich ein Sammler nur schwer rechnet, lässt sich ein Sammlertrockner („Typ DMC“) verwenden. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass hier einfach ein großes Gehäuse als Ersatz für den Sammler und ein Trockenkern kombiniert wurden. Die weltweit am häufigsten verbreitete Trocknerbauform – der Weißen Ware sei es gedankt – sind Penciltrockner. Diese Bleistifttrockner sind meist kupferfarben (und aus kupfer – andere Trocknervarianten sind lackiert), mit Silikagelkügelchen als Trocknungsmittel gefüllt und in praktisch jedem Kühlschrank direkt vor dem Kapillarrohr vorzufinden. Eine weitere Varinate dieser Trocknervielfalt sind die Face-seal-Trockner. Für Anlagenbauer, die sich ausschließlich mit stationärer Kälte beschäftigen, sind diese echte exoten. Der Face-seal-Trockner wird üblicherweise in der Transportkälte eingesetzt und landläufig oft als „O-Ring-Trockner“ bezeichnet. Dabei handelt es sich um Standardtrockner, jedoch mit einem anderen Gewindeanschluss als die Bördelgeräte. Die Abdichtung desTrockners zu den Rohranschlüssen hin wird mit einem O-Ring realisiert und ist flachdichtend, wie der name „Face seal“, also wörtlich „gesichtsabdichtend “, schon sagt.

 

Auswahl

Um den geeigneten Trockner für eine konkrete Anlage auszuwählen, orientiert man sich zunächst an der Rohrdimension der Flüssigkeitsleitung. Da es meist mehrere Filtertrocknergrößen für einen Anschlussdurchmesser gibt, kann die Trockenleistung eine gute weitere hilfe für die Auswahl sein. Für eine Schnellauswahl – ohne weitere Beachtung von Trocken- oder Flüssigkeitsleistung – sollte man immer den etwas größeren Trockner auswählen. Z. B. sind die Trocknergrößen „DML 83“, „DML 163“ und „303“ alle mit einem 10 mm Bördelanschluss versehen. Bei der Grobauswahl sollte tendenziell eher die Größe „163“ oder „303 “ gewählt werden. Die Entscheidung für einen etwas größeren Trockner ist nie ein wirklicher Nachteil (außer der etwas größeren Baulänge).

 

Druckabfälle

Allgemein ist bei der Komponentenauswahl immer auf die entstehenden Druckabfälle zu achten. im Falle der Filtertrockner ist dies in aller Regel nicht nötig, da diese bei Einsatz mit den entsprechenden Rohrleitungen nur einen marginalen Druckabfall haben. Praxistipp: Findet man in einer bestehenden Anlage einen Filtertrockner vor, der trotz üblicher Verflüssigungstemperaturen (z. B. 45 °C) (und ohne dass ein Unterkühler eingebaut ist) nach dem Filtertrockner an der Rohroberfläche Kondensat oder gar Eis bildet, dann hat sich der Trockner mit hoher Wahrscheinlichkeit mit Schmutzpartikeln zugesetzt. im Falle von Messanschlüssen vor und nach dem Trockner zeigt das Servicemanometer dann bei Überprüfung einen entsprechend hohen Druckabfall an. in einem solchen Fall hilft nur der Austausch des Trockners.

Praxistipp: Bei einem Filtertrockner mit O- Ring und dem Zusatz FS (z. B. „DML305(FS) “) handelt es sich um einen Face-Seal- Trockner.


Schaugläser

Generelle Funktion

Schaugläser sind in gewisser Weise mit den Filtertrocknern verwandt. Das Schauglas wird bei Anlagen mit Expansionsventil normalerweise direkt nach dem Filtertrockner in die Flüssigkeitsleitung eingebaut. Theoretisch kann das Schauglas an einer beliebigen Stelle des Rohrverlaufs in der Flüssigkeitsleitung montiert werden. eine Positionierung nah am Expansionsventil ist aber besonders ratsam. Auch ein Standard- Schauglas mit indikator hat in der Regel eine Doppelfunktion. es überwacht, ob sich der Feuchtegehalt des Kältemittels in einem akzeptablen Rahmen bewegt und ob immer flüssiges Kältemittel am Expansionsorgan ansteht. ist der Feuchtegehalt in Ordnung, so ist die Indikatorfarbe grün und es sind keine weiteren Aktionen erforderlich. ist der Indikator gelb, dann gibt es mit dem Feuchtegehalt des Kältemittels Probleme. Sollte dieser allzu groß sein, kann dies, wenn die Verdampfungstemperatur 0 °c oder darunter beträgt, sogar zu einer Vereisung des Expansionsventils führen. Außerdem kann zu viel Feuchte im System mit dem üblicherweise in modernen Kälteanlagen eingesetzten Öl (Polyolester) reagieren und zu Säurebildung führen. ein sprudelndes Schauglas zeigt entweder an, dass sich an dieser Stelle der Flüssigkeitsleitung nicht nur flüssiges Kältemittel befindet oder aber, dass Kältemittelmangel herrscht. Beide Varianten sind für die Anlage nicht wirklich gut und sollten daher zumindest erkannt werden.

 

Varianten

Standard-Schaugläser gibt es zum einlöten und als Bördelversionen mit Außengewinde, aber auch mit Außen- und innengewinde zum direkten Aufschrauben auf den Filtertrockner. Daneben gibt es noch Schaugläser ohne Gehäuse zum einschrauben und als Sattelversion. Sattelschaugläser werden mit einem entsprechenden Adapterstück seitlich an besonders große Rohrdimensionen aufgesattelt.

 

Einlötvorgang

Bei Einlötversionen von Schaugläsern ist beim Montageprozess besodere Sorgfalt geboten. Allgemein sollte immer unter Stickstoff hartgelötet werden das ist hinlänglich bekannt. dies dient zur Vermeidung von Zunderbildung im Rohr bzw. Schauglas. Im Falle des Schauglases ist die Verwendung von Stickstoff besoders ratsam, da es ansonsten schnell von innnen her schwarz beschlägt. Diese innere Zuderbildung lässt sich beim generellen Einsatz von (trockenem) Stickstoff vermeiden.







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