Hochdruckschwimmer Regelventile

Hochdruckschwimmer Regelventile in der industriellen Kältetechnik

Basis dieser Beschreibung sind Hochdruckschwimmer der Fa. TH-Witt.

Der Hochdruckschwimmer-Regler entspannt alles auf der Hochdruckseite anfallende Kältemittel auf die Nie­derdruckseite, ohne jedoch Gas durchzulassen. Durch diese einfache mechanische Methode wird eine äußerst energiesparende Betriebsweise ohne elektrische Rege­lung ermöglicht.

Die hochdruckseitige Regelung erfüllt innerhalb der Anlage die Aufgabe der Drosselung durch Kondensat Ableitung. Sie ist deshalb besonders geeignet bei Anlagen mit Zentralab­scheidern. Aufgrund der rein mechanischen Betriebsweise ist die Kondensat Ableitung jederzeit ohne zusätzlichen Regelauf­wand gewährleistet.

Im Gegensatz zur Niederdruckschwimmer-Regelung befindet sich die schwankende Kältemittelmenge im Zentralabschei­der.

Prinzip einer einstufigen Anlage                 

Im #Verflüssiger anfallendes flüssiges Kältemittel gelangt in den Schwimmer und wird dort bei konstanter Enthal­pie zur Niederdruckseite entspannt. Durch die Entspannung im Austritt des Hochdruck­schwimmer-Reglers befindet sich hinter dem Hoch­druckschwimmer-Regler ein Flüssigkeits-/Gasgemisch, das zum Abscheider strömt.

Vom #Abscheider aus kann das Gas wieder dem #Verdich­ter, bzw. die Flüssigkeit den #Verdampfer zugeführt werden.

Die Kondensat Temperatur kann sich den äußeren Gege­benheiten entsprechend optimal anpassen, wodurch eine sehr energiesparende Betriebsweise gewährleistet wird. Eine Unterkühlung der Flüssigkeit ist normalerwei­se ausgeschlossen.

Prinzip einer zweistufigen Anlage

Auch hier ist ein Hochdruckschwimmer-Regler zwischen Verflüssiger und Abscheider montiert, der das Konden­sat auf den Mitteldruck entspannt. Ein zweiter Regler wird verwendet, um das Kältemittel zur Niederdruckseite zu entspannen. Zweistufige Kälteanlagen mit Hoch­druckschwimmer-Regelung haben einen verbesserten Wirkungsgrad und vermeiden hohe Endtemperaturen der Verdichtung

Da der zwischen MD- und ND-Seite montierte Hochdruckschwimmer-Regler das Kältemittel aus dem MD-Behälter bis zu seinem Abgriffs­punkt zur ND-Seite ableitet, wird der ND-Behälter so ausgeführt, dass die komplette schwan­kende Kältemittelmenge aufgenommen werden kann (ND-Seite und Überschuss der MD-Seite).

SCHWIMMER-REGELUNG- Prinzip

Das in das Hochdruckschwimmer-Regler Gehäuse eintretende Kondensat bewirkt dort, dass der Schwimmkörper angehoben wird. Über eine Hebelübersetzung wird ein Schieber betätigt, der einen entsprechenden Anteil der Drosselöffnung freigibt und das Kondensat zum Abscheider ablässt. Weil der Schwimmkörper Reibungskräfte überwinden muss, findet ein schrittweises Verstellen der Öffnung statt.

Wenn der Flüssigkeitsstand im Schwimmer fällt wird der Schieber über die Öffnung bewegt und verschließt so den Auslass. Wenn die Schwimmerkugel unten angelangt sorgen die geläppten Oberflächen von Schieber und Auslass für einen dichten Abschluss. Der Auftrieb des Schwimmkörpers ist abhängig von Durchmesser und Gewicht der Kugel und von der Dichte der abzuleitenden Flüssigkeit.

FUNKTION DER UNTERDRUCKDÜSE

Damit anfallendes Kondensat selbstständig dem Regler zufließen kann, wäre es eigentlich erforderlich den Regler unterhalb des Verflüssigers anzuordnen. Um eine Anord­nung auch oberhalb des Verflüssigers zu ermöglichen, sind (Ausnahme Fa.TH-Witt: Typ: HR1 BW) alle Hochdruckschwimmer-Regler mit einer internen Unterdruckdüse ausgestattet. Diese verbindet den Gasraum des Gehäuses mit dem Aus­trittsstutzen. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen Hoch­druck- und Niederdruckseite wird Gas aus dem Gehäuse zur Niederdruckseite angesaugt und im Gehäuse entsteht ein leichter Unterdruck. Dadurch können bis zu 3 m Höhen­unterschied und bis zu 30 m vertikale Distanz zum Konden­sator realisiert werden.

Außerdem wird gewährleistet, dass auch ein geringer Teil Flashgas, das sich in den Zulaufleitungen bzw. während eines Anlagenstillstands bildet, über die Unterdruckdüse abgeführt werden kann.

Bei Anlagenstillstand erfolgt ein langsamer Druckausgleich, so dass sich die gesamte Kältemittelfüllung zur kältesten Stelle verlagern kann. (Im Winter kann dies der Verflüssiger sein.) Die werksseitige Bemessung der Unterdruckdüse ist so ausgelegt, dass der durch Gas- Bypass theoretische ermittel­te Leistungsverlust im Bereich unterhalb 1 % der Nennleis­tung verbleibt.

FUNKTIONSKONTROLLE

Alle Regler haben einen von außen zu betätigenden Hebel, der ein Anheben der Schwimmerkugel ermöglicht. Dadurch kann der Regler bewusst geöffnet werden, um dessen Funktion zu überprüfen.

ENTLÜFTUNG

Luft oder andere nicht kondensierbare Gase können sich sehr schädlich auf die gesamte Anlage und insbesondere den Hochdruckschwimmer-Regler auswirken. Nahezu alle Probleme können darauf zurückgeführt werden. Eine gute Entlüftung ist daher wichtig.Verwenden Sie einen Wasserbehälter und befestigen Sie einen Schlauch an dem Entlüftungsventil EE3/EE6. Nachdem das Gefäß mit Wasser gefüllt wurde, kann das Einstellventil EE3/EE6 vorsichtig geöffnet werden. Wenn keine Luftblasen mehr austreten, kann das Entlüften beendet werden.

STÖRUNGSANALYSE:

Nr.Erscheinung Ursachen und Behebung

1Regler öffnet nicht im Automatikbetrieb

1. Zu klein dimensionierter Regler?
2. Eintritts-/Austrittventil verschlossen?
3. Zu große Druckdifferenz?
4. Unterdruckdüse zu klein oder blockiert?
5. Feuchtigkeit im System, Unterdruckdüse zugefroren?
6. Luft im System
7. Schiebersteuerung z.B. durch Ablagerung oder Korrosi­on blockiert
8. Schwimmerkugel defekt

2Regler schließt nicht

1. falsche Schwimmerkugel (ggf. austauschen)
2. Transportsicherung des Hebels (Knebel bzw. Loch im Hebel muss nach unten weisen)
3. Schiebersteuerung verschlissen (ggf. austauschen)
4. Öffnung der Unterdruckdüse zu groß (oder bei Anschluss einer Magnetventilleitung nicht verschlossen worden)

3Verflüssigungsdruck zu hoch ohne Rückstau

1. fehlende Wärmeabfuhr am Verflüssiger
2. zu klein dimensionierter Verflüssiger
3. zu große Kälteleistung im Anfahrzustand

4Zu hoher Verflüssi-gungsdruck durch Rückstau

1. Luft in der Anlage
2. Dampfbildung in der Zulaufleitung
3. Mangelhafte Ölkühlerfunktion
4. Zu große Widerstände in der Zulaufleitung
5. Zu großer Höhenunterschied vor dem Regler (ggf. Unter-druckdüse vergrößern)S

5Stark schwankender Druck auf der ND-Seite

1. zu geringe Kältemittelfüllung
2. hohe Reibkräfte an der Schiebersteuerung (Innenteile auf Ablagerungen bzw. Korrosion prüfen)
3. Regler wurde überdimensioniert

6Minimalstandalarm auf der Niederdruckseite

1. siehe Pkt. 4
2. Verflüssiger im Winter mit #Kältemittel gefüllt (einzelne oder alle Verflüssiger absperren)
3. Zu geringe Kältemittelfüllung