Was ist Unterkühlung?

Was ist Unterkühlung (Subcooling)? Warum ist sie in Kühlsystemen lebenswichtig?

Jeder kennt die Grundkomponenten des Kühlkreislaufs: Kompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer. Aber es gibt einen kritischen Parameter, der das empfindliche Gleichgewicht zwischen diesen Komponenten herstellt und uns zuflüstert, wie effizient das System arbeitet: Unterkühlung (Subcooling).

Obwohl oft übersehen, bildet das richtige Verständnis und Management des Subcooling-Werts die Grundlage für:

• die Optimierung der Systemleistung,
• die Vermeidung von Störungen
• und die Senkung der Energiekosten.

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Was ist Unterkühlung (Subcooling)?

In der einfachsten Definition ist Unterkühlung die Abkühlung eines flüssigen Kältemittels unter seine Sättigungs- (Siede-) Temperatur bei dem vorhandenen Druck.

Erklärung mit Beispiel

Auf Meereshöhe siedet Wasser bei 100°C. Wenn Sie 100°C heißes Wasser auf 90°C abkühlen, haben Sie es um 10°C unterkühlt. In Kühlsystemen gilt die gleiche Logik.

Formel:

Subcooling (K) = Sättigungstemperatur (°C) - Tatsächliche Flüssigkeitsleitungstemperatur (°C)

Um Subcooling zu messen, benötigen Sie:

• Flüssigkeitsleitungsdruck (mit Manometer)
• Tatsächliche Temperatur (mit Thermometer)
• Und eine P-T-Tabelle (oder digitale App).

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Die zwei lebenswichtigen Aufgaben der Unterkühlung

1. Flash-Gas verhindern (Kritischster Nutzen)

Die aus dem Kondensator austretende Flüssigkeit erleidet zwei Arten von Druckverlusten, bis sie das Expansionsventil erreicht:

• Reibungsverlust: Durch Reibung in der Rohrleitung
• Höhenverlust: Wenn der Verdampfer höher als der Kondensator liegt

Wenn die Flüssigkeit kein Subcooling hat, bringen diese Verluste sie zum Sieden in der Leitung → Flash-Gas entsteht.

Schäden durch Flash-Gas

• Reduziert die Kapazität des Expansionsventils.
• Verringert die Kältemittelmenge zum Verdampfer.
• Die Kühlkapazität sinkt.
• Das System arbeitet instabil.

Subcooling gibt dem Fluid die Möglichkeit, diese Verluste zu tolerieren. Zum Beispiel ermöglicht 5 K Subcooling dem System, einen Druckabfall von 5 K zu tolerieren.

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2. Systemeffizienz steigern

Der Kühleffekt im Verdampfer besteht darin, dass das Fluid Wärme aus der Umgebung aufnimmt, indem es verdampft. Eine Flüssigkeit, die mit niedrigerer Enthalpie in den Verdampfer eintritt, nimmt mehr Wärme auf → höhere Effizienz.

Kurz gesagt: Jedes °C Subcooling → gibt Ihnen “kostenlose” Kühlkapazität.

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Wie wird Unterkühlung erreicht?

1. Subcooling im Kondensator

• Die häufigste Methode
• Der letzte Teil des Kondensators kühlt die Flüssigkeit weiter ab
• Kondensatorgröße und Luft-/Wasserdurchfluss sind wirksam

2. Flüssigkeits-Saugleitung-Wärmetauscher

• Kaltes Gas aus der Saugleitung kühlt die Flüssigkeitsleitung
• Bietet sowohl Subcooling als auch Schutz des Kompressors vor Flüssigkeitsschlag

3. Mechanische Unterkühlung

• In Industriesystemen wird ein separater kleiner Kreislauf verwendet
• Kühlt die Hauptflüssigkeitsleitung aktiv

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Was ist der ideale Subcooling-Wert?

Situation	Erklärung
5 K - 10 K	Idealer Bereich (für die meisten kommerziellen Systeme)
< 3 K	Unzureichende Füllung oder Kondensator-Ineffizienz
> 12 K	Überfüllung (Flüssigkeitsansammlung im Kondensator, hoher Hochdruck)

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Fazit

Unterkühlung ist wie das Messen des Pulses eines Kühlsystems.

Sie gibt Ihnen kritische Informationen über:

• Füllzustand
• Kondensatorleistung
• Gesundheit des Expansionsventils

Bei Ihrem nächsten Service verwenden Sie nicht nur ein Manometer, sondern auch ein Thermometer. Hören Sie wirklich zu, was das System Ihnen sagt.

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