Funktionsprinzip
Der Einbau erfolgt in die Saug- und Flüssigkeitsleitung. Die Flüssigkeit wird durch das kalte Sauggas unterkühlt, im Gegenzug wird das Sauggas durch die warme Flüssigkeit überhitzt.
Optimierung der Leistungsbilanz der Kälteanlage
Bei DK steht im Mittelpunkt aller Aktivitäten die Planung und Herstellung von Komponenten zur Verbesserung der Leistungsbilanz von Kälteanlagen. Bei einigen Kältemitteln - insbesondere R404A - ist der Leistungsgewinn durch die Unterkühlung der Flüssigkeit größer als der Leistungsverlust durch die Überhitzung des Sauggases, bedingt durch ein größeres Volumen. Bei einer Flüssigkeitsunterkühlung von 10 K in einer Kälteanlage mit to -10°C stellt sich ein Leistungsgewinn von ca. 10 % ein. Bei anderen Kältemitteln - beispielsweise bei R134a – muss von einem geringeren Leistungsgewinn ausgegangen werden.
Es dürfte hinlänglich bekannt sein, dass mit einer Flüssigkeitsunterkühlung ein Leistungsgewinn erzielt werden kann. Wenn dies aber mit einem Sauggaswärmetauscher in ein- und demselben Kältekreislauf vorgenommen wird, hat die Flüssigkeitsunterkühlung eine Sauggasüberhitzung zur Folge. Dies bedingt ein größeres spezifisches Volumen und einen verringerten Massenstrom und somit auch eine verringerte Leistung.
Dieses physikalische Gesetz kann niemand umgehen, auch DK nicht. Aber: Bei den Kältemitteln R404A und R507 ist der Leistungsgewinn durch die Flüssigkeitsunterkühlung größer als der Leistungsverlust durch die Sauggasüberhitzung.
Wichtig: Bitte beachten Sie in diesem Zusammenhang auch die Berechnung eines Kompressors mit bzw. ohne einen DK-Sauggas-Wärmetauscher unter dem Punkt „Anwendungsbeispiele“.
Beim Betrieb einer Kälteanlage mit thermisch gesteuertem Expansionsventil ist eine Überhitzungseinstellung von 6 K im Verdampfer vorgegeben, um eine vollständige Verdampfung sicherzustellen. Dies bedingt, dass nicht die gesamte Verdampferfläche für die eigentliche Verdampfung des Kältemittels genutzt werden kann, da eine nicht unerhebliche Oberfläche für die Überhitzung benötigt wird.
Mit einem DK-Sauggas-Wärmetauscher kann die Überhitzung im Verdampfer mit einem elektronischen Expansionsventil so gering wie möglich eingestellt und der Fühler des Expansionsventils wie gewohnt am Ende des Verdampfers platziert werden. Es kann somit der Verdampfer zu 100 % ausgenutzt werden und bei der Verwendung eines gleich großen Verdampfers kann demzufolge mit einer höheren Verdampfungstemperatur die gleiche Kälteleistung erbracht werden. Hierin ist ein energetischer Hauptvorteil des DK-Sauggas-Wärmetauschers zu sehen.
Sicherheit des Verdichters
Ein wesentlicher Vorteil des DK-Sauggas-Wärmetauschers ist in der optimalen Sicherheit des Verdichters zu sehen.
Alle Verdichterhersteller begrüßen eine Anhebung der Sauggastemperatur. Durch die höhere Temperatur verringert sich der Kältemittelanteil im Öl, was für die Schmierung des Verdichters von Vorteil ist.
Ebenfalls können durch den DK-Sauggas-Wärmetauscher so genannte Flüssigkeitsschläge ausgeschlossen werden. Diese zusätzliche Sicherheit für den Verdichter wird dadurch erreicht, dass alle noch flüssigen Partikel im DK-Sauggas-Wärmetauscher vollständig verdampft werden.
Weitere Vorteile
Eine Besonderheit des DK-Sauggas-Wärmetauschers ist die gradgenaue Berechnung der Flüssigkeitsunterkühlung und Sauggasüberhitzung. Dies erscheint uns sehr wichtig, denn bei zu großer Unterkühlung steigt zwar der energetische Vorteil, aber auch die Verdichtungsendtemperatur. Dies kann bei zu hoher Temperatur zum Ausfall des Verdichters führen.
Ein weiterer Vorteil des DK-Sauggas-Wärmetauschers ist darin zu sehen, dass durch eine exakt berechnete Anzahl der Innenrohre im Mantelrohr ein ausgewogenes Verhältnis der freien Fläche für die Sauggas- und Flüssigkeitsseite gegeben ist. Dies und spezielle Halterungen der inneren Rohre sind Gründe für den Betrieb des DK-Sauggas-Wärmetauschers ohne nennenswerte Druckverluste sowohl auf der Gas- als auch auf der Flüssigkeitsseite.
