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Betrieb mit Frequenzumrichter
3.1
Kälteleistung und Anlageneffizienz
Mechanische Leistungsregelung
In größeren HLK-Systemen (Heizung, Lüftung und Klima) wie luftgekühlten Kühlsätzen ist eine übliche Methode
der Leistungsregelung der Zusammenschluss mehrerer Verdichter, die ein- und ausgeschaltet werden. Der richtig
dimensionierte Flüssigkeitskreislauf dämpft im Allgemeinen die resultierenden Änderungen der Flüssigkeitstempe-
ratur. Die Gerätesteuerung liefert ‒ zusammen mit unterschiedlichen Sensoren für Flüssigkeits- und Umgebung-
stemperatur ‒ die Logik für die Schaltung der Verdichter, um die gewünschte Flüssigkeitstemperatur aufrechtzuer-
halten.
Der Verdichter wird bei konstanter Drehzahl betrieben, die Drehzahl des Motors korreliert direkt mit der Netzfre-
quenz. Daraus resultieren für 2-polige Asynchronmotoren Nenndrehzahlen von
-1
• 2900 min
bei 50 Hz bzw.
-1
• 3500 min
bei 60 Hz.
Für hohe Energieeffizienz, hohe Regelungsgenauigkeit der Flüssigkeitstemperatur oder sehr niedrige Last sind
Frequenzumrichter zur Leistungsregelung oft vorteilhaft.
Leistungsregelung mit Frequenzumrichter
Das durchschnittliche Drehmoment an der Verdichterwelle hängt v.a. von den Betriebsbedingungen und dem Käl-
temittel ab und bleibt daher über einen breiten Drehzahl-/Frequenzbereich annähernd konstant. Kälteleistung und
Leistungsaufnahme variieren deshalb annähernd proportional zur Drehzahl (siehe Abb. unten), die Kälteleistung
kann mithilfe der Drehzahl stufenlos angepasst werden. Die zulässigen Drehzahlen für BITZER Verdichter sind un-
ten dokumentiert ( Anwendungsbereiche ).
Q
[%]
0
1 0
6
140
120
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
0
0
500
1100
1700
Abb. 3: Typischer Verlauf der Kälteleistung Q
65 Hz)
Die elektrische Leistungsaufnahme bei Volllast ist geringfügig höher als bei Betrieb des Verdichters direkt am Netz.
Dies ist auf Verluste im Frequenzumrichter zurückzuführen - verursacht durch die Verluste einzelner elektronischer
Komponenten zur Leistungsumwandlung und zur Kühlung des Frequenzumrichters. Eine weitere Quelle für die Er-
wärmung des Motors und den reduzierten Motorwirkungsgrad sind Oberwellen: Je höher die Qualität des Frequen-
zumrichters und je besser er konfiguriert ist, desto geringer ist der Oberwellenanteil im Ausgangssignal.
Verschiedene Variablen im Umrichterbetrieb beeinflussen Betrieb und Anlauf des Verdichters:
• Der Spannungsverlauf begrenzt und regelt die Stromversorgung des Motors,
• die Schaltfrequenz des Stromrichters im Frequenzumrichter regelt Leistung und Zuverlässigkeit des Motors,
EST-420-6 // PDF Download
40
50
60
70
80
2300
2900
3500
4100
4700
in Abhängigkeit von Drehzahl und Frequenz bei einem ORBIT Verdichter (E..7 Serie: max.
0
f [Hz]
-1
n [min
]
8